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UWB精确定位算法有哪些?

发布日期:2019.04.18 浏览次数:242
UWB定位技术算法主要有TOF、TDOA、AOA几种,各有各自特点,而吾控采用的是TDOA(Time Difference of Arrival 到达时间差)算法,这种方法对网络的要求相对较低,并且定位精度较高,目前已经成为研究的热点。
1 TOF(Time of Flight飞行时间)算法
标签和基站间的距离是通过多次收发脉冲测量的,TOF定位是基于测距的方式,标签和每个需要定位的基站发起测距,测距完成后进行位置计算。
优点:算法简单 、精度较高
缺点:标签费电(标签待机时间短,典型应用为3天)、系统容量小(单区域标签数量少,典型<100个)

2 TDOA(Time Difference of Arrival到达时间差)算法
将一个UWB基站接收到的信号与另两个UWB基站接收到的信号进行相关运算,从而得到TDOA的值,再进行定位计算能获得较高精度位置。
优点:UWB标签省电(大多产品标签待机时间6个月)、系统容量大(单区域>1000个)
缺点:开发难度大(需要基站之间做高精度时间同步、跨组定位算法复杂)、基站包络线外精度低(在基站包围的区域外精度不如TOF高)

3 AOA(Angle of Arrival到达角度测距)算法
通过某些硬件设备感知发射节点信号的到达方向,计算接收节点和锚节点之间的相对方位或角度,然后再利用三角测量法或其他方式计算出未知节点的位置。
优点:需要基站数量少
缺点:准确测量角度比较困难,且对信号遮挡比较敏感,这种算法实际应用较少


定位方法选择涉及到多方面因素,在系统中需要综合判断,以更好地满足系统的使用。采用TDOA技术完成大区域多基站定位系统非常难,很多算法要从项目实践中不断迭代。市场上绝大部分厂家采用TOF定位(小容量、高功耗)技术,吾控健康采用TDOA算法(大容量、低功耗)做人员和物资定位,可满足于司法、运动训练、电网电力、遂道作业等需要精确位置定位的场景。

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