行业信息

uwb定位技术的原理及定位方法

发布时间 :

2021-08-09

点击:46

uwb定位技术即超宽带技术,它是一种无载波通信技术,利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。传统的定位技术是根据信号强弱来判别物体位置,信号强弱受外界 影响较大,因此定位出的物体位置与实际位置的误差也较大,定位精度不高,而 uwb 定位采用了宽带脉冲通讯技术,具备极强的抗干扰能力,使定位误差减小。uwb定位技术的出现填补了高精度定位领域的空白,它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供厘米级的定 位精度等优点。

定位技术.png

目前,uwb定位常用的定位方法主要三种,通过到达时间差定位法TDOA、飞行时间测距法TOF、到达角度定位法AOA,前面两种一般可以单独使用,后面的AOA一般是和TOF或者TDOA进行融合定位。

TDOA定位

TDOA是基于到达时间差定位,系统中需要有精确时间同步功能。

时间同步有两种,一种是通过有线做时间同步,有线时间同步可以控制在0.1ns以内,同步精度非常高,但由于采用中心网络的方式,要么采用级联的方式,但增加了网络维护的复杂度,也增加了施工的复杂度,成本升高。并且,系统中还有一个专用的有线时间同步器,价格昂贵;另一种是通过无线做时间同步,采用无线同步一般可以达到0.25ns,精度稍逊于有线时间同步,但其系统相对来说更为简单,定位基站只需要供电,数据回传可以采用WIFI的方式,有效降低了成本。

基站时间同步之后,标签发送一个广播报文,基站收到之后,标记接收到此报文的时间戳,将内容发送到计算服务器,计算服务器更加其他基站的定位报文的时间戳,计算出被定位目标的位置。

tdoa.png

TOF定位

TOF定位是基于测距的方式,标签和每个需要定位的基站发起测距,测距完成后进行位置计算。

零维模式下,只需要和一个基站测距即可;一维模式下,至少需要和一个基站测距;二维模式下,至少要和三个或以上基站测距,特殊模式下可以和两个基站测距;三维需要和四个基站进行测距。

tof.png

AOA定位

AOA定位一般是基于相位差的方式计算出到达角度,一般不单独使用,由于AOA涉及到角度分辨率的问题,若单AOA定位,若离基站越远,定位精度就越差。AOA可以配合TOF测距时下定位,此模式下,单基站就可以完成定位。

aoa.png


上一篇:( UWB定位系统场景中的智能分析)      下一篇:( 设备状态监测系统的优势分析 )