2025年1月，瑞士蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）的研究團隊在室內精確定位技術領域取得了重要突破。他們開發了一種基于磁場的定位系統，利用墻壁上安裝的扁平線圈作為錨點，實現了厘米級的三維定位精度。這一成果有望在智能家居、機器人導航和虛擬現實等領域得到廣泛應用。

該研究的主要作者格雷戈爾·杜姆法特（Gregor Dumphart）博士表示：“磁場定位技術在室內環境中具有獨特優勢，因為它不受障礙物和環境變化的影響。”他進一步解釋道，傳統的無線電波定位系統在復雜的室內環境中容易受到多路徑效應和信號衰減的干擾，而磁場由于其短距離特性，能夠提供更穩定和精確的定位服務。

研究團隊設計的系統由安裝在墻壁上的12個扁平線圈組成，每個線圈尺寸為15厘米×10厘米。這些線圈產生的磁場覆蓋了一個10米×10米×3米的房間。移動設備（如智能手機或可穿戴設備）內置一個商業近場通信（NFC）天線，作為接收線圈。通過測量接收到的磁場強度，系統能夠實時計算出設備的三維位置，定位精度可達厘米級。

為了驗證系統的性能，研究人員進行了多次實驗。結果顯示，在10米×10米的房間內，系統能夠以厘米級的精度定位移動設備的位置。此外，該系統的功耗僅為10毫瓦，適用于實時定位應用。

然而，實現如此高精度的定位并非易事。杜姆法特博士指出，定位算法需要處理復雜的非線性優化問題。為此，研究團隊提出了一種加權最小二乘（WLS）算法，能夠有效消除設備朝向對定位精度的影響。通過將WLS算法的結果作為初始值，結合最大似然估計（ML）方法，系統在98%的情況下達到了理論最佳定位精度。

該研究的另一位作者阿明·維特內本（Armin Wittneben）教授表示：“我們的系統具有高精度、低功耗和易于集成的特點，適用于多種室內定位應用。”他還提到，未來的研究將致力于進一步降低系統成本，并探索在更大空間中的應用可能性。

這一研究成果為室內精確定位技術的發展提供了新的思路。與傳統的基于無線電波或光學的定位系統相比，磁場定位系統在復雜的室內環境中具有更好的魯棒性和精度。隨著物聯網和智能設備的普及，精確的室內定位服務將變得越來越重要。

此外，該研究還展示了將定位系統集成到移動設備中的可能性。通過在智能手機或可穿戴設備中內置接收線圈，用戶可以在室內環境中享受高精度的定位服務，而無需額外的硬件設備。

然而，磁場定位技術也面臨一些挑戰。例如，磁場的覆蓋范圍有限，可能需要在大面積空間中安裝更多的錨點。此外，環境中的金屬物體可能會對磁場產生干擾，影響定位精度。因此，在實際應用中，需要根據具體環境進行系統設計和優化。

ETH Zurich的研究團隊在室內精確定位技術方面取得的這一突破，展示了磁場定位系統的巨大潛力。隨著技術的進一步發展和完善，磁場定位有望在智能家居、機器人導航、虛擬現實等領域發揮重要作用，為人們的生活帶來更多便利和可能性。