室內定位系統方案中,UWB定位技術目前應用較多,得益于UWB定位10-30厘米的超高定位精度。
目前根據使用場景的不同,UWB定位系統的定位維度分為以下4種:0維定位、一維定位、二維定位、三維定位,下面95POWER小編分別介紹下4種定位維度的特征和應用。
(一)0維室內定位
0維室內定位常用于存在性檢測,常見的應用場景是長時間監測人員是否在一個房間內,如下圖所示,人員消失離開即會報警。
0維室內定位系統硬件方面通常只需要一個UWB基站和UWB標簽即可實現,UWB標簽和基站之間相互通信,再通過和后臺的交互實現人員的存在性監測、報警等功能。
(二)一維定位
UWB定位的一維定位的典型應用場景是巷道、管廊、隧道等狹長定位區域的人員、物品、車輛定位,只需要定位目標在這個巷道的實時相對位置,如下圖所示。由于寬度不大,在做室內定位的時候一般會忽略巷道的寬度。
一維定位中,通常需要多個UWB基站按照隧道走向來部署,也要考慮隧道拐角,在拐角處要多部署UWB基站,確保無死角覆蓋。
在這種模式下,可以采用UWB基站時間同步的方式實現一維定位。
(三)二維定位
UWB定位系統中的二維定位即是二維平面定位,需要確定在空間平面的X、Y 坐標。此種定位一般分以下兩種情況。
1 類似于道路的偽二維定位
和一維定位類似,但采用UWB測距的方式來實現目標定位功能。通過標簽離UWB基站的距離,計算標簽的位置。由于定位場景的特殊性,可以計算出UWB標簽的最終位置。
2 標準的二維定位
通過3個以上的UWB基站,在一個標準的二維平面內確定UWB標簽的實時位置。可以測得UWB標簽的實時二維坐標。
3 含有“垂直投影”的二維定位
在二維定位的UWB定位系統中,由于只有兩個維度的坐標,需要關注“垂直投影”帶來的誤差。
上圖中UWB基站4 和其他基站不在同一個平面上,若做測距,得到的是UWB標簽和基站4的斜邊的距離,需要通過投影到平面的原理在定位算法上進行計算補償。
(四)三維定位
使用UWB定位系統對目標做三維定位,需要求出被定位目標的XYZ三維坐標。
基站部署:在UWB基站架設的時候,需要特別拉開Z軸UWB基站的高度差,以確保在Z 軸上的精確度。
基站數量:若用UWB測距的方式來實現定位的話,只需要三個UWB基站就可以完成三維定位;若是采用TDOA定位算法,則必須四個以上基站才能完成目標的三維定位。
以上就是UWB定位的0維、一維、二維和三維定位總結。
深圳市微能信息科技有限公司專業提供UWB定位系統解決方案,包括0維、一維、二維和三維室內定位,提供UWB基站、標簽和定位算法供系統集成商做室內定位系統集成。
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