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技术课堂丨UWB定位技术精度高不是没有原因的

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技术课堂丨UWB定位技术精度高不是没有原因的

技术课堂丨UWB定位技术精度高不是没有原因的

中海达讯

2016-08-16

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导读：本期我们来更深一步的了解室内定位知识，希望用最朴实简单的语言，能够让大家对UWB定位有更深的理解。本期讲解员

本期我们继续普及室内定位知识，希望用最朴实简单的语言，能够让大家对UWB定位有更深的理解。

本期讲解员：联睿电子颜值担当工程师

张绘军

张绘军长期从事超宽带定位系统研究，室内定位引擎算法开发，申请国家专利两项，发表专业论文一篇。

1.据了解，超宽带比其他无线技术定位精度高，这是什么原因呢？

精度高主要跟它的原理有关系。

超宽带(UWB)定位技术通过发送和接收具有纳秒及其纳秒以下的极窄脉冲传输数据，实现定位。纳秒级的极窄非正弦周期性脉冲保证了信号具有很强的时间分辨率，可以达到厘米级的测距精度和定位精度。同时，UWB的发射功率低，仅在1mW以下，它可以把信号弥散在一个极宽的频带范围内，超宽频带的特性使得UWB系统的距离分辨精度是其他系统的成千上万倍，UWB信号的距离分辨能力可以达到厘米级。

同时，超宽带无线电发射的是持续时间极短的单周期脉冲，占空比极低，多径信号在时间上是可以分离的，因此对多径信号分辨能力非常强，具有较高的稳定性。

顺便说一下，UWB定位技术是利用脉冲无线电进行测距和测向的。无线电波在传输过程中会受到诸多因素如多路径效应和NLOS的影响。此外定位区域的定位精度还会受到UWB传感器的布设方式和穿透性等因素的影响。

2. 您刚才说到布设的方式对精度会有影响，那么，基站覆盖半径以及区域布设有哪些原则？

单基站覆盖半径为35~150米，具体根据定位环境的不同实际覆盖半径有所不同。在一般的室内办公环境中，5个基站组成的定位单元可以覆盖1000平方米的面积，在大型空旷区域，可以使用我们的增强型基站，覆盖半径达到80米单元定位面积足足达到6000平方米的面。U-Loc定位基站可以自动选取较好的拓扑结构，进行计算。

说明：

▲ 通常建议(a)布局，在考虑实际定位环境和布线等情况时，亦可采用(b)布局，采用（b）布局时，黑色基站应位于长边上；

▲ 当采用矩形结构布设时，通常长宽比不应大于4，比值在小于2.5时可认为是理想拓扑；

▲ 对于走廊等狭长区域，可具体结合客户对定位精度的需求，适当增加长宽比，来减少基站。

3. 您刚才提到，人体会对UWB的信号有所影响，那么 U-Loc定位系统的穿透性能如何，对此有无对策？

这个问题大可不必担心。

UWB信号具有较强的穿透能力，对室内普通的木质、塑料、玻璃、瓷质材料等有极强的穿透性，但是对材料复杂的混凝土墙壁穿透性稍弱（跟墙体材料、墙体厚度和介电常数有关），信号穿透后会有一定的衰减。

目前的解决办法是使用增强型的标签来应对混凝土墙的穿透性问题。针对复杂环境下的定位，可以通过改变基站布设拓扑关系、增加基站等手段改善定位精度。走廊等狭长定位区域的定位精度要低于普通的定位区域。

4. 目前U-Loc室内厘米级实时定位系统，都具有什么功能呢？

功能上每种解决方案，还具有不同的独到的功能，我跟您讲讲基础功能吧。

U-Loc室内定位系统的主要功能如下:

多模式定位：支持多种模式，包括0维（粗略模式），1维（流水线/走廊配置），2维（精确平面定位）和2.5维（精确平面定位加上楼层区域信息）。

精准定位：采用先进的IR-UWB定位技术，在室内可达到10cm-15cm的定位精度。

实时定位：0.1Hz-100Hz可调的刷新速率，确保位置实时更新。

全局显示：可在后台电子地图中全局化显示和查询区域内所有目标的位置。

轨迹显示：记录待定位人员的运动轨迹，显示不同的颜色，便于人员分类管理。

分类跟踪：对于不同目标，可配置不同等级的标签以作区别，达到更大限度的定位需求，使后台管理更加便利、完善。

历史数据查询：可回放查询历史时刻或时间段目标的位置、轨迹、停留时间等信息。

安全区域报警：后台可划分定位区域内安全区电子围栏、警报区和禁区电子围栏等不同级别和类型的区域，目标一旦进入便触发相应级别的报警。

终端多样化：管理人员可通过手机端APP、平板电脑APP、后台APP进行实时移动查询。

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