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  • UWB定位

    2020-12-22 20:34:09
    UWB(Ultra Wide Band) 超宽带无线通信技术

    UWB(Ultra Wide Band) 超宽带无线通信技术

     

     

     

     

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  • UWB定位技术的理论精度可以做到毫米级甚至微米,但是在实际场景中部署UWB定位系统,定位精度却千差万别,目前UWB定位系统涉及的算法主要包括TOF、TDOA等,从UWB定位算法、UWB基站的部署、实际的定位场景中等几个方面...

          UWB定位技术的理论精度可以做到毫米级甚至微米,但是在实际场景中部署UWB定位系统,定位精度却千差万别,目前UWB定位系统涉及的算法主要包括TOF、TDOA等,从UWB定位算法、UWB基站的部署、实际的定位场景中等几个方面来剖析下影响UWB定位精度的8个主要的原因。

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          1、UWB基站的部署方式和数量对定位精度的影响

           UWB基站的部署方式对定位精度的影响。在实际的定位坐标的解算过程中,UWB基站的数量增多意味着冗余信息的增多,丰富的冗余信息可以进一步地减小定位误差。

            但是UWB定位精度并不会随着UWB基站的增加而不断增大,当UWB基站增加到一定数量后,继续增加UWB基站对定位精度的提高并不大。并且UWB基站数量的增加意味着定位硬件部署成本的加大。因此怎样在UWB基站数量和定位精度之间找到平衡,从而合理布设UWB基站是研究UWB基站布设对定位精度影响的重点。

          2、UWB基站坐标误差对定位精度的影响

           在实际定位场景中,比如人员佩戴的UWB标签的坐标是相对于UWB基站的坐标而言的,如果UWB基站的坐标本身就有错误,那通过UWB定位引擎解算得出的定位数据必然会有误差。

          3、时钟同步误差导致UWB定位精度有误差

           TOA定位算法需要目标节点与参考节点之间精确的时间同步,TDOA定位算法需要参考节点(UWB基站)之间精确的时钟同步。因此,非精确的时间同步将导致UWB定位系统产生误差。

           但由于UWB基站标签等硬件的局限性,完全精确的时钟同步是不可能的。每一个UWB基站的时钟都会有略微的差距,如果差距在1ns就会有30厘米的定位误差,所以如果UWB定位系统中所有基站的都可以做时间同步,就进一步提升UWB定位的精度。

          4、多路径效应对UWB信号传播的影响也会导致定位精度有误差

            超宽带UWB定位信号在传播过程中,会受到周围环境如墙壁、玻璃和桌面等室内物品的反射和折射的影响,产生多路径效应。信号在延迟、幅值和相位等方面的变化,从而产生能量衰减,信噪比下降,导致首达信号并非直达信号,引起测距误差,UWB定位精度也随之下降。

           比如采用TOA估计算法中,经常用匹配滤波器输出最大值的时刻或相关最大值的时刻作为估计值。由于多路径的存在,使相关峰值的位置有了漂移,从而估计值与实际值之间存在很大误差。

           5、多址干扰对定位精度的影响

           在多个用户环境下,其他用户的UWB信号会干扰目标信号,从而降低了估计的准确性。减小这种干扰的一种方法就是把来自不同用户的信号从时间上分开,也即对不同节点使用不同的时隙进行传输。

           6、人体遮挡对UWB定位精度的影响

           人体的主要成分是水,水对UWB无线脉冲信号具有较强的吸收作用,导致UWB信号强度衰减,测距信息存在偏差,影响最终的定位精度。

          7、NLOS非视距信号传播对定位精度的影响

           视距传播(LOS)是保证信号测量结果准确的首要、必要的前提条件,当移动定位目标和UWB基站之间不能满足条件时,UWB信号的传播只能在折射和衍射等非视距条件下完成,达到接收终端。此时第一个到达的脉冲的时间并不代表TOA的真实值,脉冲的方向也不是AOA的真实值,这样就会造成一定的定位误差。

           8、UWB穿透遮挡物信号减弱对UWB定位精度的影响

           UWB信号穿透普通的砖墙时,信号值会减弱将近一半左右。因穿透墙体引起的信号传输时间的变化也会影响定位精度。

          各类遮挡物对UWB信号穿透的影响程度如下所示:

          实体墙:一堵实体墙的这种遮挡将使得UWB信号衰减60-70%,定位精度误差上升30厘米左右,两堵或者两堵以上的实体墙遮挡,将使得UWB无法定位。

          钢板:钢铁对UWB脉冲信号吸收很严重,将使得UWB无法定位。

          玻璃:玻璃遮挡对UWB定位精度没太大影响。

          木板或纸板:一般厚度10厘米左右的木板或纸板对UWB定位精度没太大影响。

          电线杆或树木:电线杆或者树木遮挡时,需要考虑它们之间距离UWB基站或者标签的距离。比如,UWB基站和定位标签间距50米,电线杆或者树木正好在两者中间,25米处,这种遮挡就无大的影响,如离UWB基站或标签距离很近,比如小于1米,影响就很大。

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        杭州品铂科技有限公司是一家专业从事UWB技术研发及高精度室内人员定位系统解决方案提供商。公司为各种不同的定位应用制定了专业且实用的解决方案,如:监狱派出所人员定位应用、电厂人员定位应用、桥梁建筑工人定位应用、隧道施工人员定位应用、工厂人员定位应用。

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  • 基于UWB定位系统设计

    2021-01-13 00:48:06
    本文针对UWB定位系统在室内定位中的各种缺陷,提出了一种由标签、微基站、用户终端PC机3部分组成的UWB定位方法,进而设计了基于UWB定位系统的实时定位,定位误差在20 cm范围内。通过对UWB信号收发模块、电源管理模块...
  • UWB定位全套程序.zip

    2020-03-14 17:46:14
    UWB定位全套程序
  • uwb定位

    2019-11-24 15:38:26
    uwb定位卡是一种基于UWB技术开发的用于人员定位的卡片式信标。如下图所示 该卡片标签能够按照设定的通信频率向定位基站发送脉冲信息,从而实现人员的实时精确定位,这种定位卡采用可充电锂电池供电,电池容量900mAh...

    uwb定位卡是一种基于UWB技术开发的用于人员定位的卡片式信标。如下图所示
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    该卡片标签能够按照设定的通信频率向定位基站发送脉冲信息,从而实现人员的实时精确定位,这种定位卡采用可充电锂电池供电,电池容量900mAh,充满电最大可以连续使用3-5个月,同时定位卡还可以实现一键SOS报警求救功能。
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    如下图所示,UWB定位卡必须有结合UWB定位基站才能够实现定位功能,佩戴了定位卡的人的位置信息实时呈现在管理平台软件上。
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    基于UWB定位技术的卡片可以实现10厘米左右的实时定位精度,是目前室外定位领域比较通用的高精度定位技术。

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  • UWB定位解决方案

    2019-02-27 14:13:10
    UWB定位解决方案,暚光科技是一家专业从事高精度实时定 位、测距应用、搬运机器人的高科技公司 。公司拥有国内的一流的科研、管理人才 和丰富经验的市场人员,其中科研人员占 公司总人员的40%,都具有多年UWB(超 ...
  • UWB定位系统研究

    2014-09-06 10:44:29
    UWB定位系统研究
  • BPhero 的uwb定位代码

    2020-10-14 19:29:44
    蓝点无限科技的uwb定位测距资料,更多详情可以去他们的论坛观看。TAG和ANTHOR的区别在代码180几行里,用哪个屏蔽另一个的define即可。
  • 随着物联网科技的日益成熟,定位技术不再只是室外定位的专属,各行各业对室内定位的需求都在日益增加。在日常生活中,我们常常用GPS定位技术来对人员、物体进行定位。而在很多企业,通常使用的都是UWB定位系统。
  • UWB定位原理

    千次阅读 2020-01-16 20:21:37
    UWB定位原理 随着科技的发展与进步,全球卫星定位系统(GPS)已经可以在室外提供稳定、精确的定位导航服务,但在室内或者有障碍物遮挡情况下,GPS因其信号穿透能力较差而无法实现精确的室内定位服务,因此室内定位...

    UWB定位原理

    随着科技的发展与进步,全球卫星定位系统(GPS)已经可以在室外提供稳定、精确的定位导航服务,但在室内或者有障碍物遮挡情况下,GPS因其信号穿透能力较差而无法实现精确的室内定位服务,因此室内定位成为定位导航领域里的“最后一公里"问题。再加上近年来短距离无线通信和移动网络技术的迅速发展催生了市场对高精度室内定位的强烈需求,所以,如何实现稳定、可靠的室内定位逐渐成为行业内关注的热点。

    为解决室内定位这一难题,国内外研究人员尝试了红外传播技术、WLAN技术、超声波技术射频识别技术(RFID)、蓝牙技术、Zig一 Bee技术等。但受限于作用距离、交互性能、定位精度、抗干扰能力、功耗以及成本等条件,这些室内定位技术都没能广泛推广应用开来。超宽带(UWB)技术是一种无载波通信技术,其具有的抗干扰能力能强、安全性好、穿透能力强、传输速率高、系统容量大以及功耗非常低等优点使其为室内定位技术提供了另一种可能。

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    如图1所示,华星智控最小UWB定位系统主要由标签节点(Tag)、定位基站(anchor)和服务器(含定位软件)组成,其中标签节点由被定位者携带其位置是未知的,定位基站与服务器相连,定位基站的位置固定且已知。定位基站每隔一定时间服务器发送其检测到的标签节点定位信号,服务器收到信号后经过处理通过定位算法就可以得出标签节点的位置。按照测量参数的不同,UWB的定位方法可以分为接收信号强度法(RSSI)、到达角度法(AOA)、到达时间法(TOF)和到达时间差法(TDOA)等。

    下面介绍下TDOA的算法

    TDOA定位算法是利用不同参考节点接收到的同一标签节点的定位信号的时间差来计算标签节点到不同参考节点的距离差d, 由此可以得出参考节点间的双曲线,双曲线的交点即为标签节点的位置如图2所示。

    图中Re照= 1、2、3)为位置固定且已知的参考节点,x(x,y)为位置待测标签节点,设Refi坐标分别为气,YD,根据参考节点传回的时间差At建立距离方程组:
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    因为各参考节点的位置信息是书籍的,故解(3-2)式即可得到待测节点的位置信息,这种方法是基于TOA算法的改进,但其对各参考节点的时间要求严格同步,为提高定位精度也可先利用不同参考节点收到的信号进行相关运算来获取TDOA值,再进行定位计算。
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  • UWB定位算法,2维TDOA,gps定位,TOA,无线定位基本算法,UWB室内定位,GPS原理及应用
  • UWB定位技术原理图解

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    ToF为飞行时间测距法,通过测量脉冲信号从出发到返回的时间,乘以传播速度(脉冲信号在空气中的传播速度为定值v=30万KM/秒),得到往返一次的距离,除以2即为UWB定位标签到定位基站间的距离。 UWB定位基站的坐标已知...
  • ToF(Time of Flight) 飞行时间测距法ToF为飞行时间测距法,通过测量脉冲信号从出发到返回的时间,乘以传播速度(脉冲信号在空气中的传播速度为定值v=30万KM/秒),得到往返一次的距离,除以2即为UWB定位标签到定位基站...
  • UWB定位系统LinkPro

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    2021-03-26 18:59:05
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  • 苹果uwb定位技术

    千次阅读 2020-05-06 18:37:44
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  • uwb定位算法

    2018-10-23 10:29:49
    0分 UWB各种算法合集 UWB各种算法合集,这里内含了各种UWB算法,包含了最小二乘,Chan,Fang,TOA,TDOA,RSSI全部可matlab仿真
  • UWB定位为何备受关注

    2020-11-16 09:29:50
    人员定位目前在很多领域都是非常重视的一项技术。之前对定位的概念最为熟知的当属GPS(全球定位系统),还有我国自主研发的北斗定位系统。互联网技术越来越强大,无线网络技术也开始进入定位...UWB定位​系统采用云计算技
  • UWB定位STM32源码_TDOA无线时钟同步代码
  • 高精度UWB定位系统

    2012-12-07 15:42:00
    高精度超宽带UWB定位技术介绍,以及案例介绍。

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