uwb定位
關注創建者：河北云酷 創建時間：2020-09-22
uwb定位的實例教程
面對市場上眾多的工業定位技術，很多企業不知道應該怎么選擇適合自己的定位技術，今天我們為大家普及一種適合工業領域的定位技術-UWB定位技術，相比于WIFI、藍牙技術它具有傳輸速率高、發射功率低、穿透能力強、無載波、抗干擾效果好、安全性高、系統復雜度低、定位精度超高等優點，是目前工業領域室內定位的首選技術。
一、什么是UWB定位技術
UWB（Ultra Wideband)是一種無載通信技術，利用納秒至微秒級的非正弦波窄脈沖傳編數據，相較于傳統的窄頻帶系統的無線灣通方式，UWB有本質的區別。UWB定位過程中，先確定一個參照標簽的具體位置，然后，通過網周安裝好的接收器得出目標攜帶的UWB標簽相對于參照標簽的位置信息，最終傳遠給主機，有人稱它為無線電領域的一次革命性進展，認為它將成為未來短距離無線通信的主流技術
二、UWB定位技術的優點
作為一種新興的無線傳輸技術，UWB定位技術有很多優點：
1、UWB定位抗干擾能力強，對其他無線電系統的干部有較高的免咬力，因此LWB技術在室內、室外以及墻體附近的需控定位都變得切實可行。
2、UWB定位能夠實現三維動態定位。UWB監控系統中接收器的個數決定定位維數，一個l0Hz的系統能在幾厘米的分辭率下定位UWB標簽，當有四個或者更多的不同高度的接收器時可以得到三維的精確定位，不同高度的接收器數量越多，定位精度越高。
3、UWB技 數據傳輸率高，能夠實現100Mbygps以上的速率。
云酷科技uwb定位系統優勢
1、厘米級定位精度
自優化定位算法，能夠精準、實時提供定位區域內的人員位置和運動軌跡，便于管理者直觀、全局化地把握現場情況，從而做出決策。
展開 UWB定位技術的理論精度可以做到毫米級甚至微米，但是在實際場景中部署UWB定位系統，定位精度卻千差萬別，目前UWB定位系統涉及的算法主要包括TOF、TDOA等，從UWB定位算法、UWB基站的部署、實際的定位場景中等幾個方面來剖析下影響UWB定位精度的8個主要的原因。
1、UWB基站的部署方式和數量對定位精度的影響
UWB基站的部署方式對定位精度的影響。在實際的定位坐標的解算過程中，UWB基站的數量增多意味著冗余信息的增多，豐富的冗余信息可以進一步地減小定位誤差。
但是UWB定位精度并不會隨著UWB基站的增加而不斷增大，當UWB基站增加到一定數量后，繼續增加UWB基站對定位精度的提高并不大。并且UWB基站數量的增加意味著定位硬件部署成本的加大。因此怎樣在UWB基站數量和定位精度之間找到平衡，從而合理布設UWB基站是研究UWB基站布設對定位精度影響的重點。
2、UWB基站坐標誤差對定位精度的影響
在實際定位場景中，比如人員佩戴的UWB標簽的坐標是相對于UWB基站的坐標而言的，如果UWB基站的坐標本身就有錯誤，那通過UWB定位引擎解算得出的定位數據必然會有誤差。
3、時鐘同步誤差導致UWB定位精度有誤差
TOA定位算法需要目標節點與參考節點之間精確的時間同步，TDOA定位算法需要參考節點（UWB基站）之間精確的時鐘同步。因此，非精確的時間同步將導致UWB定位系統產生誤差。
但由于UWB基站標簽等硬件的局限性，完全精確的時鐘同步是不可能的。每一個UWB基站的時鐘都會有略微的差距，如果差距在1ns就會有30厘米的定位誤差，所以如果UWB定位系統中所有基站的都可以做時間同步，就進一步提升UWB定位的精度。
展開 我們將發送端發出的數據包和接收回應的時間間記為TTOT,接收端收到數據包和發出回應的時間間隔記為TTAT,那么數據包在空中單向飛行的時間TTOF可以計算為：TTOF=(TTOT-TTAT)/2
第二步 定位
通過TOA（到達時間）和TDOA（到達時間差）的方式，測出物體（標簽）與幾個已知位置的基準點（基站）的距離或者距離差之后，就可以算出標簽的位置。
uwb定位技術的應用場景
智慧電廠
uwb定位系統實現人、車精確定位，以高仿真三維虛擬電廠作為統一展示平臺，接入電廠各生產業務系統數據，建立智慧安全大腦，打造可尋、可視、可防、可控的一體化管控平臺，為發電企業安全生產保駕護航。
智慧工廠
搭建二維或三維業務功能展現平臺，集成現場視頻監控、門禁系統，實現工廠人員定位與視頻監控和門禁聯動，實時掌握全廠人員、車輛、作業信息，提升企業安全管理效率。
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、事后查證等。
智慧工地
建立一套實時精準定位系統，聯動門禁系統，視頻系統，大屏系統等，實現建筑工地、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。
智能倉儲
uwb定位管理系統，實現對于物資的動態管理，幫助倉庫庫存物資的入庫、出庫、盤點、查找為一體的流程管理系統，提升現有的倉庫貨物管理水平。
UWB定位硬件支持
UWB定位硬件產品主要包括定位引擎服務器、智能終端、POE交換機、UWB基站、UWB標簽、UWB模塊、軟件接口等。
目前uwb定位技術已經成為室內定位領域的新寵與主流，許多場景下都有良好的發揮。
展開 隨著UWB技術不斷完善，市場需求增加，室內定位公司迎來春天。UWB定位系統是目前業界精度最高的商用無線定位系統，可實現較高的實時定位精度與定位容量，通常能夠在現實環境中獲取高達10cm~20cm的二維定位精度。世界大范圍內開始了UWB的應用。
定位精度可達厘米級的UWB定位，不會像GPS一樣把你帶到溝里！相比本文要講的UWB定位，GPS定位應該已被大家廣泛熟知，因為我們生活的方方面面都離不開定位、導航！
但是，你們有沒有遇到這種情況：
自駕游時，找停車位給帶去了沼澤地？樹林里又哪來的加油站？最捉急的莫過于找酒店，你讓人睡溝里嗎？……
景色雖美，但不是車主要去的地方，這難道不是GPS的硬傷？
“STOP GPS ERROR.”告別錯誤定位。
不同于GPS，UWB定位主要應用于室內高精度定位，用于在一定空間范圍內獲取人或物的位置信息。
可以說，近幾年，室內定位在零售、餐飲、物流、制造、化工、電力、醫療等行業均展現出了廣闊的市場前景。
在此背景下，藍牙定位、Wi-Fi定位、UWB定位、RFID定位等技術紛紛進入市場，為不同行業的室內定位需求貢獻了諸多行之有效的位置服務 方案。
其中UWB定位（超寬帶）的市場關注度和接受度在最近幾年明顯提高。
UWB定位的應用場景也越來越廣，監獄看守所、綜合性醫院、工廠、機場、停車場等場所對于定位和導航的需求也逐漸增多。
監獄看守所希望能夠借助UWB定位技術來實現監獄犯人智能化監控，例如實時獲取犯人位置信息，越界自動報警，人數只能清點等。
醫院養老院希望對醫療設備進行實時定位，便于需要時快速調用；希望能對老人、特殊病患進行定位監護，防止其發生意外。
高危化工廠需要對人員、設備的位置信息進行定位管理，防止發生安全事故等。
展開 于是，在生產系統中建立一套UWB定位系統，完成生產全程中各個角色的監測是非常必要的。UWB定位系統更能夠解決如下功能：
1. 人員、資產管理
要求UWB定位系統可以實時顯示人員、資產的位置和軌跡，可以查看物資的出入庫記錄，可以設定特殊設備、特定區域的安全預警，可以實現任意區域內人員動態點名、缺勤人員快速定位等等。
2. 工程與質量控制
要求UWB定位系統可以對產品組裝信息進行確認，在線跟蹤產品制造狀態，能快速查找工具以及工具的正確使用記錄，還要求能與PMS或EMS集成提供質量管控功能。
3. 智能巡檢
要求UWB定位系統可以通過后臺直接下發巡檢任務給相關人員，巡檢人員通過手機APP接收后，可查看需要巡檢的物品位置、完成程度、是否漏檢等狀態，實現高效、快速、智能化巡檢。
4. 智能決策
要求UWB定位系統具備人工智能，可以根據終端采集的數據進行智能分析，實現生產流程優化、人員操作流程優化等，并可以根據現存問題作出一些列智能決策。
5. 視頻聯動
要求UWB定位系統可以與主流攝像監控系統匹配，通過在定位區域內安裝相應的攝像頭，實現重點區域視頻聯動、視頻跟隨、報警聯動等，真正做到可視化管理。
6. 電子圍欄
對于特殊行業、特殊廠房、特殊設備，要求系統可以對這些區域設置電子圍欄，一旦區域內出現非操作權限人員，第一時間進行警報，確保生產安全，杜絕安全隱患。
7. 門禁一卡通
要求UWB定位系統終端可以與門禁卡集成，用于門禁考勤，實現自定義考勤時間、區域，記錄統計部門、個人考勤等功能。
8. 大數據分析
要求UWB定位系統可以做到綜合分析人員、資產分布熱圖、資產進出統計、庫存統計、生產供應鏈部件位置分析等。
展開 
uwb定位的最新內容
UWB 定位導航技術已經相當成熟，具有穿透力強、抗多徑效果好、安全性高、定位準確性高等優點。但是，由于它的覆蓋范圍有限、芯片供應商少、系統建設成本偏高等原因，因此在消費市場上難以大規模鋪開。此外，并不是每臺手機都裝有 UWB，這也是限制其發展的因素之一。
綜上所述，融合北斗高精度定位、Wi-Fi、UWB、藍牙定位技術，可提供高中低全場景、室內外全覆蓋、主被動全兼容的定位服務。
文獻[9]提出將UWB定位裝置置于無人機上，借助UWB技術輔助無人機在一些室內環境的定位，定位準確性較高；文獻[10]利用無人機攜帶GNSS/UWB，實現地面高精度精度，定位精度達分米級；文獻[11]基于UWB相對定位精度，提供UWB結合RTK技術的方法，提高了戶外無人機自主飛行的準確性。
AirTag結合了藍牙與UWB精準定位兩項技術，可以利用內置的藍牙低功耗芯片發出信號，被附近“查找”網絡中的蘋果設備偵測到，進而將其坐標信息發送到iCloud被用戶定位到大概位置。
管理效益
通過使用UWB定位技術增加人員安全管控等級，提供強有力安全管控手段，填補有限空間智能管理空白。
1)高風險作業實時管控
有限空間作業為高風險作業，系統可實時監控正在作業有限空間情況，異常情況提醒，有效提高高風險作業的管控力度和實效性。
隨著物聯網的發展，智慧工廠迎來了熱潮，在智慧工廠解決方案中，主要強調的是安全和管理兩方面，基于UWB技術的人員定位系統，能夠在人員安全管理上起到重要作用。
隧道：
在隧道施工現場，通過部署UWB定位系統，將定位標簽集成至員工胸卡、安全帽等穿戴設備內，可以提供的集風險管控、人員管理、實時顯示、應急救援等功能能夠準確定位工人位置，保障工人施工安全、施工質量、施工進度。
博物館、機場、工廠、公園等大眾生活的方方面面都能得到廣泛應用，現在需要UWB定位的領域太多了，并沒有一一舉例。大家也可以發揮想象，把UWB定位的功能發揮到極致！
多智能體協同控制系統采用光學動捕技術（定位精度可達亞毫米級別）或UWB（定位精度5-10cm）定位。并通過WiFi網絡實現多機間的通信，能夠將MATLAB/Simulink開發的無人機編隊仿真算法直接生成代碼下載到無人機中，在室內環境下進行多機分布式編隊算法的驗證。
UWB定位技術作為目前主流的室內定位技術，那么，UWB定位都可以用在什么行業中呢？
一、UWB定位技術實現精確定位原理
云酷科技UWB的定位原理是通過在室內布置4個已知坐標的UWB定位基站，需要定位的人員或者設備攜帶定位標簽，標簽按照一定的頻率發射脈沖，不斷和四個已知位置的基站進行測距，通過TOF算法精確的計算定位標簽的位置。
二、UWB定位技術可用于哪些行業？
通過對比各維度的性能指標，UWB定位技術基本性能雖然優越，但具體到行業應用方案中，還需要進行多項技術優化。 從技術開發到應用，需要專業的技術團隊，在芯片基礎上，進行底層定位數據清洗、定位引擎算法優化、同步技術優化處理等開發研究，最終研發了精度（±10cm）、容量更大、延遲率更低的UWB定位技術。
工廠人員定位系統特色功能：
一、基于UWB定位技術的人員定位
采用UWB定位技術的，對變電站工作人員進行精確定位，實現對作業人員的實時、動態管理，對廠內工作情況實時掌握，從而大幅度提升安全性和管理效率。
