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聊聊室内定位技术

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本帖最后由 zhang062061 于 2021-3-24 15:37 编辑


目前,定位技术已经非常发达,GPS/北斗等卫星定位、手机基*定位应用都非常广泛。但也都有其局限性,卫星定位只能应用于空旷地方,基*定位只能应用于信号好的地方,且定位精度较低。而室内定位正好弥补了两者的不足。室内定位,其实不仅限于室内应用,也包括隧道、矿井等所有无法应用GPS/北斗等卫星定位的地方。室内定位按照不同的技术主要有以下几种:

1.雷达定位
2.惯性定位
3.基*定位

雷达定位
雷达定位包括激光雷达、毫米波雷达等。通过雷达主动发射电磁波,接收反射波来实现定位。其特点是部署简单,只需要一个雷达,定位精度高,但价格也较高。另外就是对于静止的人无法准确判断是人或物。这种技术在室内定位应用有一定的局限性,实际应用并不多。


惯性定位
惯性定位硬件比较简单,主要依靠加速度+陀螺仪+磁力传感器来实现,相当于高级版的计步器。软件上通过几种传感器的数据融合来确定人行走的方向、距离等。其特点是不需要部署,被定位人随身佩戴即可,但需要设定一个初始位置,且随着时间的推移累计误差会越来越大。主要应用于消防、救援、反恐等任务中,这种应用通常不会走的太远,比如走1km,累计误差3-5米,基本可以接受。
基*定位

最后就是基*定位了,基*定位按无线通讯方式分为很多种:RFID、蓝牙、WIFI、UWB等。基*定位与卫星定位相似,只是应用于小范围(比如一间房间内)的一套独立的定位系统。一套室内定位系统也有自己的基*(相当于卫星)和标签(被定位设备,类似于手机)。基*和标签之间通过无线通信来实现对标签的定位。按照定位算法又可以分为基于RSSI(信号强度)、TOA(达到时间)、TDOA(达到时间差)等几种。像RFID、蓝牙、WIFI基本都是基于RSSI的定位。我们知道电磁波在空气中传输会随着距离增加,信号强度会逐渐衰减。基于RSSI定位就是通过标签接收基*发射的信号,判断信号强度从而计算距离,通过三个不同基*的距离即可确定当前标签的坐标(前提是基*坐标确定)。基于RSSI的定位精度一般会比较差,误差在几米甚至十几米。


UWB(Ultra Wide Band)即超宽带定位,其定位精度较高,可以达到cm级。可以采用TOA或TDOA算法来实现。TOA与RSSI算法相似,都是通过标签与三个不同基*的距离来确定坐标。不同的是RSSI是通过信号强度测量距离,而TOA是通过电磁波在空气中的传播时间来测量距离。所以后者精度可以达到很高。
TDOA是通过测量标签到每两个基*之间的距离差,距离差等于常量即可绘制出双曲线,而曲线交点即可确定标签坐标。相比于TOA算法,该算法实现过程中,标签只需要广播一次UWB信号即可,因此有利于标签的功耗及标签并发数量。但TDOA算法需要有精确时间同步功能,时间同步的精度和测距精度共同决定了系统的定位精度。
     UWB定位技术定位精度高、成本相对较低,在智慧工厂、隧道矿井施工等场合应用较多。

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zhang062061|  楼主 | 2021-3-24 15:37 | 只看该作者
不知道为什么,基*的站会变成*

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zhang062061|  楼主 | 2021-3-24 15:43 | 只看该作者
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