(1) 在室外我们可以使用卫星定位,但是进入室内,由于墙体阻隔,我们无法接收卫星信号。而各领域大部分的生产、生活时间都是处于室内。于是我们模仿GPS定位手段,在室内安装模拟卫星站(即伪卫星站),实现小范围的精确定位。 (2) 一般室内定位软硬件包括:定位基站、定位标签、传输网络(交换机、电源、AP)、服务器(软件引擎)、应用服务软件(考勤、电子围栏、视频等)。
(1) 目前实现室内定位的技术手段很多,有高精度的UWB技术,中等精度的Chirp技术、蓝牙AOA定位技术,以及模糊精度的Beacon、有源触发器等技术。这些技术各有优缺点,需要根据使用场景进行判断,有时候需要进行技术融合。 (2) 例如,目前在无防爆要求的电厂、变电站、汽车厂等,采用高精度UWB;而在化工领域,综合考虑防爆、维护等因素,采用轻量级蓝牙+GPS+4G的融合产;监狱、办案中心则会采用UWB,BLE AOA等, 总之技术没有好坏之分,对各场景有不同的考虑因素。 如您有相关需求,可以与我们技术人员联系,共同分析。
UWB室内定位始于90年美军某训练系统(后被美国斑马公司收购),由Ubisense、TimeDomain等公司驱动(2005~2015),成熟于2016年(UWB芯片商用)。国内大部分供应商主要发展于2016-2019年,使用DW套片加速上市。我公司团队从2005年接触UWB技术,在此方面有着自己的深刻理解: (1) UWB定位是目前仅有的高效率无线定位手段,适用面很广。例如在满足应用条件的情况下,它可以稳定的获取30cm左右定位精度(最佳区域10cm,边界40-60cm);UWB脉冲窄,数据并发量较大,我司系统可以达到900hz的局域密度(远超同业实际产品)。在一般的工业场景、人员追踪中,能够得到广泛的应用。 (2) 当然现实中有一大部分应用是无法采用UWB可靠实现的。这涉及到其功率低、容易被遮挡的特性。例如在钢铁环境中,就需要缩短设备部署间距;在监狱中,采用UWB定位技术实现的犯人定位系统,很容易在其遮挡、夹住腕表时丢失信号,导致误报警;它的基本使用条件是“无遮挡”,英国Ubisense公司的指导意见是“On top of material”。 (3) 用户在项目需求前期,应该对UWB定位有理性的思考,并不应该将市场上大部分供应商宣传的10cm精度作为能够获取的稳定精度。另外对于考虑无线电合规性要求的客户,目前仅能工作于6.5Ghz频段,实际工作距离在30m左右。凡是超越50m的稳定测量需求,例如100-200m,一定是采用超越国家法规功率几十倍的实际发射功率进行部署,需要用户注意合规性。 (例如:机场,高铁站,欧美出口等,隧道类应用也一定是超规应用)
(1) 用户在项目需求前期,应该对UWB定位有理性的思考,不能将市场上大部分供应商宣传的5-10cm精度作为能够获取的稳定精度。一般定位精度取决于采集芯片、引擎算法,以及不同场景的信号、网络可靠性等。 依据我们多年的经验,以及芯片供应商、引擎供应商的产品分析,基本上UWB系统的典型精度在30cm左右,也即在中心区域15-30cm,边界40-60cm,呈逐步扩散状态 (当然用户的边界可以通过扩展设备而进一步扩大)。在严重遮挡场景,需要通过缩小部署间距、改善安装方式来保障定位可靠性。 (2) 我们建议:如果您要实现的系统是类似巡检的高精度电子围栏系统,实际需求在50cm-1m(如转身肩宽),无需过度拔高需求,否则会进一步增加成本。 而如果是依赖该系统进行100%可靠的、苛刻的生产过程控制,您可能需要考虑与光电系统、位置传感器结合,而非完全依赖无线电定位系统。毕竟无线电定位精度是一种概率统计精度。
(1) Chirp技术是与UWB同时发展起来的技术分支,其带宽小于UWB,又被称为轻量级UWB。该技术采用802.15.4a标准,与第一代UWB芯片相同标准。 主要应用市场为1-3m精度的远距离测量市场:即使在符合国家无委会标准的情况下,能够实现2400m范围内的距离测量。由于该信号工作与ISM频段,故在进出口方面也无特殊核准需求。 (2) 目前我司主要将该技术应用于大范围平面定位、井下人员与车辆实时定位、轨道车辆防撞、消防应急(抗遮挡环境)。
(1) 主要来自两方面:一方面由于技术在特定场景中的局限性,需要增加辅助性技术,进一步增强UWB等精确定位技术的可靠性;一方面由于客户的特定场景需求,如室内UWB与室外GPS系统的融合、员工定位卡与购物卡融合。 (2) 例如,虽然UWB能够实现3D定位,但是在实际使用中却很难实施,此时高度信息、楼层切换信息需要依赖气压传感器、激活器辅助实现。 此外用户可能还需要一卡通、视频调度、周界系统等一体化融合。
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