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uwb定位技術的原理及應用詳解

發布時間 :

2021-05-07

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說到定位我們并不陌生,定位技術一直與我們的生活密不可分,比如常見的車輛導航。 根據使用場景,定位技術分為室內定位和室外定位。 室外定位主要依靠GPS,北斗,GLONASS,伽利略等全球衛星定位導航系統。室內定位技術主要是rfid,藍牙,wifi,地磁,uwb等無線技術。 今天,我們主要與您分享一下uwb定位技術。

uwb定位技術全稱Ultra Wide Band,超寬帶技術。uwb超寬帶技術是一種全新的通信技術,與傳統通信技術有極大差異。它不需要使用傳統通信體制中的載波,而是通過發送和接收極窄脈沖來實現無線傳輸,由于脈沖時間寬度極窄,使用的帶寬在500MHz以上。 后來,由于uwb定位技術穿透力強、功耗低、安全性高、定位精度高等優勢,人們意識到了它在高精度定位領域的價值,uwb在工業定位領域的應用逐漸成為主流。

uwb定位技術的工作原理

圖片5.png

第一步 測距

雙向飛行時間法(TW-TOF,two way-time of flight)每個模塊從啟動開始即會生成一條獨立的時間戳 。模塊A的發射機在其時間戳上的Ta1發射請求性質的脈沖信號,模塊B在Tb2時刻發射一個響應性質的信號,被模塊A在自己的時間戳Ta2時刻接收。有次可以計算出脈沖信號在兩個模塊之間的飛行時間,從而確定飛行距離S。S=Cx[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)](C為光速)

TOF測距方法屬于雙向測距技術,它主要利用信號在兩個異步收發機(Transceiver)之間飛行時間來測量節點間的距離。因為在視距視線環境下,基于TOF測距方法是隨距離呈線性關系,所以結果會更加精準。我們將發送端發出的數據包和接收回應的時間間記為TTOT,接收端收到數據包和發出回應的時間間隔記為TTAT,那么數據包在空中單向飛行的時間TTOF可以計算為:TTOF=(TTOT-TTAT)/2

第二步 定位

通過TOA(到達時間)和TDOA(到達時間差)的方式,測出物體(標簽)與幾個已知位置的基準點(基站)的距離或者距離差之后,就可以算出標簽的位置。

uwb定位技術的應用場景

智慧電廠

uwb定位系統實現人、車精確定位,以高仿真三維虛擬電廠作為統一展示平臺,接入電廠各生產業務系統數據,建立智慧安全大腦,打造可尋、可視、可防、可控的一體化管控平臺,為發電企業安全生產保駕護航。

智慧工廠

搭建二維或三維業務功能展現平臺,集成現場視頻監控、門禁系統,實現工廠人員定位與視頻監控和門禁聯動,實時掌握全廠人員、車輛、作業信息,提升企業安全管理效率。

智慧司法

將UWB定位系統與傳統的監管方式相結合,滿足司法對訪客、指定區域人員更智慧的管理,彌補監管漏洞,極大地降低了管理上的安全風險,進而實現事前預防、事中管控、事后查證等。

智慧工地

建立一套實時精準定位系統,聯動門禁系統,視頻系統,大屏系統等,實現建筑工地、地下隧道/地鐵等施工的人員管理,數量統計,行為軌跡追蹤,異常告警,提升工地人員的安全管理和生產效率。

智能倉儲

uwb定位管理系統,實現對于物資的動態管理,幫助倉庫庫存物資的入庫、出庫、盤點、查找為一體的流程管理系統,提升現有的倉庫貨物管理水平。

UWB定位硬件支持

UWB定位硬件產品主要包括定位引擎服務器、智能終端、POE交換機、UWB基站、UWB標簽、UWB模塊、軟件接口等。

目前uwb定位技術已經成為室內定位領域的新寵與主流,許多場景下都有良好的發揮。云酷科技在經過多方位的考量與實際應用后,也選用了此技術。


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