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高精度定位:UWB常用定位模式解析

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  • EHIGH恒高
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    • UWB是業界公認定位精度比較高的無線電技術,以其較高的時間分辨力、抗多徑效應等特點使其尤其適合用于高精度定位或測距。這些年國際室內外定位大賽前幾名普遍采用UWB技術,而且目前沒看到更有潛力的競爭技術出現。

      從9月10日蘋果發布iPhone11開始,這個相對低調的行業突然熱鬧了起來。蘋果手機集成UWB芯片和多天線陣列,這個在行業內傳了1年多的消息終于坐實,甚至股市還有“UWB概念股”。

      EHIGH恒高早在2015年開始就已經進行了多項UWB技術布局,一直走在時代技術前沿,深耕UWB高精度定位技術在各行業的應用。

      一、高精度定位技術對比

      當前室內無線定位的技術種類主要有UWB、WIFI、藍牙、Zigbee 以及有源 RFID,而 UWB技術相比于其他的無線定位技術,在定位精度、延時以及安全性方面有著比較突出的表現。以下是從不同的維度對各種無線定位技術進行的對比。

      二、高精度定位模式:TOA、TDOA

      1、到達時間定位(TOA)

      原理:被測點(定位標簽)發射信號到達3個以上的參考節點接收機(定位基站),通過測量到達不同接收機所用的時間,得到發射點與接收點之間的距離,然后以接收機為圓心,所測得的距離為半徑做圓,3個圓的交點即為被測點所在的位置。

      缺點:TOA要求參考節點與被測點保持嚴格的時間同步,多數應用場合無法滿足這一要求。并且需要測得定位標簽與每個基站的距離信息,從而定位標簽需要與每個基站進行來回通信,因此定位標簽功耗較高。優點:在定位區域內外(基站圍成區域的內外),都能保持很高的定位精度。

      2、到達時間差定位(TDOA)

      原理:TDOA定位即雙曲線定位,二維定位中需要使用4個定位基站。通過測量標簽到每兩個基站之間的距離差,距離差等于常量即可繪制出雙曲線,而曲線交點即可確定標簽坐標。

      優點:這種方法只需參考節點之間保持同步,不要求參考節點與被測點之間的嚴格的時間同步,使系統相對簡化,所以在定位系統中應用最廣。并且標簽只需要廣播一次UWB信號即可,因此有利于標簽的功耗及標簽并發數量。

      EHIGH恒高高精度定位系統同時采用了TOA和TDOA兩種定位方法,保證高精度定位效果的同時,降低了定位標簽的功耗。


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