無線模組公司:室內定位UWB測距和定位原理
發布日期:2021-08-02
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無線模組公司:室內定位UWB測距和定位原理,眾所周知,室內衛星信號會受到嚴重影響,導致GPS或北斗無法發定位。因此,在室內定位中主要采用無線通信、基站定位、慣導定位等多種技術集成,形成一套室內定位系統,從而對人、物等在室內空間進行位置監測。除了通信網絡的蜂窩定位技術外,常用的無線模組公司室內無線定位技術還有:Wi-Fi、藍牙、紅外線、超寬帶、RFID、ZigBee和超聲等。今天無線模組公司來談談UWB-UltraWideband(超寬帶)室內測距及定位原理。
什么是UWB?
UWB是一種全新的通信技術,它與傳統通信技術有很大不同。與傳統通信方式相比,這種載波傳輸方式具有GHz量級的帶寬,其傳輸方式是以納秒或納秒級以下的極窄脈沖進行傳輸。
UWB和傳統的窄帶系統相比有什么不同?
與傳統窄帶系統相比,UWB系統具有穿透能力強、功耗低、抗多徑效果好、安全性高、系統復雜度低、定位精度高等特點。該無線模組公司技術可用于室內靜止或移動物體、人體定位跟蹤和導航,并可提供非常正確的定位精度。
超寬帶測距原理:
雙向飛行時間法(TW-TOF,twoway-timeofflight)每一個模塊從啟動開始就生成一個單獨的時間戳。在Tb2時刻,模塊A的發射器的Ta1發出Ta1的請求性質的脈沖信號,模塊B在Tb2時刻發出一種響應性質的信號,模塊A在自己的時間戳Ta2時刻接收。通過計算兩個模塊間脈沖信號的飛行時間,可求得飛行距離S。S=Cx[(Ta2-Ta1)-(Tb2-Tb1)](C為光速)
TOF測距方法屬于雙向測距技術,主要是利用信號在兩臺異步接收機(Transceiver)之間飛行時間來測量節點之間的距離。由于在視距視線環境中,基于TOF的測距方法與距離呈線性關系,因此計算結果更準確。在發送端接收到的數據包和接收響應的時間之間的數據包記錄為TTOT,接收端接收的數據包和響應的時間間隔記錄為TTAT,則分組在空中單程飛行的時間TTOF可以計算為:TTOF=(TTOT-TTAT)/2。
再由TTOF成績與電磁波傳播速度之差即可計算出兩點之間的距離D=CxTTOF。
TOF測距方法及兩個關鍵側約束:
1、傳送裝置和接收裝置必須是同步的。
2、接收裝置提供信號所需的傳輸時間。
TOF測距方法采用始終偏移量拉法來解決時間同步問題,單因TOF測距方法的時間來與局部遠距離幾點,側距精度易受兩端節點中總偏移的影響。為減小這種誤差的影響,本文采用了反向測量方法,即遠程節點發送數據包,本地節點接收數據包,并自動響應。為了減小測距誤差,采用平均正向和反向多次測量的平均值,以減小測距誤差。
超寬帶定位原理。
了解UWB測距原理后,再了解無線模組公司UWB室內定位原理就變得簡單了。UWB的室內定位功能與衛星原理非常相似,即在室內放置4個已知坐標的定位基站,在需要定位的人員在胡總的情況下,設備攜帶定位標簽,標簽按照一定的頻率發射脈沖,不斷地和放置4個已知位置的定位基站。