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快速實現(xiàn)精確到 10 厘米的實時定位系統(tǒng)

2512845 2022-11-25 | pdf | 392.37KB | 次下載 | 免費

資料介紹

無線電定位系統(tǒng)已成為幾乎所有類型的移動設(shè)備和相關(guān)應(yīng)用程序中無處不在的功能。在無線電定位方法中，基于超寬帶 (UWB) 射頻通信的實時定位系統(tǒng) (RTLS) 在確?？捎玫奈恢?a target='_blank' class='arckwlink_none'>信息方面發(fā)揮著核心作用，當(dāng)更熟悉的技術(shù)（如 GPS）無法提供覆蓋時。無線電定位系統(tǒng)已成為幾乎所有類型的移動設(shè)備和相關(guān)應(yīng)用程序中無處不在的功能。在無線電定位方法中，基于超寬帶 (UWB) 射頻通信的實時定位系統(tǒng) (RTLS) 在確?？捎玫奈恢眯畔⒎矫姘l(fā)揮著核心作用，當(dāng)更熟悉的技術(shù)（如 GPS）無法提供覆蓋時。隨著對更精確 RTLS 的需求不斷增長，開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)自己陷入了高精度方法的復(fù)雜性之中，例如雙向測距或到達時間差 (TDOA) 定位。隨著對更精確 RTLS 的需求不斷增長，開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)自己陷入了高精度方法的復(fù)雜性之中，例如雙向測距或到達時間差 (TDOA) 定位。Decawave 的集成模塊和軟件為開發(fā)人員提供了更簡單的 RTLS 解決方案，能夠以最小的努力提供更準(zhǔn)確的定位結(jié)果。Decawave 的集成模塊和軟件為開發(fā)人員提供了更簡單的 RTLS 解決方案，能夠以最小的努力提供更準(zhǔn)確的定位結(jié)果。本文回顧了 RTLS 應(yīng)用程序和算法，包括雙向測距和 TDOA，并討論了不同 RTLS 方法中相關(guān)的實現(xiàn)權(quán)衡。然后，本文介紹了 Decawave UWB 收發(fā)器，強調(diào)了使用它進行設(shè)計的具體要求。本文最后討論了 Decawave 軟件架構(gòu)和伴隨的固件開發(fā)，說明了在 Decawave 平臺上開發(fā)用戶應(yīng)用程序的具體技術(shù)。本文回顧了 RTLS 應(yīng)用程序和算法，包括雙向測距和 TDOA，并討論了不同 RTLS 方法中相關(guān)的實現(xiàn)權(quán)衡。然后，本文介紹了 Decawave UWB 收發(fā)器，強調(diào)了使用它進行設(shè)計的具體要求。本文最后討論了 Decawave 軟件架構(gòu)和伴隨的固件開發(fā)，說明了在 Decawave 平臺上開發(fā)用戶應(yīng)用程序的具體技術(shù)。RTLS 系統(tǒng)的作用RTLS 系統(tǒng)的作用精密 RTLS 已成為確定位置或跟蹤辦公大樓、倉庫、制造工廠和裝配線中人員或移動資產(chǎn)的有效方法。在這種方法中，移動對象（標(biāo)簽）使用 IEEE 802.15.4-2011 中針對低速率無線個域網(wǎng) (LR-WPAN) 指定的標(biāo)準(zhǔn)格式和 UWB 技術(shù)與固定位置設(shè)備（錨點）交換信息。通過確定標(biāo)簽和幾個錨點之間的距離，應(yīng)用程序可以確定標(biāo)簽相對于那些已知錨點的相對位置——從而確定標(biāo)簽的絕對位置。精密 RTLS 已成為確定位置或跟蹤辦公大樓、倉庫、制造工廠和裝配線中人員或移動資產(chǎn)的有效方法。在這種方法中，移動對象（標(biāo)簽）使用 IEEE 802.15.4-2011 中針對低速率無線個域網(wǎng) (LR-WPAN) 指定的標(biāo)準(zhǔn)格式和 UWB 技術(shù)與固定位置設(shè)備（錨點）交換信息。通過確定標(biāo)簽和幾個錨點之間的距離，應(yīng)用程序可以確定標(biāo)簽相對于那些已知錨點的相對位置——從而確定標(biāo)簽的絕對位置。實時定位系統(tǒng)方法實時定位系統(tǒng)方法RTLS 應(yīng)用程序使用多種技術(shù)來確定距離。在最簡單的方法中，應(yīng)用程序或標(biāo)簽可以使用大多數(shù)收發(fā)器可用的接收信號強度指示器 (RSSI) 參數(shù)來評估標(biāo)簽相對于發(fā)射錨點的位置。由于影響鏈路預(yù)算的因素很多，這種方法最多只能提供一個粗略的位置估計。相比之下，許多新興的基于 RTLS 的應(yīng)用程序需要確定幾厘米內(nèi)的絕對位置。RTLS 應(yīng)用程序使用多種技術(shù)來確定距離。在最簡單的方法中，應(yīng)用程序或標(biāo)簽可以使用大多數(shù)收發(fā)器可用的接收信號強度指示器 (RSSI) 參數(shù)來評估標(biāo)簽相對于發(fā)射錨點的位置。由于影響鏈路預(yù)算的因素很多，這種方法最多只能提供一個粗略的位置估計。相比之下，許多新興的基于 RTLS 的應(yīng)用程序需要確定幾厘米內(nèi)的絕對位置。高精度 RTLS 使用飛行時間方法，這些方法在很大程度上不受 RF 信號強度變化的顯著變化的影響。在這種方法中，可以通過測量射頻信號從標(biāo)簽傳遞到多個錨點所需的時間來確定標(biāo)簽的位置。使用已知的 RF 信號在空氣中的傳播延遲，RTLS 應(yīng)用程序可以將飛行時間轉(zhuǎn)換為距離。高精度 RTLS 使用飛行時間方法，這些方法在很大程度上不受 RF 信號強度變化的顯著變化的影響。在這種方法中，可以通過測量射頻信號從標(biāo)簽傳遞到多個錨點所需的時間來確定標(biāo)簽的位置。使用已知的 RF 信號在空氣中的傳播延遲，RTLS 應(yīng)用程序可以將飛行時間轉(zhuǎn)換為距離。例如，如果發(fā)現(xiàn)標(biāo)簽與三個錨中的每一個之間的飛行時間完全相同。只有當(dāng)標(biāo)簽與這些錨點等距時，這種情況才會合理發(fā)生。由于應(yīng)用程序知道每個錨點的確切位置，因此它可以確定標(biāo)簽的絕對位置。例如，如果發(fā)現(xiàn)標(biāo)簽與三個錨中的每一個之間的飛行時間完全相同。