室內(nèi)定位技術(shù)能夠解決哪些行業(yè)難題

室內(nèi)定位技術(shù) 解決 哪些 行業(yè) 難題| 2021-08-12 喜訊科技 成都精位科技

UWB是什么?

超寬帶技術(shù)是一種全新的、與傳統(tǒng)通信技術(shù)有極大差異的通信新技術(shù)。它不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波,而是通過發(fā)送和接收具有納秒或納秒級(jí)以下的極窄脈沖來傳輸數(shù)據(jù),從而具有GHz量級(jí)的帶寬。

UWB與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比有什么區(qū)別?

超寬帶系統(tǒng)與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比,具有穿透力強(qiáng)、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統(tǒng)復(fù)雜度低、能提供精確定位精度等優(yōu)點(diǎn)。因此,超寬帶技術(shù)可以應(yīng)用于室內(nèi)靜止或者移動(dòng)物體以及人的定位跟蹤與導(dǎo)航,且能提供精確的定位精度。

UWB的測距原理

雙向飛行時(shí)間法(TW-TOF,two way-time of flight)每個(gè)模塊從啟動(dòng)開始即會(huì)生成一條獨(dú)立的時(shí)間戳 。模塊A的發(fā)射機(jī)在其時(shí)間戳上的Ta1發(fā)射請(qǐng)求性質(zhì)的脈沖信號(hào),模塊B在Tb2時(shí)刻發(fā)射一個(gè)響應(yīng)性質(zhì)的信號(hào),被模塊A在自己的時(shí)間戳Ta2時(shí)刻接收。有次可以計(jì)算出脈沖信號(hào)在兩個(gè)模塊之間的飛行時(shí)間,從而確定飛行距離S=Cx[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)](C為光速)。

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TOF測距方法屬于雙向測距技術(shù),它主要利用信號(hào)在兩個(gè)異步收發(fā)機(jī)(Transceiver)之間飛行時(shí)間來測量節(jié)點(diǎn)間的距離。因?yàn)樵谝暰嘁暰€環(huán)境下,基于TOF測距方法是隨距離呈線性關(guān)系,所以結(jié)果會(huì)更加精準(zhǔn)。我們將發(fā)送端發(fā)出的數(shù)據(jù)包和接收回應(yīng)的時(shí)間間記為TOT,接收端收到數(shù)據(jù)包和發(fā)出回應(yīng)的時(shí)間間隔記為TAT,那么數(shù)據(jù)包在空中單向飛行的時(shí)間TOF可以計(jì)算為:TOT-T

然后根據(jù)TTOF與電磁波傳播速度的成績便可計(jì)算出兩點(diǎn)間的距離D=CxTTOFTOF測距方法和兩個(gè)關(guān)鍵側(cè)約束:1、發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備必須始終同步2、接收設(shè)備提供信號(hào)的傳輸時(shí)間的長短為了實(shí)現(xiàn)始終同步,TOF測距方法采用了始終偏移量啦解決始終同步問題,單由于TOF測距方法的時(shí)間以來與本地的遠(yuǎn)程幾點(diǎn),側(cè)距精度容易受兩端節(jié)點(diǎn)中的始終偏移量的影響。為了減少此類錯(cuò)誤的影響,這里采用反向測量方法,即遠(yuǎn)程節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)包,本地節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù)包,并自動(dòng)響應(yīng)。通過平均正向和反向多次測量的平均值,減少對(duì)任何始終偏移量的影響,從而減少測距誤差。

UWB的定位原理

知道了UWB的測距原理,再來了解UWB的室內(nèi)定位原理就很容易了。UWB的室內(nèi)定位功能和衛(wèi)星原理很相似,就是通過室內(nèi)布置4個(gè)已知坐標(biāo)的定位基站,需要定位的人員胡總惡化時(shí)設(shè)備攜帶定位標(biāo)簽,標(biāo)簽按照一定的頻率發(fā)傻脈沖,不斷和4個(gè)已知位置的基站進(jìn)行測距,通過一定的精確算法定出標(biāo)簽的位置!

遮擋主要指室內(nèi)定位UWB基站和定位標(biāo)簽之間存在障礙物,阻礙了信號(hào)直接被互相接收,從而影響定位。

遮擋對(duì)uwb定位的影響主要分以下幾種情形

1、實(shí)體墻:一睹實(shí)體墻的這種遮擋將使得UWB信號(hào)衰減60-70%定位精度誤差上升30厘米左右,兩睹或者兩睹以上的實(shí)體墻遮擋,將使得UWB無法定位。2、鋼板:鋼鐵對(duì)UWB脈沖信號(hào)吸收很嚴(yán)重,將使得UWB無法定位。3、玻璃:玻璃遮擋對(duì)UWB定位精度沒太大影響。4、木板或紙板:一般厚度10厘米左右的木板或紙板對(duì)

UWB定位

精度沒太大影響。5、電線桿或樹木:電線桿或者書面遮擋時(shí)需要看他們之間距離基站或者標(biāo)簽的距離,和基站和標(biāo)簽的相對(duì)距離比較是否很小,比如,基站和定位標(biāo)簽距離50米,電線桿或者樹木正好在兩者中間,25米處,這種遮擋就無大的影響,如離基站或者標(biāo)簽距離很近小于1米,影響就很大。來源:摘自互聯(lián)網(wǎng)