巧借5G设施,将北斗导航延伸至地下******
在雄安新区容东片区的地下停车场,看不到纷繁复杂的线路,大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子,既有合路器,又有北斗卫星导航室内分布单元,还有运营商的5G基站。在这里,一条线路连接楼顶上方,以获取北斗等卫星的定位信号;一条室分线路连接多个“小蘑菇头”,以实现地下停车场信号无缝覆盖。
在复杂如“迷宫”的地下停车场,找不到自己的车或者开着车找不到出口,是人们经常遇到的尴尬又让人头疼的事情。
如今,在“地上一座城、地下一座城、‘云’上一座城”的河北雄安新区(以下简称雄安新区),精准室内导航技术正在改变这一现状。雄安新区利用“5G+北斗”技术,低成本快速实现了区域地下空间准确定位与导航。即便是身处地下停车场,“智慧”定位导航系统也能够随时告知用户的具体位置,以及下一步该往哪走,让地下通行更加便捷、高效。
瞄准地下精准定位导航难题
人们的切身体会是,在室内尤其是地下开阔空间,定位导航服务远不如地上来得精准且持续。在接受科技日报记者采访时,北京邮电大学信息与通信工程学院副教授路兆铭直言:“当前的室内定位技术解决了定位服务‘有与无’的问题,但尚未解决‘服务质量有保障’的问题。”
当前,雄安新区“地下一座城”已经初具规模。除去高标准建设的、埋藏在地下的城市“大动脉”——城市综合管廊外,城市中地下停车场的面积也非常大。
例如,在雄安新区首个集中建成区——容东片区,众多小区、楼宇的地下停车场全部联通。在大规模的地下空间中,会有大量的人、车、物流动,初入其中很容易迷路,如何实现精准定位导航成为雄安新区“地下一座城”建设过程中面临的问题。
2022年,国家重点研发计划设立“交通基础设施”专项,在5G通信与信号定位领域有长期积累的北京邮电大学信息与通信工程学院,成为“雄安新区交通设施数字化建设示范应用”项目的牵头单位,展开“5G+北斗地下空间组合式定位导航”的课题研究。
作为上述课题负责人,路兆铭告诉记者,为了解决无法实现地下精准定位的难题,“5G+北斗地下空间组合式定位导航”课题组在立项时便设定了三个层级的目标:高精度车辆定位与导航、亚米级人员定位与导航、地上地下一体化无缝定位。
“项目结项时,我们要在雄安新区超大规模地下停车场内实现这三个目标的示范应用,这对我们来说是一个不小的挑战。”路兆铭表示。
北斗卫星信号赋能地下精准导航
“手机在室内有信号,不是靠室外的铁塔基站来实现,而是靠室内分布系统。”路兆铭告诉记者,这个系统并不神秘,就是人们经常在楼道或者家门口看见的那种“小蘑菇头”(信号增强器)。
在雄安新区容东片区的地下停车场,记者举目四望,看不到纷繁复杂的线路,大量装备都被“隐藏”在专门的机房里。机房的墙壁上放置着3个小盒子,既有合路器,又有北斗卫星导航室内分布单元,还有运营商的5G基站。在这里,一条线路连接楼顶上方,以获取北斗等卫星的定位信号;一条室分线路连接多个“小蘑菇头”,以实现地下停车场信号无缝覆盖。
现代楼宇建筑多由钢筋混凝土建成,室外信号被墙体“屏蔽”,需要室内分布系统进行信号的全覆盖。特别是2018年,工业和信息化部要求5G室内信号实现共建共享,运营商将各路信号“混”入统一由中国铁塔股份有限公司提供的关键设备——合路器中。这样,运营商的标准5G室内信号便被合路器分散给各个“小蘑菇头”,以实现信号扩增。
路兆铭科研团队成员“就地取材”,利用现有的4G/5G的室内分布系统,在5G基础设施上混搭北斗卫星导航信号,无需重建基础设施,只用一个简单的“加法”,就让北斗信号“混”入5G信号,构建出了一个精准的地下定位导航系统。
看似简单的操作,背后依靠的是融合定位算法的创新。“我们团队创新性地提出由信号SLAM(即时定位与建图)架构的‘5G+北斗组合式定位算法’,实现时空信息融合,使室内分布系统支持地下1米精度的定位与导航。”路兆铭表示。
从理论上来说,要给物体做空间定位,至少需要3个角度的观测值,而且观测值越多、定位越精准。“好比说,如果一辆车旁边站着10个人,每个人眼中车的位置都是1个观测值,那么当把10个观测值全部融合起来,车辆定位就会更精确。”路兆铭表示,“5G+北斗组合式定位算法”正是将北斗卫星导航信号、5G信号、加速度计等多源位置观测信息融合在一起,精确解算出车辆的当前位置。
除了创新定位算法,路兆铭科研团队还在算法的实际场景应用与优化方面做了大量工作。当技术成型后,2021年初,路兆铭科研团队先在北京邮电大学校园搭建环境进行了算法和技术验证,当年6月到雄安新区容东片区杏秋苑地下停车场搭建了试点,开展了为期一年的驻场技术研发和创新。在这期间,路兆铭科研团队解决了三四十种问题,例如异形路段、从地上到地下的定位与导航衔接等,使地下定位导航系统越来越适用于具体场景。
把导航服务送到更多地下停车场
随着大规模推广示范,目前地下定位导航系统已覆盖容东片区超过20万平方米的地下停车场。
利用“5G+北斗”定位导航技术,在雄安新区可实现停车场人员和车辆准确位置导航。路兆铭告诉记者,这套技术还可以被集成到百度地图、高德地图、雄安行等应用程序中,用户通过手机就能够实现精准定位导航。
路兆铭科研团队在容东片区地下停车场的测试结果显示,他们研发的地下定位导航系统,其室内导航定位精度在2米左右,可以实现找车位等功能。经测算,与此前技术方案相比,这套拥有完全自主知识产权的技术方案可以将整个建设成本节省50%以上。
“现如今,不光是容东片区,容西片区、启东区的地下空间也将推广使用这套地下定位导航系统。”路兆铭表示,作为在雄安新区示范应用的创新技术,这套地下定位导航方案未来还有望被推广至医院、商业综合体、地下矿区、航站楼等地上地下一体化的复杂场景中。
“雄安新区为技术创新提供了现实需求,更为创新技术应用提供了极好的验证平台。”路兆铭表示,借助雄安新区先进的设计理念和丰富齐全的场景需求,潜藏在论文里的新技术与方法得到了转化应用。
“未来,地下精准定位导航技术还将在河南、福建、广东等地不断推进建设。”路兆铭希望,能把精准定位与导航服务送到更多地下停车场中。(科技日报记者 何 亮)
伊朗学者:很多伊朗年轻人认为学中文会有好工作******
中新网北京1月10日电 (记者 阚枫)“狮子,波斯语叫Sheir,中文称作‘狮’,其实,如今的中国狮舞也可称为中国和伊朗的文明友谊之舞。”近日,伊朗艺术研究院助理教授、东方部主任纳思霖在中新社“东西问·中外对话”中这样解释“狮舞”的另一种含义。
作为同在亚洲的两大古老文明,中国和伊朗有着几千年的友好交往历史。2000多年前,两国就通过古丝绸之路建立了友好交往。
纳思霖是伊朗画家,擅长水彩画、油画,并曾到中国学习中国国画,于2008年获得中国中央美术学院博士学位,2010年后还在中国美术学院从事博士后工作。如今,纳思霖在伊朗的大学中教授东方艺术方面的课程,并长期从事中伊人文交流工作。
谈及中国和伊朗基于古丝绸之路的文明交往史,纳思霖表示,古丝绸之路让中国和伊朗这两大古老文明的交往,从贸易往来逐渐发展到影响深远的文化、艺术、饮食甚至语言等方面,这其中,有很多有趣的案例可以列举。
她说,历史上相传,一位伊朗国王把狮子作为礼物送给中国皇帝。狮子在波斯语中叫Sheir,来到中国之后,中文称其为“狮”,因此,如今的中国狮舞可谓历史上中国和伊朗的文明友谊之舞。
纳思霖称,在东方的艺术文化瑰宝中,可以看到很多受到古丝绸之路文明交融影响的痕迹。例如,中国的敦煌莫高窟内的壁画和雕塑,不少人物的衣着和色彩就能看到来自伊朗艺术的影响。
最近,纳思霖出版了中文新书《伊朗细密画中的中国元素》,介绍中国与伊朗文化艺术交流中相互影响的案例。
“为了找到最佳的方法来展示历史上中伊文明之间的艺术交流史,我在中国做了四五年研究。实际上,这本书是我论文的一个简短部分。”
纳思霖说,在这本新著中,她介绍了在中国元朝期间伊朗绘画作品中的中国元素,并展示了两个文明古国之间的友谊。希望对于对东方艺术,尤其是中伊两大文明的艺术感兴趣的人们来说,这能加深两大文明间的友谊。
虽然,中国和伊朗之间有悠久的文明交往史,但是纳思霖坦言,现在伊朗年轻人对古丝路文化知之甚少,提到中国文化,他们可能只会想到中餐、武术、商业等。
不过,这位中文非常出色的伊朗学者也提到了在伊朗年轻人中出现的一个趋势:在伊朗的大学生中,越来越多的人会将中文确定为自己应该学习的一门外语。
“十年前,我们在很多大学开设了中文系,每个学期都会有很多新生选择学习中文,他们认为汉语已是英语之外的世界第二大语言,学好汉语意味着未来可以找个一个好工作,有不错的收入。”纳思霖表示,这些年轻人在学习汉语过程中会对中国历史文化产生兴趣,很多人喜欢孔子、老子和庄子的学说,以及中华文化中的价值观念。
纳思霖说,中国和伊朗两大文明之间的悠久关系,对当今世界的文明交流互鉴可以有很多启迪,作为以丝绸之路结缘的两大文明,如今更应该加强人文交流,特别是年轻人之间直接的交流交往,并将深厚的东方文明重新介绍给世界。(完)
(文图:赵筱尘 巫邓炎)