《黑 | 科技》| 距离几何学，隐藏在千里传音后的秘密

距离几何学是数学中的一个有趣的分支，不仅自身充满了浓郁的理论趣味，还有着广泛的实际应用价值，在物联网、机器学习、计算机视觉与可视化研究，以及传感网络的位置服务等应用中都发挥了非常重要的作用。

Internet of Things（简称IoT），就是我们通常说的物联网。物联网的世界是丰富多彩的，每个日常生活物品都可以在物联网的作用下实时地感知周围的环境，形成网络集群效应。

Location of Things（简称LoT），就是在IoT的基础上赋予每一个物体具体的物理位置标志。

LoT的实现，依托的是一套自组织网络以及定位网络系统，这个系统假设所有的定位都是通过设备与设备间的距离测量以及动态构建自组织网络来进行的。

定位网络的构造

与定位网络的基本原理相较，定位网络构造的内涵要更加丰富。在基于基站的定位中，人们需要知道基站的位置信息即可。而在计算移动中的物体位置时，因为物体处于动态，尤其在近距或室内的环境下，获得准确的节点位置信息几乎变得不可能。这个时候如果能试试地构建自组织网络并可以重建局部位置信息就显得十分关键。

隐形尺——测距技术方法介绍

目前市场上可以见到的隐形尺有很多种，分别基于超声波、无线频段、计算机视觉、镭射激光、红外线、磁场变化等。

——超声波

超声波的优点是人耳听不见，电路比较容易实现，测距较精准，缺点是无法穿透大型障碍物比如墙壁，易受到环境因素干扰，功耗较高，以及部分动物能听到等问题。

——低功耗蓝牙（BLE）

大部分Android手机和iPhone都具有BLE功能，市场上可以见到不少基于BLE做定位的方案。其缺点是，基于信号强度（RSSI）的测距方法极易受到干扰，不够准确，定位精度偏差可达5米甚至更多。

——超宽频（UWB）

UWB具有超过1GHz甚至更高的带宽，采用极短的小波，不受环境反射与噪音的干扰，因而可以比较精确地测量距离，测距精度大约在10cm左右。缺点是，UWB设备在市面上并不多见，价格稍贵，而且功耗相比BLE要更高。

——镭射激光

镭射激光可以精准测量点到点的距离，室内室外都可以运行。问题是，激光的散射角非常小，通常需要两点之间相向放置，而且激光无法穿透障碍物，只能在视线可及范围内工作，对工作环境的限制较多。

——红外线

广义上红外测距比激光测距来说可以看到的角度更大，其问题是红外线易受太阳光干扰，户外工作时效果欠佳。

——磁场变化

可利用磁场强度变化来测量距离，通常只能用于非常近的距离测量，但是磁场受周围磁铁的干扰。