2019年中国室内定位行业概览.pdf

1 报告编码19RI0677 头豹研究院 | 5G 智能通信系列概览 400-072-5588 2019 年 中国室内定位行业概览 报告摘要 工业研究团队 根据数据显示，中国室内地图行业市场规模由 2014 年的 9.3 亿元上升至 2018 年的 35.0 亿元，年复合 增长率达到 39.3%。 在庞大的市场需求下， 室内定位 将拥有广阔的发展空间， 预计到 2023 年， 中国室内 定位行业市场规模将达到 175.1 亿元。中国室内定 位行业资深技术专家表示， 未来在市场需求导向下， 室内定位应用将更多地从主动定位转移到被动定 位。 同时在大数据分析、 人工智能技术的引入下， 未 来中国室内定位行业应用的深度和广度有望得到持 续拓展。 热点一：室内位置服务需求量迅速增长 热点二：推进 5G 可为室内定位技术的发展提供技术支持 热点三：应用的深度和广度得到持续拓展 随着万物互联时代的到临，社会生活各个层面对室内位 置服务需求不断增长。根据数据显示，人 80%的时间都 在室内活动。随着物联网技术的发展，围绕人员、物体 的室内位置服务需求愈加强烈，室内定位技术将在企业 管理、安防监护、应急救援、智慧养老等领域发挥重要 作用。 通信是精准定位的基础，通信能力决定了位置服务的质 量。中国积极参与了全球 5G 标准制定， 凭借着 5G 专利 全球申请数量第一的优势，引领 5G 技术在全球的发展。 5G 的特点是多天线、 基站布局密集， 能大幅提升通信终 端的带宽， 与室内定位导航结合将产生强大的联合效应。 室内定位主流的应用场景包括：机场导航、商场购物导 购、停车场寻车等。在大数据分析、人工智能技术的引 入下，未来中国室内定位行业应用的深度和广度有望得 到持续拓展。在应用深度层面，结合人工智能领域深度 学习的相关方法，对一些错误的定位数据，通过系统自 动对定位算法的不断修正， 以提高定位准确性和可靠性， 对解决定位导航现有的技术瓶颈具有重要意义；在应用 广度层面，持续加强室内位置数据价值挖掘。 文晗 邮箱： csleadleo 分析师 行业走势图 相关热点报告 5G 智能通信系列概览 2020 年中国 5G 在物联网行业 应用概览 物联网系列概览2019 年 中国物联网行业概览 物联网系列概览2019 年 中国窄带物联网 NB-IoT 行业 概览 2 报告编号19RI0677 目录 1 方法论 . 5 1.1 研究方法 . 5 1.2 名词解释 . 6 2 中国室内定位行业市场综述 . 9 2.1 中国室内定位行业定义及分类 . 9 2.2 全球及中国室内定位行业发展历程 . 11 2.3 中国室内定位行业产业链 . 12 2.3.1 上游分析 . 13 2.3.2 中游分析 . 14 2.3.3 下游分析 . 16 2.4 中国室内定位行业市场规模 . 17 3 中国室内定位行业驱动与制约因素 . 18 3.1 驱动因素 . 1 8 3.1.1 室内位置服务需求量迅速增长 . 18 3.1.2 推进 5G 可为室内定位技术的发展提供技术支持 . 20 3.2 制约因素 . 2 1 3.2.1 个人隐私意识增强 . 21 3.2.2 室内定位成本和复杂程度高 . 22 4 中国室内定位行业政策分析 . 23 5 中国室内定位行业市场趋势 . 25 5.1 主动定位向被动定位转变 . 25 3 报告编号19RI0677 5.2 应用的深度和广度得到持续拓展 . 26 6 中国室内定位行业竞争格局分析 . 27 6.1 中国室内定位行业竞争格局概述 . 27 6.2 中国室内定位行业典型企业分析 . 29 6.2.1 北京智慧图科技有限责任公司 . 29 6.2.2 上海图聚智能科技股份有限公司 . 31 6.2.3 优频科技有限公司 . 33 4 报告编号19RI0677 图表目录 图 2-1 常用的室内定位方法 . 9 图 2-2 主流室内定位技术 . 10 图 2-3 全球及中国室内定位行业发展历程 . 11 图 2-4 中国室内定位行业产业链分析 . 13 图 2-5 中国室内定位行业产业链中游参与者 . 14 图 2-6 室内定位系统消费比例，2014 年与 2019 年 . 17 图 2-7 中国室内定位行业市场规模（按需求量计） ，2014-2023 年预测 . 18 图 3-1 室内位置服务需求来源 . 18 图 3-2 5G 通信技术可为室内定位导航提供高精度定位 . 20 图 3-3 室内定位系统增值服务 . 21 图 3-4 室内定位成本与复杂程度高 . 22 图 4-1 中国室内定位行业相关政策分析 . 25 图 5-2 室内定位应用的深度与广度将得到持续拓展 . 27 图 6-1 中国室内定位行业代表企业 . 28 图 6-2 智慧图融资历程 . 29 图 6-3 智慧图商业模式分析 . 30 图 6-4 智慧图市场优势 . 31 图 6-5 图聚主营业务介绍 . 32 图 6-6 优频科技产品功能与目标 . 34 5 报告编号19RI0677 1 方法论 1.1 研究方法 头豹研究院布局中国市场， 深入研究 10 大行业， 54 个垂直行业的市场变化， 已经积累 了近 50 万行业研究样本，完成近 10,000 多个独立的研究咨询项目。 研究院依托中国活跃的经济环境，从通信、物联网、地理信息系统等领域着手，研 究内容覆盖整个行业的发展周期，伴随着行业中企业的创立，发展，扩张，到企业 走向上市及上市后的成熟期， 研究院的各行业研究员探索和评估行业中多变的产业 模式，企业的商业模式和运营模式，以专业的视野解读行业的沿革。 研究院融合传统与新型的研究方法， 采用自主研发的算法， 结合行业交叉的大数据， 以多元化的调研方法， 挖掘定量数据背后的逻辑， 分析定性内容背后的观点， 客观 和真实地阐述行业的现状， 前瞻性地预测行业未来的发展趋势， 在研究院的每一份 研究报告中，完整地呈现行业的过去，现在和未来。 研究院密切关注行业发展最新动向，报告内容及数据会随着行业发展、技术革新、 竞争格局变化、政策法规颁布、市场调研深入，保持不断更新与优化。 研究院秉承匠心研究， 砥砺前行的宗旨， 从战略的角度分析行业， 从执行的层面阅 读行业，为每一个行业的报告阅读者提供值得品鉴的研究报告。 头豹研究院本次研究于 2019 年 9 月完成。 6 报告编号19RI0677 1.2 名词解释 射频信号定位：一种利用射频信号实现对物体的自动识别并获得相关信息的技术。 WiFi 定位： 以 WiFi 环境为基础， 通过服务器将室内环境当中的无线接入点的信号强度 记录入数据库， 作为每一个接入点的“指纹”， 定位时将收到的信号强度经由数据对比 及一定的估算后得出位置信息。 蓝牙定位：基于 RSSI（Received Signal Strength Indication，信号场强指示）定位 原理计算，在需要定位的区域内部署蓝牙 Beacon，至少需要铺设 3 个蓝牙 Beacon 信 标，定位算法要求至少知道三个点的 RSSI 值才能准确地计算定位。 MEMS：Micro-Electro-Mechanical System 的简称，指微机电系统，是尺寸在几毫 米乃至更小的高科技装置， 其内部结构一般在微米甚至纳米量级， 是一个独立的智能系 统。 红外线定位： 主要有两种具体实现方法， 一种是将定位对象附上一个会发射红外线的电 子标签， 通过室内安放的多个红外传感器测量信号源的距离或角度， 从而计算出对象所 在的位置。 另一种红外定位的方法是红外织网， 即通过多对发射器和接收器织成的红外 线网覆盖待测空间，直接对运动目标进行定位。 超声波定位：依据超声波测距原理，由若干个应答器（基点）和被定位物体组成。被定 位物体携带超声波测距器， 向位置固定的应答器发射信号， 应答器在收到信号后向被定 位物体发射超声波信号， 被测物体收到信号后， 利用反射测距或者三边定位等算法确定 其位置。 惯性导航定位： 根据牛顿力学的原理， 依靠陀螺仪和加速度计完成惯性系统下运动物体 的自主定位导航。 计算机视觉定位： 常用于机器人定位， 机器人安装摄像机拍摄附近环境， 根据所拍摄图 7 报告编号19RI0677 像处理与分析相关数据并进行机器人定位。 超宽带定位： 根据佩戴在人员或设备上的 UWB 电子标签， 通过超声波或射频方式向各 个 UWB 基站发送信息，各 UWB 基站收到来自 UWB 标签的信号后，通过时间差估算 基站与标签之间的距离。 蜂窝网络定位：主要用于智能手机的定位，依靠检测传播信号的特征参数来实现定位。 地磁强度定位：利用室内环境中不同点位地磁场强度不同的特点来确定室内位置。 POI：Point of Interest，指信息点。每个 POI 包含名称、类别、坐标、分类四方面信 息。 无线收发器：用于数据通信的蓝牙模块。 基带控制器： 蓝牙硬件模块的关键模块， 其主要功能是在微处理器模块控制下， 实现蓝 牙基带部分的所实时处理功能，包括负责对接收 bit 流进行符号定时提取的恢复。 链路管理层： 蓝牙模块的关键组成部分， 主要完成三个方面的工作： 一是负责处理控制 和协商发送数据使用的分组的大小； 二是负责管理节点的功率模式和蓝牙节点在微微网 中的状态；三是要处理链路和密钥的生成、交换和控制。 BLE 蓝牙模块：支持蓝牙协议 4.0 或更高的模块，也称为 BLE 模块（Bluetooth Low Energy Module） ，最大的特点是成本和功耗的降低，应用于实时性要求比较高。 SDK：Software Development Kit 的简称，软件开发工具包。 API：Application Programming Interface 的简称，应用程序编程接口。 MAC 地址：Media Access Control Address，为媒体存取控制位址，也称为局域网地 址，是一个用来确认网络设备位置的位址。 信号体制：有三种：IR、单载波调制直扩信号和多载波多带正交频分复用。现在多使用 IR 信号体制，带宽在 1G 以上，距离分辨能力能达到厘米级别。 8 报告编号19RI0677 物联网：通过各种信息传感器、射频识别技术、全球定位系统、红外感应器、激光扫描 器等各种装置与技术，实时采集任何需要监控、连接、互动的物体或过程，采集其声、 光、热、电、力学、化学、生物、位置等各种需要的信息，通过各类可能的网络接入， 实现物与物、物与人的泛在连接，实现对物品和过程的智能化感知、识别和管理。 亚米级：1 米以下分辨率。 CRM：Customer Relationship Management，即客户关系管理，是指企业为提高核 心竞争力， 利用相应的信息技术以及互联网技术协调企业与顾客间在销售、 营销和服务 上的交互， 从而提升其管理方式， 向客户提供创新式的个性化的客户交互和服务的过程。 ERP：Enterprise Resource Planning，即企业资源计划，指建立在信息技术基础上， 以系统化的管理思想，为企业决策层及员工提供决策运行手段的管理平台。 POS：Point of Sale，指销售终端。 LBS：Location Based Service，即基于位置的服务，主要通过电信移动运营商的无线 电通讯网络（如 GSM 网、CDMA 网）或外部定位方式（如 GPS）获取移动终端用户 的位置信息（地理坐标，或大地坐标） ，在地理信息系统平台的支持下，为用户提供相 应服务的一种增值业务。 触发定位器： 在定位终端正常使用情况下， 若设备出现离线时， GPS 监控后台自动检测 出设备已离线，从而触发离线报警，后台自动提示信息。 LPWAN：A Low-Power Wide-Area Network，即低功耗广域网络。 非视距：通信的两点视线受阻，彼此看不到对方，菲涅尔区大于 50%的范围被阻挡。 多径效应： 电磁波经不同路径传播后， 各分量场到达接收端时间不同， 按各自相位相互 叠加而造成干扰，使得原来的信号失真，或者产生错误。 9 报告编号19RI0677 2 中国室内定位行业市场综述 2.1 中国室内定位行业定义及分类 室内定位指采用无线通讯、基站定位、惯性导航定位等多种技术集成，实现人员、物体 等在各种室内场景下的位置监控。 室内定位的应用需求来自安防监控、 应急救援、 智能看护、 精准营销、智能工厂及智能交通等领域。 室内导航常用的定位方法大致有七种类型：邻近探测法、质心定位法、多边定位法、三 角定位法、极点法、指纹定位法和航位推算法（见图 2-1） 。 图 2-1 常用的室内定位方法 来源：头豹研究院编辑整理 按定位原理的不同， 主流的室内定位技术可分为四大类： （1） 基于传感器的室内定位技 术：红外线、超声波、惯性导航、计算机视觉； （2）基于射频信号的室内定位技术：WiFi、 蓝牙、ZigBee、蜂窝网络、射频识别、超宽带； （3）融合定位技术：不同传感器进行位置信 息融合； （4） 地磁定位技术： 利用室内环境中不同点位地磁场强度差异进行定位 （见图 2-2） 。 10 报告编号19RI0677 图 2-2 主流室内定位技术 来源：头豹研究院编辑整理 11 报告编号19RI0677 2.2 全球及中国室内定位行业发展历程 图 2-3 全球及中国室内定位行业发展历程 来源：头豹研究院编辑整理 与室外定位相比， 室内定位起步较晚。 由于卫星信号受到建筑物的遮挡后衰减迅速， 以 卫星导航为主的室外定位技术并不适用于室内，1994 年 GPS 全球定位系统建成，而 1996 年美国联邦通信委员会才制定了用于应急救援的 E-911 定位标准，要求对所有移动电话用 户实现定位功能， 室内定位服务就此展开 （见图 2-3） 。 2001 年， 华盛顿大学的 J.Hightower 和 G.Borriello 提出了基于定位位置类型、绝对/相对定位、主动/被动定位、精度、覆盖范 围、 所用信号等参考指标的分类标准， 以便更好地评估一个定位系统， 也为后续室内定位技 术的研发提供参考标准规范。 室内定位技术商用化始于 2010 年， 微软必应 （Bing） 地图最早开始添加商场和机场的 室内地图。2011 年，美国谷歌公司在谷歌地图中加入了 9 个国家的 1 万个室内场所地图。 中国室内定位行业自 2012 年正式起步，由本土地图数据供应商百度、高德领衔。2012 年 9月12日， 高德推出室内地图功能， 成为中国首个拥有室内地图的地图数据提供商。 同年， 12 报告编号19RI0677 百度在百度地图 4.0 中，将室内定位作为一大亮点。在看到市场发展商机后，一批专业从事 室内定位系统研发、硬件供应的企业也加入市场竞争。2013 年 9 月，美国苹果公司发布的 iOS7 配备了新功能 iBeacon，iBeacon 是基于低耗能蓝牙技术的室内定位系统，其定位原 理为 iBeacon 发射信号，iOS 设备定位接收并反馈信号，其定位精度可达到分米级。接收 到定位信息的应用软件会根据这一位置采取一些行动， 如向用户发送折扣券等。 蓝牙室内定 位技术的最大特点是设备体积小， 可集成在移动电子产品上， 便于推广， 用户只需开启蓝牙 功能，用户定位即可完成。2014 年，室内地图供应商与硬件设备提供商如图聚、优频科技 等看到了中国室内定位市场发展潜力， 开始提供室内定位解决方案， 中国室内定位市场逐步 扩大。在此之后，市场也迎来了第一轮淘汰赛，小规模企业缺乏技术和资金，不得不退出市 场，中国室内定位市场现已形成由大规模企业主导的竞争格局。 随着移动通信技术的升级换代， 4G 正在向 5G 演进更迭中， 室内定位精度要求也更高， 推动了高精度定位技术的发展。超宽带技术源于 19 世纪 60 年代兴起的脉冲通信技术，自 2002 年美国联邦通信委员会批准超宽带用于民用领域后，超宽带技术在室内定位的应用受 到高度重视。 随着室内定位市场的逐渐成熟， 国内外涌现出一批研究超宽带室内定位技术的 研究机构和公司， 如英国 Ubisense 公司、 美国 Zebra 公司等， 此类企业所研发的超宽带室 内定位技术定位精度最高可达厘米级。 但由于室内场景的复杂程度高， 不同的室内定位技术 存在各自的局限性，目前行业还未形成普适且成熟的方案可让人们在室内实现导航与定位。 2.3 中国室内定位行业产业链 中国室内定位行业产业链由上至下依次可分为上游硬件供应、 中游室内定位系统开发与 应用、下游行业用户与大众用户（见图 2-4） 。 13 报告编号19RI0677 图 2-4 中国室内定位行业产业链分析 来源：企业官网，头豹研究院编辑整理 2.3.1 上游分析 中国室内定位行业产业链上游为硬件供应， 参与者为硬件供应商。 室内定位系统的核心 硬件为定位芯片与传感器。 定位精度是室内定位系统最重要的指标， 而定位精度、 用户体验 都取决于定位芯片和传感器的精度。2016 年前，室内定位系统大多采购国外的定位芯片与 传感器，如美国博通、高通公司提供的 WiFi、蓝牙通信芯片以及博世、意法半导体提供的 惯性、地磁传感器芯片等。随着硬件供应商的技术研发水平逐渐提升，2016 年开始，国产 定位芯片、传感器已基本可以满足中国室内定位市场需求，如 Sensoro 升哲、苏州寻息、 优频科技等供应商已能够供应精度达到定位要求的定位芯片和传感器，实现对进口定位芯 片、传感器的国产替代。以 Sensoro 升哲为例，2017 年 Sensoro 升哲自主研发出全球最 小双通道 LPWAN 芯片。 与市面上其他芯片相比， 该芯片具有超低功耗、 超远通信的双重优 势，能够在 10 公里范围内实时传输传感数据。 14 报告编号19RI0677 蓝牙芯片是使用量最大的芯片类型，目前国产蓝牙芯片价格在 20-30 元/个，进口蓝牙 芯片价格则要高出 4、5 倍，国产蓝牙芯片价格优势明显。基于蓝牙定位技术的硬件模块由 无线收发器、 基带控制器和链路管理层组成， 是蓝牙发射与接收信号的关键部件， 在实际应 用中， 为提高待机时长， 工程师通常会选择低功耗、 小尺寸的 BLE 蓝牙模块。 从上游整体发 展情况来看， 国产硬件供应商在近年来的持续发力， 表现尤其突出， 其硬件产品凭借良好的 定位精度与价格优势，性价比远高于进口产品，获得了市场青睐。 2.3.2 中游分析 中国室内定位行业产业链中游参与主体主要为中介商（室内地图数据、室内 POI 数据 提供商） 、室内定位解决方案提供商、应用开发商和辅助设备提供商（见图 2-5） 。 图 2-5 中国室内定位行业产业链中游参与者 来源：头豹研究院编辑整理 （1） 室内地图数据、室内 POI 数据提供商 室内地图数据、室内 POI 数据提供商主要负责提供基础地理数据、大批量的室内地图 和 POI 数据，为室内地图应用提供数据来源，主要参与者包括智慧图、图聚等室内地图提 15 报告编号19RI0677 供商。 随着定位精度不断提高， 室内地图数据提供商正朝着精细化的方向收集信息， 例如关 于一家店铺的信息点可能高达 50-100 个，包括店铺的电话、地址、名称、联系人等，这需 要耗费大量的人力和成本。以图聚为例，从 2013 年起，图聚持续为高德地图平台输出室内 地图数据，并提供周期性的维护和更新，目前已经覆盖全国 58 个主要城市（包含全部一、 二线城市以及部分三线城市）的商业综合体、交通枢纽等大型室内环境。 （2） 室内定位解决方案提供商 室内定位解决方案提供商主要负责定位算法开发，以及提供相应的 SDK 和 API 服务， 服务模式以承接项目为主，主要参与者包括百度、高德、智慧图、图聚、中海达等，所承接 的室内定位项目主要以商业项目为主， 根据场地需求及场地大小确定采用单一定位技术还是 多种定位技术融合的方式， 对室内定位系统进行设计， 通常前期准备时间在一个月左右， 安 装周期在两周内， 安装完毕后还需进行调试以及后期维护。 日前， 北京大兴国际机场率先在 全国应用了超宽带高精度室内定位系统，定位精度达到 10 厘米左右。随着该技术的启用， 大兴新机场未来能够对室内人员和车辆进行可视化监控和管理， 以及为旅客们提供更加便利 的导航服务。 （3） 应用开发商 当室内地图数据采集完成后， 必须由大量的开发者来开发室内位置服务应用， 进一步挖 掘室内位置数据价值，打造服务平台，拓宽产品覆盖场景，应用开发商有百度、新浪等。目 前室内定位的盈利模式还在摸索阶段，主要收入来自于广告服务、商户服务及增值服务。 广告服务是利用大数据、 人脸识别等技术分析顾客个人行为习惯， 向目标顾客精准投 放广告以赚取收入的盈利模式； 商户服务则包括向商户提供室内地图数据测绘服务， 连接更多的线下用户， 吸引更多 的用户前往消费； 16 报告编号19RI0677 增值服务则是根据用户多样化的需求， 利用室内定位这一窗口， 拓展出更多的应用场 景，从目前发展情况来看，这一场景主要集中在 To B 领域，尤其是在安防监控、应急救援 等民生类的服务。 （4） 辅助设备提供商 辅助设备包括基站、终端、网络设备，这些设备也是室内定位系统的重要组成部分。其 中， 终端设备也是移动操作系统厂商所提供的通讯平台， 如苹果 iBeacon 和谷歌 Eddystone 平台，可为各类室内定位应用提供支持。与此同时，苹果与谷歌都禁止第三方 APP 获取用 户 MAC 地址来定位用户位置，对于消费者而言，这保护了消费者的个人隐私，但却限制了 室内定位行业的发展。 从中游的发展来看， 市场参与者逐渐随着室内定位应用的拓展而开始增多， 中国室内定 位技术整体发展水平已处于世界领先地位。 2.3.3 下游分析 中国室内定位行业产业链下游为行业用户和大众用户。 根据数据显示， 行业用户与大众 用户在室内定位系统应用消费比例为 7：3，而这一数据在五年前为 5：5（见图 2-6） 。行 业用户对室内定位的需求呈现持续增长态势， 新增需求主要来自于安防监控、 应急救援、 智 能制造、智慧城市、智慧养老等领域。其中，安防监控的需求最为强烈，根据统计数据，大 约 60%的室内定位系统用于安防监控。用户在整个产业链中占据核心地位，室内位置服务 本质上都在围绕着消费者的需求进行， 行业发展的源动力为良好的定位精度及人性化的地图 表达，因此用户在整个产业链中拥有最强的议价能力。 17 报告编号19RI0677 图 2-6 室内定位系统消费比例，2014 年与 2019 年 来源：头豹研究院编辑整理 2.4 中国室内定位行业市场规模 随着