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人員定位30cm精確定位
為解決室內(nèi)定位這一難題,國內(nèi)外研究人員嘗試了紅外傳播技術(shù)、WLAN技術(shù)、超聲波技術(shù)射頻識別技術(shù)(RFID)、藍牙技術(shù)、Zig一 Bee技術(shù)等。但受限于作用距離、交互性能、定位精度、抗*力、功耗以及成本等條件,這些室內(nèi)定位技術(shù)都沒能廣泛推廣應(yīng)用開來。超寬帶(UWB)技術(shù)是一種無載波通信技術(shù),其具有的抗*力能強、安全性好、穿透能力強、傳輸速率高、系統(tǒng)容量大以及功耗非常低等優(yōu)點使其為室內(nèi)定位技術(shù)提供了另一種可能。
如圖1所示,小UWB定位系統(tǒng)主要由標(biāo)簽節(jié)點(Tag)、定位基站(anchor)和服務(wù)器(含定位軟件)組成,其中標(biāo)簽節(jié)點由被定位者攜帶其位置是未知的,定位基站與服務(wù)器相連,定位基站的位置固定且已知。定位基站每隔一定時間服務(wù)器發(fā)送其檢測到的標(biāo)簽節(jié)點定位信號,服務(wù)器收到信號后經(jīng)過處理通過定位算法就可以得出標(biāo)簽節(jié)點的位置。按照測量參數(shù)的不同,UWB的定位方法可以分為接收信號強度法(RSSI)、到達角度法(AOA)、到達時間法(TOF)和到達時間差法(TDOA)等。
人員定位30cm精確定位
下面介紹下TDOA的算法
TDOA定位算法是利用不同參考節(jié)點接收到的同一標(biāo)簽節(jié)點的定位信號的時間差來計算標(biāo)簽節(jié)點到不同參考節(jié)點的距離差d, 由此可以得出參考節(jié)點間的雙曲線,雙曲線的交點即為標(biāo)簽節(jié)點的位置如圖2所示。
圖中Re照= 1、2、3)為位置固定且已知的參考節(jié)點,x(x,y)為位置待測標(biāo)簽節(jié)點,設(shè)Refi坐標(biāo)分別為氣,YD,根據(jù)參考節(jié)點傳回的時間差A(yù)t建立距離方程組:
因為各參考節(jié)點的位置信息是書籍的,故解(3-2)式即可得到待測節(jié)點的位置信息,這種方法是基于TOA算法的改進,但其對各參考節(jié)點的時間要求嚴(yán)格同步,為提高定位精度也可先利用不同參考節(jié)點收到的信號進行相關(guān)運算來獲取TDOA值,再進行定位計算。
基于UWB技術(shù)研發(fā)的定位基站和定標(biāo)簽設(shè)備