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高精度定位:UWB常用定位模式解析

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  • 最后更新: 2020-02-12 18:53:29
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高精度定位:UWB常用定位模式解析详细说明

UWB是业界公认定位精度比较高的无线电技术,以其较高的时间分辨力、抗多径效应等特点使其尤其适合用于高精度定位或测距。这些年国际室内外定位大赛前几名普遍采用UWB技术,而且目前没看到更有潜力的竞争技术出现。

从9月10日苹果发布iPhone11开始,这个相对低调的行业突然热闹了起来。苹果手机集成UWB芯片和多天线阵列,这个在行业内传了1年多的消息终于坐实,甚至股市还有“UWB概念股”。

EHIGH恒高早在2015年开始就已经进行了多项UWB技术布局,一直走在时代技术前沿,深耕UWB高精度定位技术在各行业的应用。

一、高精度定位技术对比

当前室内无线定位的技术种类主要有UWB、WIFI、蓝牙、Zigbee 以及有源 RFID,而 UWB技术相比于其他的无线定位技术,在定位精度、延时以及安全性方面有着比较突出的表现。以下是从不同的维度对各种无线定位技术进行的对比。

二、高精度定位模式:TOA、TDOA

1、到达时间定位(TOA)

原理:被测点(定位标签)发射信号到达3个以上的参考节点接收机(定位基站),通过测量到达不同接收机所用的时间,得到发射点与接收点之间的距离,然后以接收机为圆心,所测得的距离为半径做圆,3个圆的交点即为被测点所在的位置。

缺点:TOA要求参考节点与被测点保持严格的时间同步,多数应用场合无法满足这一要求。并且需要测得定位标签与每个基站的距离信息,从而定位标签需要与每个基站进行来回通信,因此定位标签功耗较高。优点:在定位区域内外(基站围成区域的内外),都能保持很高的定位精度。

2、到达时间差定位(TDOA)

原理:TDOA定位即双曲线定位,二维定位中需要使用4个定位基站。通过测量标签到每两个基站之间的距离差,距离差等于常量即可绘制出双曲线,而曲线交点即可确定标签坐标。

优点:这种方法只需参考节点之间保持同步,不要求参考节点与被测点之间的严格的时间同步,使系统相对简化,所以在定位系统中应用最广。并且标签只需要广播一次UWB信号即可,因此有利于标签的功耗及标签并发数量。

EHIGH恒高高精度定位系统同时采用了TOA和TDOA两种定位方法,保证高精度定位效果的同时,降低了定位标签的功耗。

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