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uwb定位系统的原理及架构

发布时间 :

2021-10-09

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云酷科技uwb定位系统,首先通过无人机倾斜摄影和3D激光扫描技术建设厂区三维模型作为定位和业务功能展示的基础;作业现场部署定位设备及网络,实现人、车的实时位置监控;集成现有的视频监控系统、门禁系统、两票等作业管理系统实现人员位置与视频监控和门禁联动,人员位置与作业联动等功能。

uwb定位系统通过数据挖掘智能推荐关注区域、关注作业、关注人员,让安全管理做到有的放矢;通过人员行为分析实时监控外委人员无票停留超时、作业位置不匹配、关键人(监护人和负责人)不在场等违规作业情况,并推送相关管理人员;通过电子围栏、黑白名单授权等技术有效预防作业安全风险,同时还可联动视频监控查看现场实际情况,提升安全管理效率。

uwb定位系统原理

uwb全称为超宽带无线载波通信技术,云酷uwb定位系统采用TDOA的方式,标签将数据包发送到被锚点覆盖的区域内,附近的所有锚点都会收到标签的无线信号,但不会返回任何无线信号。由于锚点与标签的距离间隔不同,因此消息在不同的时刻到达每个锚点。这些时间差乘以空间中恒定的光速得到标签和锚点之间的距离差,这样就可以形成多点定位计算的基础,从而确定标签的相对坐标。

uwb定位系统架构

网络拓扑图.png

感知层:感知层包括定位标签、定位锚点、激励器、基站、智能报警设备。定位标签和定位锚点之间通过UWB信道实时测距,测距信息通过LoRa 2.4G无线网络上传到通讯基站。激励器可以校对人员位置的高度坐标,当系统出现报警时智能报警设备则发出声光报警对现场人员进行提醒。通过多种定位技术的融合,实现精准定位、存在性定位、线性定位、楼层高度定位等多种定位场景。

网络层:网络层包括通讯基站、交换机、防火墙。通讯基站通过以太网将测距信息汇聚到防火墙传输到内网服务器。

解算层:解算层在服务器上安装解算平台和数据库,主要用于存储、计算采集端上报的数据,得出物理位置坐标。

应用层:用于实时定位的展示,以及历史轨迹、电子围栏、监控中心、车辆定位、各种定位信息分类统计、报警信息的查询。对接视频监控系统,可调取实时监控,查看回放视频等。应用层支持三维可视化平台、B/S架构二维可视化平台、APP。

uwb定位系统技术特点

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1. 可扩展性

到达时间差(TDoA)技术,以三角形或者四边形为最小单位,同步方式可以做到主基站同步从基站,而且主基站也可以同步其他主基站,这样只需要注意基站在现场布局形状,就可以做到无限基站的扩展;而且增加的基站不会对其他现有的基站造成任何影响;

2. 定位精度高

UWB信号脉冲宽度在纳秒级,其对应的距离分辨能力可高达厘米级,这是其它窄带系统所无法比拟的,本系统方案的定位精度可达10cm~50cm;

3. 穿透力强

窄脉冲具有很强的穿透力,UWB具有比红外线更广泛的应用,如隔墙检测物体位置、轨迹等;

4. 多经分辨力高

多数情况下,UWB信号的功率谱密度相当于自然的电子噪声,采用编码对脉冲参数进行伪随机化后,脉冲的检测将更加困难。由于UWB的发射功率低,信号隐蔽在环境噪声和其它信号之中,用传统的接收机无法接收和识别,必须采用与发射端一致的扩频码脉冲序列才能进行解调,因此增强了系统的安全性。


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