長城網·冀云客戶端記者 許艷艷 康紫祎 郭晶璇
“預計再有幾個星期,我們研發的‘北斗+室分地下空間導航’就能在雄安行App上線試運行。”7月底,記者在雄安空天信息研究院見到路兆銘時,他正緊盯著屏幕上的地下導航系統后臺,和團隊成員一起,針對存在問題做最后的調試。
路兆銘是北京郵電大學信息與通信工程學院教授,不久前,他以雄安大規模地下空間為主要場景,主導研發的“北斗+室分地下空間導航”在雄安場景匯超大規模地下空間定位導航技術賽道中奪冠。
回憶起這項技術從0到1的突破,路兆銘記憶猶新。
“北斗+室分”為地下導航提供新思路
2019年,一通從雄安新區數字交通實驗室打給路兆銘的電話,改變了他的職業軌跡。
雄安新區規劃之初就提出要建設“地下一座城”,其中包括地下綜合管廊約380公里、地下停車場超2200萬平方米。2019年,雄安新區從以規劃為中心向以建設為中心轉換。大規模地下空間的施工建設也讓地下導航成了一個亟須解決的問題。
當時,市面上的導航軟件都是通過衛星導航定位系統來獲取用戶位置信息,但在地下空間,由于建筑物和地表的遮擋,衛星定位信號無法覆蓋,導航用起來并不靈光。想必車主都經歷過這樣的“無助時刻”——在地下停車場,要么找不到離目的地最近的車位,要么辦完事返回卻找不到停車的位置。
地下導航軟件實測現場。長城網·冀云客戶端記者 康紫祎 攝
雄安新區數字交通實驗室在全國范圍內尋找了十幾家項目組,希望他們參與地下導航技術的研發。其中不乏名校、企業、科研機構。路兆銘團隊正是其中之一。
想要攻克地下導航技術,有多難?
當時,十幾家項目組都曾在雄安研究數月,最后都無功而返。
“那段時間,我們每天都在頭腦風暴,但幾乎沒什么突破。”路兆銘回憶。
在地庫部署藍牙點位信標,建設成本高;在室內增設北斗導航基站,設備費高昂;采用Wi-Fi定位,不僅要部署Wi-Fi接入點,還得投資新建一套網絡……
“想過放棄嗎?”記者問道。
“隨著新建城市對地下空間的充分利用,地下精準導航成為必須解決的問題,總得有人做。”路兆銘回答。
經歷了半年多的推翻、重建,在一次討論會上,“借用已有的通信設施——5G室內分布系統”方案的提出,讓事情有了轉機。
把北斗信號接收下來,再借助長相類似“小蘑菇頭”的室內分布系統轉發出去。一席話,讓團隊撥開重重迷霧,終于找到了攻克難題的“鑰匙”。
從雄安走出的“世界首創”
從產生想法,到想法可行,中間還需要進行大量的理論推導及實驗驗證。
2020年夏,路兆銘帶領團隊先在北京郵電大學搭建實驗室場景,一搭就是半年。
記者在北京郵電大學教學三號樓6樓看到,樓道上方的天花板,密密麻麻布滿了各種線。“我們通過控制變量,不斷調整實驗室環境,去驗證能對結果產生影響的各種因素,這本身就非常耗時。”路兆銘說。
團隊成員在雄安新區地下停車場進行測試。長城網·冀云客戶端記者 康紫祎 攝
團隊成員在實驗室計算得到北斗信號匯入5G室內分布系統所需的濾波和功率參數,再通過寬頻多路信號的共享鏈路傳輸,成功將信號引入地下。
一年后,研發轉入現場測試階段,路兆銘帶領團隊來到雄安新區容東片區。那時,容東片區還在施工,路兆銘帶著團隊完成了地下實驗后,常常需要花費大量時間尋找返回地面的出口。這樣的經歷,讓他再次下定決心將地下導航技術落地應用。
而隨著測試的深入,更多問題需要解決。
比如,如何不斷提高北斗地下定位的精度,如何解決手機終端的兼容性……
“最忙的時候,每天熬到半夜一兩點都是常事。”團隊成員初星河介紹,整個項目團隊也從最初的3人擴展到現在的40人,多數為90后。“在地下測完信號,我們常常席地而坐,尋找bug,解決bug,再迅速進行新一輪測試。”
為了一個共同的目標,團隊夜以繼日進行研究。終于,他們研發出擁有核心知識產權的北斗室內分布單元,這項技術也是世界首創。北斗室內分布單元和原先就有的室分天線、合路器、5G室內分布單元共同構成了地下導航系統運行的核心,建設成本只有傳統地下導航技術的一半。
如今,這項技術在雄安地下示范應用已達到150萬平方米,定位精度可達到2米。
“讓雄安創新的種子遍地開花”
“除了常見的消費場景下的應用,我們研發的這項技術還能實現煤礦、綜合管廊、高速隧道等多種工業場景安全生產應用……”
6月12日,雄安未來之城場景匯“北斗技術應用大賽場景打造和產業落地專場對接會”上,團隊成員傅彬向臺下觀眾介紹。
地下導航軟件后臺。長城網·冀云客戶端記者 康紫祎 攝
傅彬告訴記者,這場對接會后,幾家企業表示了合作意向,下一步他們打算繼續深度對接。
雄安新區以雄安未來之城場景匯系列大賽成果落地轉化為牽引,加快各類創新主體孵化培育,雄安新區科技產業新生態正在加速形成。
“一路走來,是雄安對創新技術的扶持,以及這里大規模的地下場景,為我們技術的測試與迭代升級提供了最好的試驗場。”路兆銘透露,接下來,團隊還將為技術賦能河北的高速隧道場景。“讓技術從雄安延伸,讓雄安創新的種子遍地開花。”