UWB技术必由之路——场景定位

1.    UWB技术最 具优势的三种技术:TOF高精度测距(理论可以小于10厘米)、TOA高精度的到达时间(小于纳秒级)、高精度的PDOA到达角测量(理论可以达到1度)-相比蓝牙和RFID等等,UWB目前是最 具优势的室内/区域定位技术

2.    TDOA是基于到达时间TOA及TDOA到达时间差的抛物线的交叉点实现目标坐标定位;相比而言,TOF是基于三个圆/球体交叉点实现定位,更容易理解。TDOA的定位包络线内的定位精度要高于区域外;

3.    对于通常的室内和区域定位,无论是TOF还是TDOA都无法实现高度定位(Z轴解算只有理论意义,不具备落地性),高度或Z轴定位只有采用基于气压差的技术路线-我司场景化定位支持基于气压差的高度/Z轴定位;

4.    TDOA的标签采用随机数的消息发送方式,通过控制占空比减少数据包的冲突的概率;一般占空比在20%以下,每个定位区域数据包的容量700-1000次/秒;TOF采用时隙通讯方式,需要时隙的分配和管理,避免时隙的冲突,每个定位区域不能有时隙的冲突,时隙的数量决定了有效标签的数量;从理论上讲,TOF数据通讯的可靠性比TDOA高,丢包的概率要小;

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5.    TDOA通常采用标签到基站的单向UWB数据通讯,相比TOF的双向通讯,TDOA机制的标签功耗大致只有TOF的三分之一;

6.    TDOA的机制中,基站只能获取标签的到达时间TOA,没有标签到基站距离、以及标签之间距离,类似防碰撞的安全距离场景,TDOA不适用,只能采用TOF机制;

7.    无论是TOF还是TDOA主流都采用UWB信号的无线时钟同步机制,基站之间采用UWB信号实现时钟同步;定位系统基站分成Sync、Relay和Anchor三种;

8.    目前市场UWB多采用CH2,实际环境和5G信号冲突很大,根据无委会的最 新的标准,未来只能采用CH9,部分工业场景考虑到远距离覆盖,CH5可以被使用,本身CH5使用的是非授权频段;

9.    TOA/TDOA通讯链路层相比TOF要简单很多,也更容易标准化;我司的TOA/TDOA考虑支持omlox工业标准协议,同时也会兼顾考虑兼容FiRa标准;基于时隙的TOF通讯机制未来将很难标准化,但定制化对于一些保密性要求高的应用场景,反而更具安全优势。

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10. TOA/TDOA和TOF在未来UWB定位市场一定是共存的,各有各的优势,不用应用场景,建议采纳不同的场景化定位技术

11. 目前市面UWM定位厂家的产品,尽管可以同时支持TOF和TDOA,但是在一个项目没有办法同时使用。未来我司的产品会同时支持TOF和TDOA,为了低功耗,项目中多数场景会基于TDOA实现,在需要标签到基站或标签之间测距的场景,则采用TOF工作机制;-进一步体现场景化的技术优势

12. UWB定位市场2B侧主流应该是基于TOF或TDOA的定位,UWB AOA和PDOA只会在有限场景被应用,UWB PDOA更多会被应用到2C市场,以及2B侧无需部署基站,自组网自定位场景:类似无人机编队或集装箱定位场景。

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13. UWB TOF代表的是高精度测距,TOA是高精度到达时间,PDOA是高精度测角;对于高精度定位坐标,需要基于TOF或TDOA的三角定位实现,但是TOF和TDOA的三角定位实施条件太过苛刻,通常室内环境和工业现场环境,并不推荐采用TOF和TDOA三角定位,我司基于TOF和TDOA的精准网格化定位是室内和工业现场位置空间感知的最 佳解决方案;

14. 我司推荐在室内定位项目或工业环境定位项目:可以在比较干净良好的环境,部署基于TOF或TDOA的高精度坐标定位,输出实时轨迹;多数环境建议采用场景化包括区域覆盖、出入口、网格化、高度/Z轴定位、防碰撞以及一维的空间感知定位技术。场景化定位解决方案-根据项目中不同环境的应用场景,采用不同场景位置感知技术路线

15. 场景化定位解决方案技术路线抛弃了传统的中心化定位解算的系统架构,采用定位算法前置基站的分布式方式,根据项目中使用的不同场景,通过选择基站内置的不同定位算法,实现包括两维、一维、区域覆盖、出入口、网格化、PDOA等等场景位置感知。

16. 各种场景定位算法前置基站,让定位基站真正成为物联网位置感知设备,让传统复杂的定位系统演变为物联网感知设备,更容易和现场的视频监控、照明以及出入口等系统集成。

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