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    2024-8-15 15:53
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    想要实现UWB高精度定位,至少需要几台基站?
    要说时下比较热门的无线电通信技术,那么UWB(超宽带)肯定有的一说,凭借独特的技术特质其在室内定位、数字钥匙等领域大放异彩,室内定位领域的火爆是因为物联网及工业数字化转型的发展;数字钥匙则是随着我国智能汽车产业的飞跃而火热。 UWB定位 了解过的小伙伴都知道,主要包含定位 基站 、定位标签、定位引擎( 软件 后台)3部分组成,标签和被定位目标是1:1的关系,打个比方如果我们需要定位10个人或者10台车,那么有10个标签就够了。比较复杂的是基站我们需要多少台呢? 因为UWB定位基站发射的是无线电信号会受到现场作业环境的影响如墙壁、柱子、人体遮挡等等。下面我们探讨的是最少几台基站可以组成一组最小的定位单元。 业内主流UWB定位算法为TDOA(Time Difference of Arrival到达时间差)、TOF(Time of Flight飞行时间)、AOA(Angle of Arrival到达角度)3种,前两种采用计算无线电飞行时间的三角定位法那么至少需要3台基站才能实现精确的定位,在实际应用中为了确保系统的稳定性大家一般采用4台基站。 AOA基站内置天线阵列通过PDOA(Phase Difference of Arrival 到达 相位差 )方式来判断信号立体角度,通过TOF来测量标签距离,1台基站即可实现定位。 写到了这里答案已经出来,最少我们只需1台UWB-AOA单基站就可以实现精确定位了。 后面我们延伸性下,何为精确定位? UWB定位因为最高可以做到厘米级所以被业内公认为最高到的室内定位技术。定位维度分为0维定位(存在性检测)、1维定位(线性定位)、2维定位(平面定位)、3维定位(立体定位)。0维定位主要检测目标在不在某区域;一维定位主要定位目标的线性轨迹、2维定位最常用就是定位目标的精确的位置信息。前面0维和1维只需要1台基站就能实现,2维和3维定位则根据采用的定位算法不同基站数量会产生变化。 所以,根据我们想要实现的定位维度不同,基站的数量也会有变化。 总结: 1: UWB定位算法的不同所需基站数量会变化,UWB-AOA定位最少仅需1台基站即可实现定位; 2: 定位维度的不同也会影响基站数量变化,如果仅需实现0维(存在性检测)那么1台基站即可实现。 3: UWB属于一种无线电信号,实际应用中遮挡物越多那么所需基站数量就会越多,特别是金属遮挡。
  • 热度 3
    2022-10-25 09:43
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    UWB定位的功能及应用场景
    UWB定位的功能及应用场景 室內定位技术已经吸引了一大波国内外创新的高潮,各种基于室內定位应用的技术出现,其规模和影响绝不会亚于GPS。接下来我们来谈谈UWB定位(超宽带定位)这种UWB定位技术的功能和应用场景。 一、UWB定位功能: 1、实时高精度定位管理 该功能可实现对于人员、设备、车辆的实时定位管理,查看被定位目标的实时位置、分布区域等信息。比如养老院老人定位监护,防止老人走失;化工厂作业人员定位管理,保障危化区域安全,车辆及设备定位管理等 2、历史轨迹查询 基于UWB定位技术,可随时查看被定位目标在某一时段的历史轨迹,在后台实现直观的回放,比如查看不同工种人员的上岗/离岗时间、在某区域的停留时间等数据,一旦发生突发情况,可通过历史轨迹查询来实现事件追溯。 3、电子围栏 通过在管理后台设置电子围栏,可实现“越界预警、滞留预警、长时间静止预警”等功能。在化工厂,工人误入危险区域,系统会自动发出警报;在养老院中,可预防老人走失的情况;在医院内,可防止病患不遵医嘱走出安全区域引发意外等。 4、一键紧急求助 当厂区某处发生危险(火灾、爆炸等)时,人员第一时间撤离至关重要,时间就是生命。通过在人员随身佩戴的定位卡片上集成“一键求助”功能,当遇到灾情或危险可及时预警;相关人员可依据预警信息获知其位置,便于及时施救。 同时,当人员遇到紧急情况时,通过智能终端上的“一键求助”按钮可以进行及时求助,此时系统软件进行声光报警并第一时间通过短信或微信通知相关人员,可快速锁定报警人员位置,实现快速救援。比如在地铁隧道等工程建设中,通过在隧道中部署实时定位系统,在遇到危险时可依据预警位置、人员分布状况实现高效救援。 5、视频联动 通过将UWB定位系统与视频监控系统相结合,一旦某区域发生预警,例如出入口出现陌生人、人员进入无权限区域、人员接近危险源、人员求救、物资被非法搬离等,系统会立即弹出现场监控画面并进行拍照记录现场情况,为高效决策提供依据。 二、UWB定位应用场景: 比较常见的场景有:工厂的人员物资定位,安全保障;高危建筑工地通过UWB定位系统的电子围栏,越界报警,保障工人人身安全等。监狱犯人智能监控(实时定位、人数清点、聚众分析);隧道、地下管廊施工作业中人员设备安全定位管理;;养老院老人的定位监护,防止走失;大型汽车厂商停车场快速找车;展厅、博物馆的展位智能导航,参展人员分析等。 本文由 铱微云UWB室内定位 系统小编整理发布,铱微云物联网专业提供UWB定位、UWB室内人员定位、室内人员定位、超宽带室内定位、二维定位、UWB高精度人员定位、室内定位系统、uwb定位系统、高精度人员定位系统等产品及整体解决方案,提供定位基站、定位标签的免费询价和技术方案。
  • 热度 11
    2021-11-30 17:19
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    UWB-AoA会是打破高价困境的一把利剑吗?
    UWB技术很好,但是UWB产品很贵。 这是业界人士对于UWB技术的一个初步印象。 作为一项最近两年大火的定位技术,UWB被“镁光灯”聚焦乃至放大,它的优点会被更多人的记住,同样,它的缺点也一样会被人了解。 UWB的精度能够达到厘米级(较为理想的部署环境),这是其他无线定位技术所无法企及的精度,但它高昂的价格一直是限制其大规模应用的最大障碍。 那有没有可能让UWB产品的价格降低到大众都能接受的水平?答案是肯定的,这也是目前很多企业正在努力突破的方向。 UWB产品为什么会卖得这么贵? 一个产品在市场上售价多少, 首先要看成本。 第一个层面是 BOM(物料)成本 ,这个成本是一个显性的成本,也是大家很容易看得到的成本,而UWB产品的BOM成本是多少呢,以基站为例,目前市场上的UWB基站售价在2000-3000元之间,部分特殊应用场景中的基站卖得更贵,但它的BOM成本一般只要几百块,从这个角度来说,UWB基站产品是有降价空间的潜力,但事情远没有这么简单。 第二个层面就是要考虑它的 隐性成本 。UWB的隐性成本在哪里?包括它的 研发投入 ,包括它的 验证周期 , 包括它的 销售成本 ,还有最重要的一个点——就是它的 部署安装与维护成本 。 目前市场上主流的UWB方案采用的是TOF或者TDOA方案,在实际部署中, 多径与遮挡 是限制方案性能最突出的问题, 并且TDOA采用三边定位,至少需要3台基站构成一个定位单元,现场部署的时候需要考虑三角形如何部署等因素,所以,基站在哪个位置部署才能让方案有更好的精度以降低成本,这很考验项目经理的经验。 所以,在大多数的项目中,需要方案商提供专门的人力来现场指导部署以及后续的维护,这增加了大量的成本 。 TOF示意图 TDOA示意图 除了看成本之外,还需要考虑 规模因素 。 一般一个产品的量越大,它的边际成本就越低,它就可以卖得更低。而要实现这个目标,需要有两个前提,一个是 产品需要很高的标准化 ,各个厂商都按照同样的标准生产产品;另外一个就是 需求的差异性要很小 。 但很明显,目前的UWB市场并不具备这个条件。 在B端市场,需求的定制化很严重,产品也很难互通互联。并且B端市场的增量也无法达到指数级爆发式的增长,根据我们在《中国UWB与蓝牙AoA市场调研报告(2021版)》最新的数据显示,在当前的市场环境下, UWB的芯片pcs每年的增量大约100-200W的范围 。这样的体量根本无法支撑大规模的降价。 即便在C端市场, 除了在手机市场,有一个看得见的大体量市场之外,其它市场短期内也很难有爆发点。 这些原因导致了UWB产品卖得贵,因为不卖这个价格,企业就没法生存。 UWB-AoA方案能否成为降价的杀手锏? 探讨了UWB产品为什么要卖这么贵,我们就可以分析如何去降低成本。 这里,我们直接给出一个答案,那就是—— UWB-AoA方案 。 前面我们介绍了目前企业级市场上,UWB定位方案主要采用的是TOF与TDOA,而AoA则是与蓝牙绑定的更密切,事实上, UWB同样可以采用AoA模式进行定位。 在目前很多的消费级领域,比如说苹果的Airtag、NXP演示的汽车钥匙方案、小米的“一指连”方案等,就是采用的AoA定位模式。 因为这样的AoA方案采用点对点连接,不需要在环境中提供定位网络基础设施(即不需要布设基站), 好处是方案简单并且价格低,不好的点就是工作距离短,并且精度不够好。 而在企业级市场上,UWB-AoA方案同样可以有很大的应用前景。 UWB-AoA技术特点如何? 与蓝牙AoA相比, UWB-AoA具有更高的定位精度,以及更大的覆盖面积。 蓝牙AoA基站会有一个天线的覆盖面积限制,一般俯仰角在45°-60°之间,超过这个角度之后,精度的误差就比较大,所以蓝牙AoA基站的部署密度跟层高息息相关,一般需要1-2倍的层高部署一个基站,如果是层高比较小的环境中,基站的密度就很大。 而 UWB-AOA 可以通过 TOF 精确测距,定位原理是先测方向,再沿着该方向到相应的 TOF 距离再求投影位置。误差能小很多,而且不随俯仰角范围变化。在实际设计中,方案商的 UWB-AOA 基站配合良好的天线设计可以实现 90°,完全平面半球的俯仰角。 当然,AoA方案的特性是距离越远精度越低,这点是无法改变的,所以UWB-AoA方案同样是有一个距离限制,比如说全迹科技的UWB-AoA定位基站的覆盖半径大约在20米左右,可以维持1米以内的精度。 与传统的“TOF”或者“TDOA”相比, UWB-AoA方案的特点同样是单基站工作,基站需求量小,并且部署简单,可以降低成本。 为什么UWB-AoA方案能够降低成本 UWB-AoA对于成本的优化主要体现在2个方面: 第一,是基站部署的密度大为降低 ,这点无论是对标蓝牙AoA还是其他的UWB定位模式,都有较为明显的效果。 第二,安装部署进行简化 ,因为单基站就可以工作,结合工作距离比较远,俯仰角大的特性,让现场部署的经验要求没有那么高,客户在部署时,就可以按照自己的需要进行基站的部署,就跟Wi-Fi路由器一样,方便简单。 写在最后 UWB-AoA方案要实现起来,也不是很容易的事情。 首先是硬件层面的技术难点 ,需要有很强的阵列天线设计能力,要达到90°俯仰角半球形的天线覆盖,需要有克服很多技术难点,并且需要在实践中进行大量的验证才行。 第二就是软件算法能力 ,多径干扰是室内定位一个顽疾,算法的优化主要也是解决这个问题,而抗AoA多径的难度比ToF与TDOA更大。 克服了这些困难,同样也将收获广阔的市场,因为UWB-AoA可以让室内定位的基础设施成本更低,结合当下手机都将会有UWB芯片的市场背景,未来这一市场的应用值得期待。 本文来源全迹科技UWB定位服务商
  • 热度 2
    2021-8-19 14:01
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    随着UWB技术与智能手机集成带来的广泛场景的增多,未来UWB设备数量将呈现出上亿量级的变化。目前,智能手机与UWB的结合最大有利市场还是智能家居,其次是汽车、可穿戴设备和工业场景的UWB定位系统。 停车难、找车难一直是司机困扰难题,UWB技术的应用可以有效解决这类难题。借此,我们探讨下UWB技术在汽车电子、车联网可以发挥着怎样的作用?根据全迹科技UWB技术的定位算法特点,应用的场景如下: 1. UWB车钥匙 UWB技术目前已经被CCC(车联网联盟)选为数字密钥3.0规范的核心技术之一。UWB安全精密测距的特点可以同时提高车辆无钥匙进入的用户体验和安全性,同时集成了UWB的新手机也能充当车钥匙来使。苹果的CarKey已经通过UWB技术支持iPhone作为车钥匙,年初发布的蔚来新车ET7宣称搭载全球首款UWB数字钥匙。 2. AVP(自动泊车)/自动驾驶 在地下停车场/隧道等环境中,GPS/北斗等卫星信号无法准确接收,且环境雷同、光线阴暗,如果仅靠激光/毫米波/视觉/惯导等定位方式存在潜在稳定性问题,如果有类似室内GPS的UWB定位信号做辅助,那么可以让系统工作更稳定。 3. 停车场找车 在购物中心/写字楼等区域的地下停车场,经常需要拍张照片凭借记忆原路才有信心找到车。如果环境有了UWB定位基础设施,手机和车辆的UWB终端也能高精度定位,就可以规划导航路线准确找车。 4. 车辆呼叫 特斯拉有呼叫汽车功能,在室外GPS信号良好的情况下,可以在几十米距离内主动呼叫自己的特斯拉开到身边。未来如果地下停车场覆盖了UWB定位信号,即便在停车场内也可以召集车辆自动行驶到面前。 5. 其他应用 包括网约车司机和乘客之间如何利用UWB技术快速找到彼此等。还有汽车生产销售过程中的定位,包括:产线上用UWB技术定位半成品提高效率、仓库中定位成品车辆、修车店中定位车辆、4S店中定位人员等。 总而言之,UWB技术与汽车的结合,不管是对于C端、B端和G端来说,都可以有效缓解交通拥堵,也算是智慧交通的又一创新领域了。 (本文为全迹科技原创文章,如需转载请索取转载授权或者备注来源)
  • 热度 12
    2021-8-5 17:30
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    UWB室内定位系统功能应用
    UWB 室内定位系统功能应用 UWB 室内定位 系统是近些年来出现的高精度、低耗能、短距离无线精确定位技术,利用 UWB 通信可以有效地识别多径通信特性,采用测距技术,可实现 10 厘米级的定位精度。该系统对信道不敏感,发射频密度低,可达厘米级定位精度。 UWB 室内定位系统的功能应用优势 UWB 室内人员定位 系统以 UWB 为核心技术,支持多种模式,具有厘米级定位精度, UWB 室内人员定位系统在电厂实际应用中具有多种功能。 1 、实时定位:当电厂工作人员进入精确定位区域后,精确定位的基站能随时随地感知信号,上传到电厂监控服务器,在大屏幕或电脑上动态显示人员的具体信息,方便管理人员随时了解员工的状态。 2 、智能管控:管理人员可随时通过视频屏幕上所示的电厂人员活动查看任意区域和小组信息状态,打印报告并查询历史数据,提高管理效率。 3 、智能预警:实时的位置坐标信息通过视频监控设备连接。在电厂电子围栏或人员主动求助时,系统可立即弹出现场监控屏幕,使管理人员及时了解现场情况,做出快速决策。 4 、电子围栏:精确定位管理可以在人员进入危险区域或其他不允许进入的区域时及时分析和报警,有效控制电厂人员误入事故。 5 、数据统计:能够实时显示电厂某个区域内的人数,人员信息等,实现动态点名,提高场所的数字化、信息化管理水平。 6 、历史轨迹回放:该定位装置能够正确定位发电厂内的人员,还能够看都某个时间段的流动路线、上班时间、在某个区域停留时间等数据,实现人员工作流程的标准化、数据化管理。 本文由铱微云 UWB 室内定位系统小编整理发布。