目前,在工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)4.0數(shù)字化轉(zhuǎn)型中,很多工業(yè)企業(yè)開始注重智能化管理體系,,運(yùn)用高精度數(shù)據(jù)分析已成為業(yè)務(wù)戰(zhàn)略的重要驅(qū)動(dòng)力。四相科技UWB三維定位可視化平臺(tái)作為全新的人員定位管理平臺(tái),,充分利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng),、云計(jì)算,、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù),改變傳統(tǒng)企業(yè)人員安全管理模式,,提供高精度人員定位安全管理信息化解決方案,。
在我們觀察中發(fā)現(xiàn),在UWB定位的專利中,,2014-2017年相關(guān)專利數(shù)量開始增加,,并在2018-2020年達(dá)到頂峰,而這之后各種融合定位方式通過低成本高精度的方式獲得市場(chǎng)的認(rèn)可,,可以說UWB定位產(chǎn)業(yè)現(xiàn)在非?;鸨?/p>
UWB定位方式
UWB對(duì)于UWB定位而言,,分為0維,、1維、2維以及3維定位。室內(nèi)二維空間定位需要 3 個(gè)及以上基站,,室內(nèi)三維空間定位需要 4 個(gè)及以上基站,,定位基站需要布置在50-100m 內(nèi),保證任何區(qū)域都能有四個(gè)定位基站接收到定位標(biāo)簽發(fā)射的信號(hào)(基站也不能在同一個(gè)平面內(nèi)),。
UWB三維定位常見的定位方法
常見的定位方法有TOF、AOA,、RSSI,、TOA、TDOA下面是幾種方法的對(duì)比,,對(duì)于UWB定位,,TOA和TDOA是最常見的方法。
TOF算法用于UWB定位給系統(tǒng)測(cè)距時(shí),,嵌入式軟件實(shí)現(xiàn)難度大,,對(duì)定位標(biāo)簽較少情況能夠簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)定位,當(dāng)標(biāo)簽數(shù)量增加,,對(duì)硬件設(shè)備的要求很高,,定位精度較低。
同時(shí),,TOF測(cè)距方必須滿足兩點(diǎn):發(fā)射信號(hào)模塊和接收信號(hào)模塊時(shí)鐘必須始終同步,;接收模塊記錄信號(hào)傳輸?shù)臅r(shí)間。要實(shí)現(xiàn)待測(cè)目標(biāo)的定位,,至少需要得到待測(cè)目標(biāo)到3個(gè)不同的固定點(diǎn)的距離,。
AOA定位原理簡(jiǎn)單,即信號(hào)到達(dá)角度測(cè)距,,通過信號(hào)與基站的相對(duì)角度得出定位給標(biāo)簽和基站之間的相對(duì)方位或相對(duì)角度,,AOA定位的優(yōu)點(diǎn)就是直接測(cè)量信號(hào)的到達(dá)的方向角度進(jìn)行估計(jì),特別是在三維室內(nèi)空間定位中,,AOA定位給就很合適,。
角度測(cè)量過程容易受復(fù)雜環(huán)境影響.例如:噪聲、非視距傳播造成的誤差等,,因此到達(dá)角度估計(jì)值存在誤差,,只能定出定位標(biāo)簽的大致位置,同時(shí)對(duì)于天線要求太高,,增加了基站的制作成本,,AOA只適合結(jié)合其他測(cè)距方法進(jìn)行定位,例如,,UWB+AOA定位方式就可以解決復(fù)雜場(chǎng)景的不同精度需求,,實(shí)現(xiàn)整體成本降低的效果。
RSSI即接收信號(hào)強(qiáng)度法,,基站測(cè)量定位標(biāo)簽發(fā)射信號(hào)的能量強(qiáng)度,,能量強(qiáng)度的大小于標(biāo)簽距離的遠(yuǎn)近成正比,。但是,RSSI算法容易受到多徑效應(yīng)及非視距環(huán)境等因素的影響,,同時(shí)沒有發(fā)揮UWB超寬帶的特點(diǎn),,所以給予信號(hào)強(qiáng)度法不適合用于UWB室內(nèi)三維定位。
TOD和TDOA是目前使用最多的定位算法,,適合UWB信道,。
使用TOA測(cè)距,即信號(hào)到達(dá)時(shí)間定位,,定位標(biāo)簽與基站時(shí)鐘必須完全同步,,在實(shí)現(xiàn)過程中存在很大的困難。而它們的技術(shù)難點(diǎn)就在于,,設(shè)備進(jìn)行時(shí)間同步來滿足所有的參考時(shí)間為同一個(gè)時(shí)間點(diǎn)
使用TDOA測(cè)距,,即信號(hào)到達(dá)時(shí)間差測(cè)距,只要求基站時(shí)鐘必須完全同步,,降低了硬件設(shè)備的制作成本,,適合用于UWB室內(nèi)三維定位。
TDOA算法消除了TOA算法的弊端,,只需要保證定位基站間的時(shí)鐘精確同步,,可以使基站的制作成本降低,TDOA算法使用單程測(cè)距就能獲得距離信息,,奸殺了硬件設(shè)備的成本,,是目前使用最多的測(cè)距算法。
UWB三維定位解決方案
四相科技采用最新的三維虛擬仿真技術(shù),,將場(chǎng)景中所有的設(shè)施繪制成對(duì)應(yīng)的三維圖形,,并與實(shí)際場(chǎng)景坐標(biāo)系對(duì)應(yīng),人員位置結(jié)合實(shí)時(shí)定位,,將把進(jìn)站所有人員虛擬實(shí)景地全部展現(xiàn)出來,。
三維虛擬仿真技術(shù)可以將現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景和狀態(tài)可視化展示出來,且延遲時(shí)間低,,真實(shí)地展現(xiàn)人員所在位置,,確保人員安全。三維仿真技術(shù)亦可對(duì)接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),,將設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)可視化展示,。