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常用的室内定位技术有哪些
现在广泛应用于室内的定位技术主要有两种:蓝牙信标定位和uwb定位。蓝牙信标定位技术以其低成本和便捷性成为众多场所的首选。它主要由E5型iBeacon和网关硬件组成,再配合相应的算法和地图,就能实现精确的室内定位。这种技术的精度大约在1-3米之间,非常适合商场、博物馆等场所使用。
超声波技术:超声波定位通常采用单边野反射式测距法。该系统由一个主测距器和多个电子标签构成,主测距器通常安装在移动机器人上,而电子标签则放置在室内固定点。定位过程涉及上位机向电子标签发送同频率信号,电子标签接收并反射信号给主测距器,据此计算出电子标签至主测距器的距离,进而确定定位坐标。
超宽带技术是近年来新兴的一项无线技术,近来 ,包括美国,日本,加拿大等在内的国家都在研究这项技术,在无线室内定位领域具有良好的前景。UWB技术是一种传输速率高(比较高 可达1000Mbps以上),发射功率较低,穿透能力较强并且是基于极窄脉冲的无线技术,无载波。
室内定位系统广泛采用的技术包括WIFI定位、蓝牙定位和超宽带(UWB)定位。WiFi定位技术主要通过移动设备与三个无线网络接入点的无线信号强度进行三角定位,并借助大量已知位置点的信号强度数据库,实现对人或车辆的精准定位。这种定位方式适用于大范围复杂环境,比较高 精度可达2米。
近来 ,市场上主要的室内定位技术包括UWB(超宽带)、蓝牙、WiFi、ZigBee和RFID(射频识别)等。这些技术各有特点,适用于不同的应用场景。UWB技术以其高精度、低功耗和强抗干扰性,在室内定位中表现出色,尤其适用于需要高精度定位的场合。
UWB室内定位技术在不同场景下的应用也有所不同。例如,在监狱管理中,它可以实现对犯人的精准定位和监控,确保其安全;在医院中,它可以用于病人的跟踪和管理,提高护理效率;在工厂和施工工地,它可以用于设备和工具的管理,防止丢失和误操作。
iphone11带火了UWB,什么是UWB下行TDOA定位技术?
UWB下行TDOA定位技术简单的说就是定位基站发送定位信号,定位标签接收定位信号。这种工作方式和GPS类似,所以又叫室内GPS。下行TDOA是在终端进行位置坐标计算,同时EHIGH恒高的定位系统,可以通过标签上传这些数据到服务器,实时结算标签位置,这一点得归功于恒高定位系统自带的一套高实时性的物联传输网络。
UWB三角定位技术,基于超宽带技术,提供极高定位精度和抗干扰性。UWB信号的极宽带宽,使其能实现极高精度定位与强大抗干扰能力。TDoA定位原理通过测量信号到达不同接收器之间的时间差,来确定标签位置。PDoA定位原理基于测量信号到达不同接收器的相位差,确定标签位置。
UWB室内定位技术采用 TDOA(到达时间差原理),利用 UWB 定位技术测得定位标签相对于两个不同定位基站之间无线电信号传播的时间差,从而得出定位标签相对于四组定位基站的距离差。
UWB定位有三种技术,分别是TOF(Time of flight)、TDOA(Time Difference of Arrival)和PDOA(Phase Difference Of Arrival)。TOF技术通过测量信号飞行时间计算距离,支持实时室内定位,精度可达50厘米以内。TDOA技术基于比较信号到达时间差定位,支持无线同步,实现多点定位计算。
使用TDOA技术不需要定位标签与定位基站之间进行往复通信,只需要定位标签只发射或只接收UWB信号,故能做到更高的定位动态和定位容量。基于UWB的室内定位方案正在逐步渗透机场、展厅、 写字楼、仓库、地下停车、监狱、军事训练基地等需要使用准确的室内定位信息的应用。
UWB(超宽带)定位技术利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点,与新加入的盲节点进行通讯,并利用TDOA定位算法,通过测量出不同基站与移动终端的传输时延差来进行定位。以UWB基站为主导,配合UWB定位标签、定位引擎服务器、POE交换机、智能终端使用。
TDOA定位CRLB
CRLB的表达式为$\frac{1}{I(\vec{x})}$,其中$I(\vec{x})$为信息矩阵的逆。为了验证TDOA定位法和CRLB理论的可行性,可以利用MATLAB进行仿真。通过生成模拟数据,设置不同的观测站分布、目标位置,以及加入随机噪声,来模拟实际的定位场景。
CRLB(Cramer-Rao Lower Bound),即克拉默-罗恩伯格界限,用于描述参数估计的理论最低误差,其公式为[公式]。在Matlab的仿真环境中,这个理论界限对于优化实际定位精度具有重要意义。通过这个公式,我们可以理解和优化无源定位中的TDOA方法,以达到更精确的定位效果。
在定位场景中,TDOA(时间差到达)算法尤为重要,尤其在三维直角坐标系下。观测模型基于目标信号到达不同观测站的时间差,通过构建观测站位置和目标位置的向量,计算得到TDOA。在考虑噪声后,TDOA被转换为距离差,进而得到目标的定位信息。
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