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uwb定位技术的定位原理是什么?

人阅读 2022-03-16 08:55:06
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uwb定位<a href=https://www.lotwlw.com/jishu/ target=_blank class=infotextkey>技术</a>的定位原理图

  UWB定位技术主要以dw1000芯片为基础实现室内外高精度定位工作,之所以能够实现定位的关键性因素有如下一个方面:

  1.dw1000提供数据帧收发时纪录时间戳,这是能够进行两点间测距的基本条件,简单来说,

  通过计算数据在空中飞行时间*光速=数据飞行距离,从而测出两节点间的距离。

  2.有了数据帧收发时间戳,那么就必须提供足够高的时钟精度,因为1ns的时间电磁波就传输了30cm,

  dw1000提供了LDE的微代码,通过PLL使得时钟达到了64G的频率,当然,这个时钟仅提供给LDE使用,

  使得dw1000具备了超高精度的时间戳,64G的时钟可以使得dw1000时钟分辨率为15.65ps。

  3.在以上基础上,可以实现两点间测距的功能,那么如果需要实现定位呢,则需要一个终端分别和多个基站通信,

  分别得到终端与各个基站的距离,且,基站之间的位置与距离在部署前期通过测绘手段可以得到这些数据。

  从而得到了终端在这个定位系统中的位置,一般使用球面相交法,通过输入终端离基站的距离,计算出精确的位置信息。

  UWB定位技术适用领域

  EHIGH恒高作为UWB定位专家,是全球领先的10cm高精度位置服务提供商。其在室内定位领域已有8年专业领域经验、6年产品研发经验,并具有完整的产品生产线。

  EHIGH恒高 UWB室内定位系统由硬件定位设备、定位引擎和应用软件组成,并提供位置实时显示、历史轨迹回放、人员考勤、电子围栏、行为分析、智能巡检等功能。

  1、隧道人员定位

  隧道UWB定位系统支持全天候考勤,对施工人员实时自动(位置)跟踪,结合摄像头可进行无卡检测,全面掌握施工人员在隧道的活动轨迹、位置分布,并且可实现紧急情况下的双向报警。最重要的是,当遇到隧道突发事故,可以迅速找到被困人员的位置信息,保障人员安全的同时,有效提升管理效率。

  2、监狱人员定位

  监狱UWB定位系统支持全天候点名;对犯人进行24小时位置监控、轨迹跟踪;防拆定位手环可实时监测在押人员的生命体征;同时具有电子围栏和视频联动功能,在关键出入口及周界布置禁入边界,在押人员靠近或非法进入即主动告警,降低监管执法的风险使监管工作智能化,提升立体防控能力,快速响应突发事件。

  3、化工厂人员定位

  化工厂UWB定位系统通过车间超/缺员报警、实时位置查询、电子围栏、超时滞留/静止报警等功能,可实现厂区安全区域管控;通过巡检管理、脱岗/串岗报警,可实现厂区工作人员工作考核管理;同时系统还可联动各类现场传感器、视频监控、报警系统、智能化二道门,可实现化工精细化安全管理和生产过程管控。

  4、工地人员定位

  工地UWB定位系统支持实时定位、智能考勤和工时统计功能,提高工地现场管理效率,维持现场秩序,全方位助力工地智能化监管,实现多场景精确定位、管理调度全局掌控!同时提供电子围栏功能,人员进入危险区域即刻告警;当危险情况发生时,系统可按区域对施工人员下发撤离命令,施工人员也可通过定位标签SOS按键自主报警,安全救援实时保障;可进行多种人员行为监测,有效预防安全事故发生。

  5、电力能源人员定位

  电厂/变电站UWB定位系统集风险管控、人员管理、电子围栏、巡检过程实时显示、应急救援等功能为一体,助力电力能源行业实现安全生产可控制、安全建设可控制,日常人员管理可控制,全面落实安全生产责任,确保实现安全生产的工作目标。

  6、煤矿人员定位

  煤矿UWB定位系统结合井口唯一性检测装置,进行无卡检测、多卡检测、替卡检测;矿井人员定位系统可对井下人员、车辆进行实时位置跟踪,全面掌握井下人员、车辆的活动轨迹。通过电子围栏功能,可实现区域人数统计和危险区域管控。同时还可联动气体、粉尘等传感器进行环境监测, 在紧急情况下,矿井人员定位系统可实现双向报警,提高事故响应速度。

  UWB定位技术劣势

  1.UWB通信存在不足

  主要问题是UWB系统占用的带宽很高,UWB系统可能会干扰现有其他无线通信系统,因此。UWB系统的频率许可问题一直在争论之中;另外,还有学者认为,尽管UWB系统发射的平均功率很低,但是,由于其脉冲持续时间很短,瞬时功率峰值可能会很大,这甚至会影响到民航等许多系统的正常工作。尽管如此,学术界的种种争论并不影响UWB的开发和应用。

  2.施工复杂,成本高昂

  受环境影响,UWB定位技术施工较为复杂,成本高昂,一般企业很难支付。

  UWB定位技术应用前景

  采用UWB进行无线定位,可以满足未来无线定位的需求,在众多无线定位技术中有相当大的优势,目前的研究表明超宽带定位的精度在实验室环境已经可以达到十几cm。此外,超宽带无线电定位,很容易将定位与通信结合,快速发展的短距离超宽带通信无疑将带动UWB在定位技术的发展,而常规无线电难以做到这一点。虽然无线精确定位技术已有了多年发展,但目前超宽带技术正处于发展初级阶段,精确定位技术的商业化正在进行之中,定位算法还有待改进。随着超宽带技术的不断成熟和发展,市场需求的不断增加,相信不久超宽带定位技术就可以完全实现商业化,精确的超宽带定位系统将会得到广泛应用。

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