UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)TDOA算法方案介紹

UWB室內(nèi)定位技術(shù)是近年來新興的一項全新的、與傳統(tǒng)通信技術(shù)有極大差異的通信無線新技術(shù)。UWB技術(shù)是一種傳輸速率高，發(fā)射功率較低，穿透能力較強(qiáng)并且是基于極窄脈沖的無線技術(shù)，無載波。

UWB室內(nèi)定位技術(shù)在不同的應(yīng)用環(huán)境中能夠?qū)崿F(xiàn)不同的定位業(yè)務(wù)需求，精確定位人員、車輛、資產(chǎn)，并在定位基礎(chǔ)上實現(xiàn)軌跡追蹤、區(qū)域告警、攝像頭聯(lián)動等延伸功能。

UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)TDOA算法方案介紹

0維室內(nèi)定位常用于存在性檢測，常見的應(yīng)用場景是長時間監(jiān)測人員是否在一個房間內(nèi)，0維室內(nèi)定位系統(tǒng)硬件方面通常只需要一個UWB基站和UWB定位標(biāo)簽即可實現(xiàn)，UWB標(biāo)簽和基站之間相互通信，再通過和后臺的交互實現(xiàn)人員的存在性監(jiān)測、告警等功能。

一維定位應(yīng)用的原理就是測距應(yīng)用，能夠知道定位目標(biāo)標(biāo)簽的相對位置，適合隧道、管道、管井、礦井等多種定位精度要求不高的場景，精度在0.3米左右。

二維定位需要確定空間的X/Y坐標(biāo)，分為兩種情況，一種是通過標(biāo)簽離基站的距離，計算標(biāo)簽的位置，還有一種是通過三個以上的基站，確定區(qū)域內(nèi)標(biāo)簽的位置，能夠準(zhǔn)確得知定位目標(biāo)標(biāo)簽的位置及行為軌跡。

三維定位需要知道定位設(shè)備的XYZ三維坐標(biāo)，在基站架構(gòu)的時候，需要特別拉開Z軸的高度差，以確保在Z軸上的精確度。若用測距的方式，三個基站就可以完成三維定位，用TDOA的方式，則必須要四個以上基站才能完成，能夠精確判斷標(biāo)簽位置，以及滯留時間。

UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)構(gòu)成：

UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)大致分為位置感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層和定位應(yīng)用層，主要包括定位引擎服務(wù)器、智能終端、UWB基站、UWB標(biāo)簽、UWB模塊、軟件接口等。

UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)工作原理：

1、每個定位標(biāo)簽以UWB脈沖重復(fù)不間斷發(fā)送數(shù)據(jù)幀。

2、定位標(biāo)簽發(fā)送的UWB脈沖串被定位基站接收。

3、每個定位基站利用高敏度的短脈沖測量每個定位標(biāo)簽的數(shù)據(jù)幀到達(dá)接收器天線的時間。

4、定位引擎參考標(biāo)簽發(fā)送過來的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，確定標(biāo)簽達(dá)到不同定位基站之間的時間差，并利用三點定位技術(shù)及優(yōu)化算法來計算標(biāo)簽位置。

5、采用多基站定位多采用TDOA算法。

UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)應(yīng)用場景：

1、工業(yè)/汽車：實時追蹤資產(chǎn)和庫存，改進(jìn)流程，提高搜索效率，減少資源浪費。

2、物料倉儲：跟蹤條碼閱讀器和叉車，減少保險檢查的環(huán)節(jié)，使倉儲管理變得靈活。

3、醫(yī)療保健：實時跟蹤病人，進(jìn)行照顧和管理，利用病情分析和治療改進(jìn)，方便于人力資源管理。

4、危險環(huán)境：定位個人和資源，安全位置緊急搜索，人員監(jiān)控，優(yōu)化管理過程，做到安全有效。

5、重點安保區(qū)域：人員的進(jìn)出管理、實時位置查詢、禁區(qū)監(jiān)管、隔離距離控制、人員調(diào)度，能對人員的位置、行進(jìn)路線、距離進(jìn)行監(jiān)控和統(tǒng)計。

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審核編輯黃宇