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uwb定位技术的原理及应用详解

发布时间 :

2021-05-07

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说到定位我们并不陌生,定位技术一直与我们的生活密不可分,比如最常见的车辆导航。 根据使用场景,定位技术分为室内定位和室外定位。 室外定位主要依靠GPS,北斗,GLONASS,伽利略等全球卫星定位导航系统。室内定位技术主要是rfid,蓝牙,wifi,地磁,uwb等无线技术。 今天,我们主要与您分享一下uwb定位技术。

uwb定位技术全称Ultra Wide Band,超宽带技术。uwb超宽带技术是一种全新的通信技术,与传统通信技术有极大差异。它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收极窄脉冲来实现无线传输,由于脉冲时间宽度极窄,使用的带宽在500MHz以上。 后来,由于uwb定位技术穿透力强、功耗低、安全性高、定位精度高等优势,人们意识到了它在高精度定位领域的价值,uwb在工业定位领域的应用逐渐成为主流。

uwb定位技术的工作原理

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第一步 测距

双向飞行时间法(TW-TOF,two way-time of flight)每个模块从启动开始即会生成一条独立的时间戳 。模块A的发射机在其时间戳上的Ta1发射请求性质的脉冲信号,模块B在Tb2时刻发射一个响应性质的信号,被模块A在自己的时间戳Ta2时刻接收。有次可以计算出脉冲信号在两个模块之间的飞行时间,从而确定飞行距离S。S=Cx[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)](C为光速)

TOF测距方法属于双向测距技术,它主要利用信号在两个异步收发机(Transceiver)之间飞行时间来测量节点间的距离。因为在视距视线环境下,基于TOF测距方法是随距离呈线性关系,所以结果会更加精准。我们将发送端发出的数据包和接收回应的时间间记为TTOT,接收端收到数据包和发出回应的时间间隔记为TTAT,那么数据包在空中单向飞行的时间TTOF可以计算为:TTOF=(TTOT-TTAT)/2

第二步 定位

通过TOA(到达时间)和TDOA(到达时间差)的方式,测出物体(标签)与几个已知位置的基准点(基站)的距离或者距离差之后,就可以算出标签的位置。

uwb定位技术的应用场景

智慧电厂

uwb定位系统实现人、车精确定位,以高仿真三维虚拟电厂作为统一展示平台,接入电厂各生产业务系统数据,建立智慧安全大脑,打造可寻、可视、可防、可控的一体化管控平台,为发电企业安全生产保驾护航。

智慧工厂

搭建二维或三维业务功能展现平台,集成现场视频监控、门禁系统,实现工厂人员定位与视频监控和门禁联动,实时掌握全厂人员、车辆、作业信息,提升企业安全管理效率。

智慧司法

将UWB定位系统与传统的监管方式相结合,满足司法对访客、指定区域人员更智慧的管理,弥补监管漏洞,极大地降低了管理上的安全风险,进而实现事前预防、事中管控、事后查证等。

智慧工地

建立一套实时精准定位系统,联动门禁系统,视频系统,大屏系统等,实现建筑工地、地下隧道/地铁等施工的人员管理,数量统计,行为轨迹追踪,异常告警,提升工地人员的安全管理和生产效率。

智能仓储

uwb定位管理系统,实现对于物资的动态管理,帮助仓库库存物资的入库、出库、盘点、查找为一体的流程管理系统,提升现有的仓库货物管理水平。

UWB定位硬件支持

UWB定位硬件产品主要包括定位引擎服务器、智能终端、POE交换机、UWB基站、UWB标签、UWB模块、软件接口等。

目前uwb定位技术已经成为室内定位领域的新宠与主流,许多场景下都有良好的发挥。云酷科技在经过多方位的考量与实际应用后,也选用了此技术。


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