室内定位原理是什么?室内精确定位会被应用到哪些行业

如题所述

蓝牙定位:蓝牙定位基于RSSI(Received Signal Strength Indication,信号场强指示)定位原理。蓝牙室内技术是利用在室内安装的若干个蓝牙局域网接入点,把网络维持成基于多用户的基础网络连接模式,并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网的主设备,然后通过测量信号强度获得用户的位置信息。根据定位端的不同,蓝牙定位方式分为网络侧定位和终端侧定位。

UWB定位:超宽带(UWB)定位技术是一种全新的、与传统通信定位技术有极大差异的新技术。它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。

蓝牙定位与UWB定位对比:

首先是工程师最为关注的定位精度问题:目前蓝牙室内定位方案能够实现米级的定位精度;UWB定位已经能够实现厘米级高精度定位。

定位硬件:顾名思义,蓝牙室内定位方案的实现必然是建立在蓝牙室内定位产品的基础上,主要定位硬件包括蓝牙网关、蓝牙Beacon、手环、手表等蓝牙标签以及智能手机、无线局域网及后端数据服务器等。UWB定位硬件产品主要包括定位引擎服务器、智能终端、POE交换机、UWB基站、UWB标签、UWB模块、软件接口等。

应用领域:蓝牙定位主要应用于对人、物定位精度要求一般的室内定位,用于在一定空间范围内获取人或物的大致位置信息;UWB定位则主要应用于室内高精度定位,用于在一定空间范围内获取人或物的精确位置信息。

定位环境搭建:蓝牙定位布局相对简单,只要注意间隔范围就可以了,UWB定位布局相比蓝牙定位要复杂一些,因为涉及到UWB基站的安装。

最后,小编将SKYLAB室内定位工程师总结的各个领域室内定位解决方案选择要点告诉大家:室内定位从用途方向可以划分消费类和工业类。消费类主要实现室内人员引导、消费推送、安全监控、智能家居等商业应用。工业类主要实现消防安全、人员监控、设备引导、财产安全、智能工厂等应用。有些是侧重于单纯的室内定位,而有些则更侧重于导航功能、历史轨迹、电子围栏等功能,因此需要有针对性选择方案。单纯的室内定位、导航,对定位精度要求不高,可以优先选择蓝牙定位方案,侧重历史轨迹、电子围栏这些功能则可以优先考虑UWB定位方案;希望能够帮助到各位有室内定位方案需求的客户们。

UWB定位主要应用于室内高精度定位,用于在一定空间范围内获取人或物的位置信息,同时应用于各个领域的室内精确定位和导航,能够满足隧道、监狱、化工、工厂、煤矿、工地、电厂、养老、展馆、整车、机房、机场等高精度室内定位需求。

UWB室内定位方案应用领域

工业/汽车:实时追踪资产和库存,改进流程,提高搜索效率,减少资源浪费;

物流仓储:跟踪条码阅读器和叉车,减少保险检查的环节,使仓储管理变得灵活;

军事:人员定位和设备追踪,例如城市作战训练、弹药仓库管理、高级研发;

医疗保健:实时跟踪病人,进行照顾和管理,利于病情分析和治疗改进,方便于人力资源管理;

危险环境:定位个人和资源,安全位置紧急搜索,人员监控,优化管理过程,做到安全有效;

重点安保区域:人员的进出管理、实时位置查询、禁区监管、隔离距离控制、人员调度,能对人员的位、行进路线、距离、速度进行监控和统计;

体育:实时跟踪与计算运动员的方向和速度等,详细的性能分析,记录队伍的比赛实况,视频集成。

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第1个回答  2023-04-13

    室内定位算法原理

目前的定位算法从原理上来说,大体上可以分为以下三种。

1.邻近信息法:利用信号作用的有限范围,来确定待测点是否在某个参考点的附近,这一方法只能提供大概的定位信息

2.场景分析法:测量接收信号的强度,与实现测量的、存在数据库的该位置的信号强度作对比。

3.几何特征法:利用几何原理进行定位的算法,具体又分为三边定位法、三角定位法以及双曲线定位法。

根据上面介绍的定位算法,衍生出了多种室内定位技术。目前的定位技术多要借助辅助节点进行定位,通过不同的测距方式计算出待测节点相对于辅助节点的位置,然后与数据库中事先收集的数据进行比对,从而确定当前位置。

室内定位主要流程为首先在室内环境设置固定位置的辅助节点,这些节点的位置已知,有的位置信息是直接存在节点中,如射频识别(RFID)的标签,有的是存在电脑终端的数据库中,如红外线、超声波等。

然后测量待测节点到辅助节点的距离,从而确定相对位置,使用某种方式进行测距通常需要一对发射和接收设备,按照发射机和接收机的位置大体可以分为两种:一种是发射机位于被测节点,接收机位于辅助节点,例如红外线,超声波和射频识别(RFID);另一种是发射机位于辅助节点,接收机位于被测节点,例如 WiFi、超宽带(UWB)、ZigBee。

    室内定位技术对比

下面具体介绍八种室内定位技术所涉及原理与优缺点。

一、WiFi定位技术,定位方法是场景分析法,其定位精度由于覆盖范围的不同,可以达到2-50m。优点是易安装、系统总精度相对较高,缺点是指纹信息收集量大、易受其他信号干扰。

二、视频识别(RFID)技术,定位方法是临近信息法,其定位精度在5cm-5m之间。这一方法的优点是精度较高、造价低、标识体积小,缺点是定位距离短、不便于整合。

三、ZigBee定位技术,定位方法是临近信息法,定位精度在1-2m。优点是低功耗、低成本,缺点是稳定性低、受环境干扰。

四、红外线定位技术,定位方法是临近信息法,定位精度在5-10m。优点是定位精度较高,缺点是造价高、功耗大、受灯光影响。

五、超宽带定位(UWB),定位方法是三边定位法,定位精度在6-10cm,优点是穿透性强、精度较高、功耗低,缺点是造价比较高。

六、超声波定位技术,定位方法是三边定位法,定位精度在1-10cm。优点是精度较高、结构简单,缺点是多径效应、受环境温度影响、信号衰减明显。

七、惯性定位法,是利用惯性传感器采集到的运动数据,如加速度传感器、陀螺仪等测量物体运动速度、方向、加速度等信息,通过积分定位方法或者基于航位推测法,经过运算后得到物体的位置信息。其优点是不依赖外界环境,缺点是随着行走时间的增加,惯性导航定位存在累计误差,所以一般是与其他传感器数据融合使用。

八、NOKOV室内定位技术,主要用于实时准确测量,记录物体在真实三维空间中的运动轨迹或姿态。其光学式动作捕捉系统利用多个高速相机,从不同角度监视和跟踪待捕捉目标上的标志点,根据计算机视觉原理,可以从多个高速摄像机的连续图像序列里,确定某个点在空间中的位置和运动轨迹,获取得到的实时刚体位姿数据通过SDK发送到无人机地面站,地面站输出控制命令进一步控制无人机的运动。考虑到不同的实际情况,动作捕捉工作站也可以将实时刚体位姿数据通过SDK,发送到无人机的控制芯片,利用无人机进行解算数据,实现自主协同控制。

通过对比可以发现,在所有室内定位技术中,精度排在首位的当属动作捕捉技术,其测量精度高达亚毫米级。NOKOV动作捕捉系统可以获取目标物的位置、姿态以及速度、加速度等信息,具备技术成熟度高、精度高、采样频率高等优点,适用于有高精度定位需求的研究。

第2个回答  2020-03-11

UWB室内定位技术原理:普通的定位系统能够达到的定位精度仅能达到米级,是什么技术能够让定位系统达到厘米级的精度呢?以EHIGH恒高自主研发的室内定位系统来说,目前可运用UWB定位技术,结合高精度设备,将精度提升至厘米级。


从UWB定位技术原理来说。UWB是一种新型的无线通信技术,根据美国联邦通信委员会的规范,UWB的工作频带为3.1~10.6GHz,系统-10dB带宽与系统中心频率之比大于20%或系统带宽至少为500MHz。UWB信号的发生可通过发射时间极短(如2ns)的窄脉冲(如二次高斯脉冲)通过微分或混频等上变频方式调制到UWB工作频段实现。
	UWB定位的主要优势有,低功耗、对信道衰落(如多径、非视距等信道)不敏感、抗干扰能力强、不会对同一环境下的其他设备产生干扰、穿透性较强(能在穿透一堵砖墙的环境进行定位),具有很高的定位准确度和定位精度。UWB室内定位技术优势:UWB是一种高速、低成本和低功耗新兴无线通信技术。UWB信号是带宽大于500MHz或基带带宽和载波频率的比值大于0.2的脉冲信号(UWBWG,2001),具有很宽的频带范围,FCC规定UWB的频带从3.1GHz~10.6GHz,并限制信号的发射功率在-41dBm以下。由此可见,UWB聚焦在两个领域的应用上,一是符合IEEE802.15.3a标准的短距离高速数据通信,即无线无延迟地传播大量多媒体数据,速率要达到1OOMbit/s-500Mbit/s;另一个是符合IEEE802.15.4a的低速低功率传输,用于室内精确定位。UWB室内定位技术的行业应用需求来说,只有更高精度的定位信息才能带来更高的价值,人们可以更加精确地知道事物所处的位置,知道人员具体位置在哪儿,更好的管理企业、人员或物资。比如说保障隧道施工人员人身安全,协助监狱搭建全局化、可视化的监管平台;提高石油化工行业安全保障效率;助力建筑工地智慧管理升级等等。

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