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定位技术大比拼,UWB高精度定位技术独占鳌头

发布时间 :

2021-12-21

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从移动互联到物联网,位置都是一个基础的不可或缺的信息,而对于精细化的行业应用需求来说,对于定位信息的要求更为严密,只有高精度的定位系统才能带来更高的价值,同时如果人们可以更加精确地知道事物所处的位置,知道人员具体位置在哪儿,则可以更好的管理企业、人员或物资。比如说保障隧道施工人员人身安全,协助监狱搭建全局化、可视化的监管平台;提高石油化工行业安全保障效率;助力建筑工地智慧管理升级等等。

定位技术大比拼,UWB高精度定位技术独占鳌头

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1.WiFi定位技术(功耗高,稳定性差)

目前WiFi是相对成熟且应用较多的技术,这几年有不少公司投入到了这个领域。WiFi室内定位技术主要有两种。

一种是通过移动设备和三个无线网络接入点的无线信号强度,通过差分算法,来比较精准地对人和车辆的进行三角定位。另一种是事先记录巨量的确定位置点的信号强度,通过用新加入的设备的信号强度对比拥有巨量数据的数据库,来确定位置(“指纹”定位)。

目前,它应用于小范围的室内定位,成本较低,但很容易受到其他信号干扰,从而影响定位精度,精度不高,而且定位器的能耗较高。特别的,数据采集受环境影响比较大,尤其对于人员定位,由于环境变化较大,定位漂移现象尤其严重。

2.蓝牙技术(精度低,功耗高)

蓝牙信标技术目前部署的也比较多,也是相对比较成熟的技术。蓝牙跟WiFi的区别不是太大,精度会比WiFi稍微高一点(3-5m)。

蓝牙定位采用基于蓝牙的三角定位技术,除了使用手机的蓝牙模块外,还需部署蓝牙信标,最高可以达到亚米级定位精度,但缺点是需要布置的信标太多。

蓝牙定位技术最大的优点是设备体积小、短距离、低功耗,容易集成在手机等移动设备中。只要设备的蓝牙功能开启,就能够对其进行定位。蓝牙传输不受视距的影响,但对于复杂的空间环境,蓝牙系统的稳定性稍差,抗遮挡能力有待改善,且受噪声信号干扰大。

3.RFID定位技术(精度低,稳定性差)

RFID定位的基本原理是,通过一组固定的阅读器读取目标RFID标签的特征信息(如身份ID、接收信号强度等),同样可以采用近邻法、多边定位法、接收信号强度等方法确定标签所在位置。

射频识别室内定位技术作用距离从几厘米到十几米,RFID 用于人员定位的典型应用来自人员考勤系统的拓展,主要进行人员是否存在于某个区域的辨识,不能做到实时跟踪,并且定位应用还没有标准的网络体系,因此,不适用于大型设备的巡检,人员安全的确认等用途。

4.UWB高精度定位技术(厘米级高精度定位,抗干扰能力强)

UWB定位技术利用事先布置好的基站,与区域内的的标签进行通讯,并利用三角定位方式来确定位置。

UWB定位(超宽带)脉冲信号,由多个传感器采用TDOA活TOF定位算法对标签位置进行分析,多径分辨能力强、精度高,定位精度可达亚米级。

超宽带通信不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,因此具有GHz量级的带宽。由于UWB定位技术具有穿透力强、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、抗干扰能力强、厘米级超高定位精度等优点,前景相当广阔。

要评价人员定位系统如何,可以从高精度、大容量、抗遮挡、低延迟、高刷新率、低功耗等几个维度进行评价。

通过对比各维度的性能指标,发现目前的定位技术精度方面UWB高精度定位技术居于领先,能够得出更优化的行业应用方案。当然,UWB技术基本性能虽然优越,但事实上,具体到应用,需要进行多项技术优化,包括底层定位数据清洗、定位引擎算法优化、同步技术优化处理等,所以可以发现同样是UWB技术,根据不同公司使用的技术手段或算法不同,其性能会差别很大。


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