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UWB定位技術原理及場景應用的簡單介紹

談到定位技術我們並不陌生,從車輛導航到外賣、打車軟體,定位技術已經和我們的生活密不可分。通常我們按照使用場景將定位技術分為室內定位和室外定位兩種,室外定位主要依賴於GPS、北斗、GLONASS、GALILEO這些全球衛星定位導航系統,此外還有差分定位技術、電信運營商的基站蜂窩網定位技術;室內定位技術主要是藍芽、WiFi、Zigbee、RFID、地磁、UWB等無線技術。今天主要與大家分享的超寬頻UWB無線定位原理。

什麼是UWB?
UWB全稱Ultra Wide Band,超寬頻技術。通過傳送和接收極窄脈衝來實現無線傳輸,由於脈衝時間寬度極窄,使用的頻寬在500MHz以上。最初UWB是作為一種通訊技術出現,目的是用於短距離、寬頻無線通訊,後因其超寬頻的特點優勢,人們意識到它在高精度定位領域的價值,UWB在定位領域應用逐漸成為主流。

UWB定位技術原理
UWB定位第一步就是測距,採用雙向飛行時間法(TW-TOF,two way-time of flight),通過測量兩點之間來回的無線電飛行時間,此即雙向飛行時間,雙向飛行時間x光速,就是發射與接收之間的雙向飛行距離,此距離除2,就是單向距離。
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與WIFI、藍芽等測量訊號強度(RSSI)、訊號到達角度(AOA)的間接測距技術相比,光速極其穩定,不會受到電池電壓、無線電通道、天線製作工藝的影響。

UWB定位第二步就是定位,通過TOA(到達時間)和TDOA(到達時間差)的方式,測出物體(標籤)與幾個已知位置的基準點(基站)的距離或者距離差之後,就可以算出標籤的位置。
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UWB應用場景


UWB定位技術可提供室內/室外釐米級高精度定位,為人/車/物增加了位置、距離等空間資訊,使得系統決策具有更高精細度。另外UWB定位本身的價值,不僅僅體現在定位,在物聯網及大資料時代,它還擁有諸多附加值應用,如歷史軌跡、熱點提取、電子考勤、安防預警等,通過此類應用的資料分析,提升工作效率、增強安全保障等。
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■智慧工廠
在生產製造過程中,“人、機、料”所在的位置管理越來越重要,通過精準的位置資料分析,實時掌握每一個人、車、料的位置軌跡和工作狀態分析,以提升安全管理和產能效率的優化。
■智慧電廠
智慧電廠建設的推動下,引入UWB定位系統,融合兩票管理,視訊系統,門禁系統等,管理人員可在三維虛擬電廠中實時檢視作業/外協人員的活動軌跡;人數的統計;危險告警等。
■智慧司法
將UWB定位系統與傳統的監管方式相結合,滿足司法對訪客、指定區域人員更智慧的管理,彌補監管漏洞,極大地降低了管理上的安全風險,進而實現事前預防、事中管控、事後查證等。
■智慧工地
建立一套實時精準定位系統,聯動門禁系統,視訊系統,大屏系統等,實現建築工地、地下隧道/地鐵等施工的人員管理,數量統計,行為軌跡追蹤,異常告警,提升工地人員的安全管理和生產效率。
■智慧倉儲
智慧倉儲貨物定位管理系統,實現對於物資的動態管理,幫助倉庫庫存物資的入庫、出庫、盤點、查詢為一體的流程管理系統,提升現有的倉庫貨物管理水平。
另外UWB定位管理系統還可應用於醫院、養老、展館、樓宇、港口碼頭等場景,在應急管理、安全執法提供強有力的資料支撐。