基于UWB超宽带定位技术的项目案例分析
基于超宽带_UWB_技术的无线定位系统的研究概要
基于超宽带(U WB技术的无线定位系统的研究3陈学卿133高凡2马伟朕31,3桂林电子科技大学信息与通信学院,广西桂林5410042桂林航天工业高等专科学校电子工程系,广西桂林541004摘要文章介绍了超宽带定位技术的特点和优点,研究了超宽带无线用于室内定位的定位方式,并对现有的超宽带室内无线定位网络协议进行了分析,最后阐述了超宽带室内定位系统的主要问题和发展方向。
关键词超宽带;信号强度分析法;到达角度定位;到达时间定位;到达时间差定位;协议中图分类号:TN925193文献标志码:A文章编号:1009—1033(200804—0015—02除了全球定位系统(GPS:G lobal Positioning System在室外环境的定位应用外,人们对室内定位、短距离测距等应用不甚了解。
未来无线定位技术的趋势是通过室内定位与室外定位相结合,实现无缝的、精确的定位。
现有的网络技术还不能完全满足这个要求,而由于超宽带(UWB:Ul2 tra Wide—Band技术具有功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位等优点,基于UWB的定位技术在众多无线定位技术中脱颖而出,成为未来无线定位技术的研究热点[1]。
1超宽带定位技术超宽带(UW B技术是一种全新的、与传统通信技术有着极大差异的通信新技术。
它不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,从而具有GHz量级的带宽。
美国FCC对超宽带定义为,任何-10dB相对带宽大于0.2或者绝对带宽大于500MHz的信号都是超宽带信号。
表达式如下[2]:f H-f Lf C>20%(或者总带宽大于500M Hz式中,f H,f L分别为功率较峰值功率下降10dB时所对应的高端频率和低端频率;f C为载波频率或中心频率。
常用的无线定位技术[3]包括红外线、超声波、射频信号等,但都不适合室内定位。
红外线只适合短距离传播,而且容易被荧光灯或者房间内的灯光干扰,在精确定位上有局限性;超声波受多径效应和非视距传播影响很大,不能用于室内环境;而射频信号普遍用在室外定位系统中,应用于室内定位存在局限。
uwb的定位原理与应用
UWB的定位原理与应用1. UWB技术概述UWB(Ultra-wideband)是一种无线通信技术,其特点是传输频带宽度非常大,可以覆盖从几百兆赫兹到几十吉赫兹的频段。
UWB技术由于其高精度、低功耗、高抗干扰性等特点,在室内定位、物品追踪、智能交通等领域应用广泛。
2. UWB定位原理UWB定位主要通过测量信号的到达时间、到达角度与多径传播等参数来确定目标物体的位置。
其基本原理如下:•传输:发送方通过将数据信号通过超宽带脉冲进行调制,将信号以非常窄、非常短的脉冲形式发送出去。
•接收:接收方接收到发送方的信号,并通过时间差测量等方法分析信号,获取到达时间、到达角度等信息。
•多路径衰减:由于UWB信号在传播过程中会遇到反射、衍射等现象,因此会形成多条传播路径。
通过对多路径信号进行分解和处理,可以实现对目标物体的精确定位。
3. UWB定位方法UWB定位可以通过多种方法实现,以下是常见的几种方法:3.1. TOA(Time of Arrival)TOA方法是通过测量信号从发送器到接收器的时间来确定目标物体的位置。
具体步骤如下:1.发送端发送校准信号。
2.接收端接收到校准信号,并记录接收时间。
3.计算校准信号的传播时间差。
4.根据传播时间差及速度,计算目标物体的位置。
3.2. TDOA(Time Difference of Arrival)TDOA方法是通过测量信号到达不同接收器的时间差来确定目标物体的位置。
具体步骤如下:1.发送端发送校准信号。
2.不同接收器接收到校准信号,并记录接收时间。
3.计算每个接收器之间的时间差。
4.根据时间差及速度,计算目标物体的位置。
3.3. AOA(Angle of Arrival)AOA方法是通过测量信号到达接收器的角度来确定目标物体的位置。
具体步骤如下:1.发送端发送校准信号。
2.接收器接收到校准信号,并记录接收到信号的角度。
3.根据接收到信号的角度及发送器与接收器之间的距离,计算目标物体的位置。
《基于UWB的移动定位算法研究》范文
《基于UWB的移动定位算法研究》篇一一、引言随着科技的不断发展,移动定位技术已经成为众多领域中不可或缺的一部分。
其中,超宽带(UWB)技术因其高精度、低功耗等优点,在移动定位领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究基于UWB的移动定位算法,以提高定位精度和稳定性,为相关领域的应用提供理论依据和技术支持。
二、UWB技术概述UWB(Ultra-Wideband)技术是一种无线通信技术,其工作原理是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲进行通信。
由于UWB信号具有较高的时间分辨率和较宽的频带,使得其在移动定位领域具有很高的精度和稳定性。
UWB技术主要应用于室内定位、车辆跟踪、无人机控制等领域。
三、移动定位算法研究1. 算法原理基于UWB的移动定位算法主要通过测量不同基站与移动设备之间的距离,结合信号传播时间和衰减等参数,通过一系列算法处理,实现对移动设备的精确位置估计。
常用的算法包括到达时间(TOA)、到达时间差(TDOA)、信号强度(RSSI)等。
2. 常见算法分析(1)TOA算法:通过测量信号从基站到移动设备的传播时间,结合已知的信号传播速度,计算距离。
通过多个基站的测量数据,可以实现对移动设备的二维或三维定位。
TOA算法具有较高的定位精度,但需要同步基站和移动设备的时间。
(2)TDOA算法:通过比较同一信号在不同基站到达时间的差异,结合信号传播速度和时间差,计算距离。
与TOA算法相比,TDOA算法不需要同步基站和移动设备的时间,但需要多个基站同时接收到信号。
(3)RSSI算法:通过测量信号在不同环境下的衰减程度,结合已知的信号传播模型,估算距离。
RSSI算法实现简单,但受环境因素影响较大,定位精度相对较低。
四、基于UWB的移动定位算法优化为了提高基于UWB的移动定位精度和稳定性,本文提出了一种基于多因素融合的移动定位算法。
该算法综合考虑了TOA、TDOA和RSSI等多种算法的优点,通过多因素融合的方式提高定位精度和稳定性。
基于UWB的室内定位系统设计与实现共3篇
基于UWB的室内定位系统设计与实现共3篇基于UWB的室内定位系统设计与实现1概述室内定位系统是近年来研究和发展的热门领域之一。
随着智能手机、物联网以及智能家居等技术的迅速发展,室内定位解决方案已经成为实现室内导航、路径规划、资源管理、物品定位等应用的重要技术手段。
在这篇文章中,我们将讨论基于超宽带(UWB)技术的室内定位系统的设计和实现。
超宽带(UWB)技术简介超宽带(UWB)是一种无线通信技术,以其高速数据传输、低功耗、准确定位、强抗干扰等优点在室内定位方面得到广泛应用。
UWB技术的主要特点是它在超宽的频率范围内发送短脉冲信号。
根据这些脉冲信号的传播时间和到达位置,可以计算出接收器到发射器之间的距离。
利用多个发送器和接收器,就可以在室内快速准确地计算出移动物体的位置。
UWB室内定位系统设计UWB室内定位系统的主要设计包括传感器、接收器、算法和通信。
传感器用于检测物体的位置和移动信息,接收器接收传感器发送的信号,并利用算法计算物体的位置并输出。
通信模块用于向外传输数据和控制信号。
为了实现高精度的室内定位,需要设计合适的算法和动态定位算法,同时需要开发强大的软件和固件。
UWB室内定位系统实现UWB室内定位系统的实现需要以下步骤:1.硬件设计和制造硬件设计和制造是UWB室内定位系统实现的第一步。
需要想好传感器和接收器的数量和位置关系,确定射频模块、微控制器、通信模块等硬件的选型,并根据实际需求制造。
同时需要根据传感器和接收器的相关参数进行计算,诸如耦合效应、信噪比、定时误差等等。
2.软件设计和实现软件设计和实现是UWB室内定位系统实现的核心部分,它主要针对UWB 室内定位算法和动态定位算法等进行开发。
常常需要考虑到实时性和实时数据处理,因此需要使用高效可靠的算法和数据结构来优化计算速度和数据精度。
3.系统测试和调整系统测试和调整是UWB室内定位系统实现的最后一步。
需要对系统进行全面的测试,包括硬件、软件、通信等部分。
基于UWB和IMU的复杂室内环境下定位研究
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基于UWB超宽带定位技术的项目案例分析
基于UWB超宽带定位技术的项目案例分析当前室内定位领域的主流技术包括WIFI、ZigBee、蓝牙等,但定位精度都还不能满足物联网领域的需求。
UWB超宽带定位技术是一种无载波通信技术,采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信。
其精度能达到厘米级别完全满足消费或工业物联网的定位精度和广域需求,具有较高的技术壁垒。
EHIGH在多年来对技术高点的不懈追求和创新,已在各行业中积累了大量基于UWB超宽带定位技术的应用案例,如汽车的总装生产、变电站施工管理、智慧养老院人员定位、智慧隧道/管廊人员定位、化工厂人员定位、展厅人员定位导航等具有代表性的行业应用。
变电站人员定位项目介绍:我国是世界上水电站规模最大的国家,始终把安全作为第一责任、第一工作,全面推动安全管理工作的标准化和规范化。
电力能源行业的管理具有极高安全要求。
在电力建设施工现场、运营中的电厂等区域署基于UWB超宽带定位(超宽带技术)的精确定位系统,实现对施工人员(定位标签安装在安全帽上)、电厂员工(佩戴工牌型定位标签)和重要物资(携带物资型定位标签),实现对人员和物资的精确位置监测,保证人员、物资的安全,详细记录各个时间段人员的位置和工作内容,实现信息化、数据化、智能化、精细化的管理。
恒高与中国核工业二四建设有限公司-福清项目部合作的“核建施工现场人员安全管理监控系统”项目中,采用定位精度10cm级的UWB超宽带定位技术,来保证人员高精度精确定位。
基于近60000平方米的超大范围施工工地,部署实施中采用了90余台室外工业型通信定位基站,2500多张三防型定位安全帽标签,以及对应的定位引擎和终端应用软件。
提供了一套集人员管理、实时显示、应急救援等功能的智慧监管系统。
监狱人员定位项目介绍:该监狱人员定位项目使用UWB超宽带定位技术,采取为犯人与狱警佩戴标签卡的形式,能够实时获取人员精确位置,精度最高可到10cm,同时具有电子围栏和视频联动功能,在关键出入口及周界布置禁入边界,在押人员靠近或非法进入即主动告警,降低监管执法的风险。
《基于UWB定位系统的设计及时延算法的研究》范文
《基于UWB定位系统的设计及时延算法的研究》篇一一、引言随着科技的不断进步,定位技术已成为众多领域的重要应用之一。
超宽带(UWB)定位系统因其高精度、低功耗等优点,在室内定位领域得到了广泛的应用。
本文将针对基于UWB定位系统的设计及其时延算法进行研究,以提高定位精度和系统性能。
二、UWB定位系统设计1. 系统架构UWB定位系统主要由标签(Tag)、锚点(Anchor)和数据处理中心三部分组成。
标签用于标识目标位置,锚点负责提供参考坐标信息,数据处理中心则负责计算并输出目标的位置信息。
2. 信号传输与接收UWB信号具有较高的时间分辨率和抗干扰能力,使得其在室内环境中具有较好的传输性能。
系统通过多个锚点与标签之间的信号传输与接收,实现目标的定位。
三、时延算法研究1. 时延估计时延估计是UWB定位系统的关键技术之一。
通过测量信号在标签与锚点之间的传播时间,可以计算出目标与各锚点之间的距离。
常用的时延估计方法包括匹配滤波法、相关法等。
2. 多径效应处理室内环境中,多径效应会对UWB信号的传播造成干扰,影响定位精度。
为解决这一问题,可采用多径抑制算法,如基于卡尔曼滤波的时延估计方法等,以提高时延估计的准确性。
3. 融合算法为进一步提高定位精度,可将时延算法与其他定位技术(如惯性传感器、WiFi等)进行融合。
通过多源信息融合算法,实现对目标位置的更精确估计。
四、实验与分析为验证所研究时延算法的有效性,我们进行了大量实验。
实验结果表明,采用本文所提时延算法的UWB定位系统,在室内环境下具有较高的定位精度和稳定性。
与传统的时延估计方法相比,本文所提算法在多径效应干扰下表现出更好的性能。
同时,通过与其他定位技术的融合,进一步提高了系统的综合性能。
五、结论本文针对基于UWB定位系统的设计及时延算法进行了研究。
通过分析UWB定位系统的设计原理和时延估计方法,提出了一种具有较高精度和稳定性的时延算法。
实验结果表明,该算法在室内环境下具有较好的性能表现,可有效提高UWB定位系统的精度和稳定性。
室内定位UWB测距实验报告
室内定位UWB测距实验报告
实验题目:UWB测距室内定位实验报告
摘要:本实验采用UWB(Ultra Wideband,超宽带)技术进行室内定位测距,通过探究UWB测距系统的原理和性能,对UWB测距室内定位的实际应用具有重要的意义。
实验结果表明,UWB测距室内定位具有较高的定位精度和可靠性,可以满足室内定位需求。
关键词:UWB测距、室内定位、定位精度、可靠性
引言:室内定位技术是指在室内环境下,使用无线通信或其他技术手段进行定位。
随着无线通信和传感技术的发展,室内定位技术逐渐成为人们关注的焦点。
UWB技术是一种新兴的室内定位技术,其特点是带宽大、抗干扰能力强、定位精度高等。
实验目的:通过实验探究UWB测距室内定位系统的原理和性能,验证UWB技术在室内定位中的应用价值。
实验器材和方法:
2.实验方法:
(2)校准UWB测距设备,设置参考点坐标。
(4)记录实验数据,进行分析和处理。
结论:UWB测距室内定位系统具有较高的定位精度和可靠性,能够满足室内定位需求。
该实验结果验证了UWB技术在室内定位中的应用价值。
未来,可以将UWB技术应用于室内导航、物品追踪等领域,进一步提高室内定位的精度和可靠性。
基于UWB的室内定位系统设计与实现
基于UWB的室内定位系统设计与实现在日常生活中,我们经常会遇到一些需要室内定位的场景,比如商场导航、医院指引、办公室定位等,而传统的GPS定位并不能在室内起到很好的效果。
基于UWB技术的室内定位系统则可以很好地解决这个问题。
一、UWB技术简介UWB(Ultra Wideband),即超宽带技术,是指信号的带宽很宽,通常在数百兆赫至数个吉赫范围内,频带占有率极低的一种无线通信技术。
UWB技术的优势在于高精度、高安全性、高抗干扰能力、室内外兼容性等。
因此,它适用于距离近、复杂场景、高精度、高可靠性等应用场景的无线通信。
二、基于UWB的室内定位系统原理基于UWB的室内定位系统通常由节点、接收器和定位引擎三个部分组成。
先来看看节点。
室内定位系统依靠一系列的节点实现定位。
这些节点分布在室内,节点之间形成网格的结构。
每个节点都具备定位能力,能够通过不断地和其它节点进行通信,获取自己和其它节点的位置信息。
接下来是接收器。
接收器位于使用者的手持设备上,通过一定的方式接收到节点发出的信号,并将其传递给定位引擎。
最后是定位引擎。
定位引擎的作用是通过接收到的信号,计算出使用者的准确位置。
这其中往往会涉及到一些算法的应用。
三、基于UWB的室内定位系统设计与实现基于UWB的室内定位系统的设计与实现,需要从以下几个方面进行。
首先是节点的选择。
选用最优的节点,可以有效地提高室内定位的精度。
考虑到节点的成本和可靠性,我们可以选择低成本、低功耗、小型化的UWB射频芯片来作为节点。
其次是接收器的设计。
接收器需要具备读取芯片数据、将数据发送至服务器等功能,需要考虑串口通信、蓝牙通信等。
在硬件上,我们可以将处理器、存储器、电源等功能模块封装在一块板子上,采用模块化设计。
最后是定位引擎的实现。
定位引擎的实现需要依靠优秀的算法来完成。
其中最常用的算法为最小二乘法(LS)。
此外,粒子滤波(PF)算法、卡尔曼滤波(KF)算法等也有不错的定位效果。
《2024年基于UWB定位系统的设计及时延算法的研究》范文
《基于UWB定位系统的设计及时延算法的研究》篇一一、引言随着科技的不断发展,定位技术已经成为了许多领域中不可或缺的一部分。
其中,超宽带(UWB)定位系统因其高精度、低功耗等优点,在室内定位、人员跟踪等领域中得到了广泛应用。
本文旨在探讨基于UWB定位系统的设计以及时延算法的研究,以提高定位精度和系统性能。
二、UWB定位系统设计1. 系统架构UWB定位系统主要由标签(Tag)、锚点(Anchor)和上位机(Host)三部分组成。
标签用于携带信息,锚点用于接收标签信号并计算位置信息,上位机则负责处理锚点发送的数据并展示位置信息。
2. 信号传输与处理UWB信号具有较高的时间分辨率和抗干扰能力,能够提供准确的距离和角度信息。
在UWB定位系统中,标签通过发射UWB信号与锚点进行通信。
锚点接收到信号后,通过计算信号传播时间、相位差等信息,得出标签的位置信息。
三、时延算法研究1. 时延对定位精度的影响时延是影响UWB定位精度的重要因素之一。
时延过长会导致标签的位置计算出现偏差,从而影响定位精度。
因此,研究有效的时延算法对于提高UWB定位系统的性能具有重要意义。
2. 时延算法分类与比较目前,针对UWB定位系统的时延算法主要包括基于统计的算法、基于滤波的算法和基于机器学习的算法等。
其中,基于统计的算法简单易实现,但精度较低;基于滤波的算法能够在一定程度上提高精度,但计算复杂度较高;基于机器学习的算法则能够通过学习历史数据来优化时延估计,提高定位精度。
3. 时延估计算法研究针对时延估计算法的研究,本文提出了一种基于卡尔曼滤波的时延估计算法。
该算法通过引入卡尔曼滤波器对UWB信号的传播时间进行估计和修正,从而降低时延对定位精度的影响。
实验结果表明,该算法能够有效地提高UWB定位系统的性能和稳定性。
四、实验结果与分析1. 实验设置为验证本文所提出的基于卡尔曼滤波的时延估计算法的有效性,我们设计了一系列实验。
实验中,我们使用UWB模块搭建了室内定位系统,并采用本文所提出的算法进行时延估计和位置计算。
论超宽带(UWB)技术在地铁列车定位中的研究
论超宽带( UWB)技术在地铁列车定位中的研究摘要:列车定位在轨道交通领域不可或缺,占据主要地位,对列车定位技术的研究也成为各专家学者不断探索和向前推进的课题之一。
目前普遍采用的列车位置检测(定位)方式主要有轨道电路、计轴器、GPS卫星定位法、BDS北斗卫星导航系统、高频射频识别(RFID)技术以及多普勒雷达等。
本文结合目前轨道列车定位技术方面的研究成果和应用实践,分析国内列车主要采用的定位系统并对其利弊进行全面分析,提出一套利用UWB技术在轨道交通地铁列车中实现精确定位的系统,具有一定实践意义。
关键词:UWB、精确定位、地铁列车Abstract: Train positioning is indispensable in the field of rail transit and occupies a major position. The research on train positioning technology has also become one of the topics that experts and scholars constantly explore and move forward. The main methods of train position detection (positioning) commonly used at present are track circuit, axle meter, GPS satellite positioning method, BDS Beidou satellite navigation system, high frequency radio frequency identification (RFID) technology and Doppler radar. Combined with the research results and application practice of the current rail train positioning technology, this paper analyzes the main domestic train positioning system and makes a comprehensive analysis of its advantages and disadvantages, and puts forward a set of UWB technology to achieve accurate positioning subway train to achieve accurate positioning system, which has certain practical significance.Key word: UWB、accurate positioning、Subway train列车定位是列控系统中关键一环,精确的列车定位不仅可以提高列车运行的安全性,缩短列车追踪间隔,同时也能优化车辆调度、提高行车作业效率,是生产、运输等领域不断追求改进和提高的重点环节。
浩如科技UWB项目案例
浩如科技UWB项目案例近日千方科技在回答投资者提问时表示,元宇宙场景来说,超宽带(UWB)高精度定位技术必将成为推动元宇宙发展的催化剂之一,将开启一个新时代。
元宇宙话题已经席卷全球,它是指在传统网络空间基础上,伴随多种数字技术成熟度的提升,构建形成的既映射于、又独立于现实世界的虚拟世界。
在此理论上,超宽带(UWB)高精度定位技术必将成为推动元宇宙发展的催化剂之一。
苹果2021年4月公布Airtag,搭载U1芯片,支持UWB和精确查找功能。
早在2019年11月,苹果便在iPhone11中搭载了支持UWB的U1芯片,苹果对UWB的第一个用途是提供定位数据,定位支持增强现实(AR)、虚拟现实(VR)、游戏等领域的许多应用。
UWB是一种无线载波通信技术,凭借10-15cm级别的定位精度优势,逐渐在定位和指向等应用场景发挥潜力。
据FiRa联盟,UWB技术有望在无缝访问控制、基于位置的服务及设备到设备服务三大方向成为关键技术,可应用于智能家居、智慧城市、智慧零售、智慧建筑、智能工业等领域,典型应用案例如个人设备连接、AR游戏、车辆数字钥匙、患者跟踪、无人机控制交付等。
业内人士指出,XR,即VR,AR,MR,是通向元宇宙的一个物理入口,UWB一个诱人的前景是,它将成为混合现实的推动者,可帮助设备弥合物理世界与数字世界之间的鸿沟。
借助UWB,用户很快就可以探索真实空间的“数字孪生”,远程预览办公室、商店或家中的真实对象,然后在到达时快速找到它们。
元宇宙概述1、从Facebook到Meta,社交龙头全面转向元宇宙:Facebook诞生于2004年2月,是全球用户规模最高的社交平台,旗下拥有Instagram、WhatsApp等多个社交产品,截至3Q21,Facebook旗下产品去重月活总数为35.8亿,占全球48.0亿互联网用户的74.6%。
2014年起公司通过收购VR设备公司开始布局元宇宙。
2021年,公司正式转型为元宇宙公司,改名Meta,聚焦元宇宙生态构建,开启全新的发展阶段。
基于UWB的RTK无人机精准定位技术分析
2019.08科学技术创新-37-基于UWB的RTK无人机精准定位技术分析肖祖才周宗国梁均史卫国李大文(贵州电网有限责任公司安顺供电局,贵州安顺561000)摘要:本文基于超宽带技术(UWB)介绍了RTK的精准定位,以及RTK技术在无人机上的应用。
着重介绍了RTK技术的基本原理,RTK技术的特点,以及在无人机上的系统框架。
就无人机在电力行业的应用做了一定的探讨,对于无人机输电线路巡检有一定的帮助。
关键词:UWB;RTK;精准定位中图分类号:V279,TN925文献标识码:A文章编号:2096-4390(2019)08-0037-02工业级无人机主要应用在电力巡线、农林植保、消防、警用、海洋巡视等领域。
当前全球工业无人机行业正处于行业成长期,就全球整体而言,相较于消费级无人机,工业级无人机的发展速度相对较慢,但依然处在一个较高的增长阶段。
2013年市场规模20亿美元,2014年27亿美元(35%),2015年36亿美元(33%),2020年259亿美元(年均42%),成为刺激各国经济发展的一个重要产业。
早年,无人机在我国的应用并不广泛,主要运用在军事方面,例如灾害救援、无人区的地质勘探等方面,在民用方面,则很少运用无人机。
而随着科技的发展与进步,无人机的制造成本降低,技术手段的不断创新,我国工业无人机(旋翼机)的市场规模扩张迅速。
据统计,截止2016年,我国我国工业无人机行业市场规模达到26.1亿元,与2010年相比,增长率高达60%o到2022年,行业规模将达到527亿元,平均增速将在65%左右。
1超宽带技术(UWB)超宽带(Ultra Wideband,UWB)技术是正在大量研究的一种新兴无线通讯技术。
它具有高数据率,低功耗,低费用的特点。
但由于其占用带宽极宽,在与其他通信系统进行共享时,对兼容性又是一大挑战。
超宽带技术其实在几十年前就已经出现,其最早称为脉冲通信技术,又称脉冲无线电技术,其工作原理与目前常用的通信技术不同,它是上升沿和下降沿都很陡的基带脉冲直接通信,故又叫基带传输或无载波传输。
基于UWB技术实现的无线定位系统研究
基于UWB技术实现的无线定位系统研究无线定位技术是当今信息技术应用领域中的一个热门话题,基于UWB技术的无线定位系统具有定位精度高、对硬件要求低的特点,被广泛应用于室内定位、物流管理、车辆监控等领域。
本文将介绍基于UWB技术实现的无线定位系统的研究现状、原理及应用情况。
一、UWB技术概述UWB技术是指超宽带技术,是一种以宽波形或脉冲为基本信号的调制技术,该技术在短距通信中具有独特的技术优势。
相对于其他定位技术,UWB技术具有高精度、抗干扰性强等特点,其高信噪比和低功耗也使得UWB技术在无线定位系统中具有广泛应用前景。
二、UWB技术的原理UWB技术的定位原理是通过测量物体在不同位置上的接收信号时间差来确定物体的位置。
基于UWB技术的无线定位系统大致分为两类,一类是采用TOA(Time-of-Arrival)定位方法,即通过测量无线信号的到达时间来确定物体的位置。
另一类是采用TDOA(Time-Difference-of-Arrival)定位方法,即通过测量物体接收到的信号到达不同接收器时的时间差来确定物体在空间坐标系中的位置。
三、基于UWB技术的无线定位系统研究现状目前,国内外对基于UWB技术实现的无线定位系统的研究较为活跃,多数研究者致力于改进其定位精度、提升其抗干扰能力和能耗控制等方面。
在硬件设计上,研究者们大都采用超宽带信号发射器、接收器和信号处理电路等技术,从而实现高精度的无线定位系统。
在此基础上,很多研究者利用卡尔曼滤波、粒子滤波等算法对接收到的信号进行处理,进一步提高无线定位系统的定位精度。
四、基于UWB技术的无线定位系统的应用情况基于UWB技术的无线定位系统具有精度高的优势,因此在室内定位、物流管理、车辆监控等领域得到广泛应用。
在室内定位中,UWB技术可以用于定位人员和物资,为人员排布和物资布局提供更为精确的参考。
在物流管理中,UWB技术可以实现对物流过程的实时追踪和监控,提高物流配送的效率和安全性。
基于UWB技术的室内定位技术研究
基于UWB技术的室内定位技术研究摘要:随着物联网和人工智能的迅速发展,室内定位技术变得越来越受到重视。
近年来,在室内定位技术中,基于UWB(超宽带)技术的方法成为了研究热点。
UWB技术具有高精度、高可靠性、抗干扰性强、功耗低等优点,在室内定位、车辆导航等领域有着广泛的应用。
本文将介绍UWB技术的原理、室内定位方案、定位算法以及UWB技术在室内定位研究中的应用。
一、UWB技术的原理UWB是指超宽带技术,它的原理是在一个极短的时段内,通过低功率电磁脉冲来传输数据,其频率范围大于500MHz,带宽大于20%。
UWB技术的传输特点是脉冲信号非常短,只有几百个皮秒,因此具有极强的穿透力和抗干扰能力。
二、基于UWB技术的室内定位方案在室内定位中,UWB技术的信号会受到多径效应和衰减影响,但是在室内短程距离传输时,这种影响非常小,因此可以采用UWB技术进行室内定位。
下面是一种基于UWB技术的室内定位方案:1. 建立UWB信号基站在室内定位中,先要建立UWB信号基站。
基站可以采用固定的方式安装在室内,也可以移动式部署。
2. 安装UWB标签在需要进行室内定位的人员或物品上安装UWB标签,标签的位置信息可以通过UWB信号基站进行采集和传输。
标签可以采用主动式标签或被动式标签。
3. 采集UWB信号当UWB标签和基站建立了连接之后,基站可以采集UWB信号,并将信号传输到服务器进行处理。
4. 建立室内地图在建立室内地图时,可以采用SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)技术建立室内地图,也可以通过测量UWB信号到达时的距离和角度信息建立室内地图。
5. 进行室内定位当UWB信号传输到服务器之后,可以通过算法计算UWB信号到达的距离和角度信息,并根据室内地图进行定位。
三、UWB技术在室内定位研究中的应用1. 超市导航系统在超市中,采用UWB技术进行室内定位可以帮助顾客快速找到所需要的商品,大大提高购物效率。
基于超宽带技术(UWB)的室内定位系统
基于超宽带技术的室内定位系统近年来,随着近距离无线电技术的高速发展和无线局域网技术的进步,使得室内定位技术突飞猛进。
在开阔的室外环境中,全球定位系统 GPS 提供了非常精确的定位信息,与此同时,人们对室内定位信息的需求也与日俱增,机场、展厅、写字楼、仓库、地下停车场、监狱、军事训练基地等都需要使用准确的室内定位信息,对可用空间和库存物资实现高效的管理。
超宽带技术作为近年来新兴发展起来的一种无线电技术,因其特有的性能,能够提供精确的室内位置信息,非常适用于室内定位系统的应用。
美国、加拿大、日本等发达国家近年投入了大量的人力、物力对相关技术和产品进行研究和开发。
我国正处于信息产业发展的关键时期,应该抓住机遇,争取在室内定位系统这个有着极大现实意义和广阔应用前景的领域有所突破。
1 室内定位系统典型的室内定位系统大致包括标识、接收机、控制中心等主要部分。
标识带有发射电路,附在需要定位的个人或物体上,配置惟一的标识码,发射信号给接收机。
接收机安装在建筑物的四周或天花板上,多个接收机相互连接,组成网络。
控制中心处理各个接收机得到的数据,通过信号处理、数据融合对标识进行定位,其跟踪系统可以利用标识不同时刻传回的定位信息绘制运动轨迹,推测其未来的运动趋势,还可根据标识所在的区域,查询已知的资源分布图,帮助用户找到所需的设备。
目前,有多种无线技术可以进行室内定位,包括室内GPS、RFID、IR、WLAN、Bluetooth 以及 UWB,它们都是利用定位网络,通过接收到的信号参数,根据特定的算法对个人或者物体在某一时刻所处的位置进行测量。
在应用精度上大致可以分为两类,一类是目标发现(Finding Applications),它不需要获得非常精确的位置坐标或者物体的特性,仅需要知道被定位目标的有无或者所在的区域;另一类是“智能空间”应用(Smart Space),它可以提供非常高的定位精度并能实时监控。
本文将从现有的室内定位算法和技术两方面进行介绍。
uwb技术的应用实例
uwb技术的应用实例
UWB技术的应用实例
一、无线网络
①室内室外无线定位
UWB技术是一种高精度、低功耗的无线定位技术,可以用于室内、室外的无线定位,精度可以达到米以下,这一技术通过在空间分布UWB发射器,不断发出信号,然后利用接收机来探测、定位器来测量,通过两点之间的时间差来计算距离,从而实现定位功能。
这种技术可用于手机的室内定位,包括商场中拿着手机就可以指示出自己所在的位置,还有大型工厂、仓库等室内的定位,可以用于工人、工具、物料的自动定位,也可用于车辆或其他设备的室外定位。
②无线网络
UWB是一种无线网络技术,可以在低功耗下实现高速数据传输,可以大大提高无线网络的性能。
它通过超宽带的脉冲信号,实现高速数据传输,与传统的无线网络相比,能够在范围内实现更高的通信率,可以满足物联网、安全监控、遥控操作等需求。
二、安全监控
UWB技术可以用于安全监控,可以实时监控行人的动态,室内的入侵报警,车辆的实时定位,还可以用于水面、船只的定位定向,从而提高船舶的安全性。
UWB信号的高稳定性,很好地反映了物体的位置,从而可以及时发现安全隐患以及进行安全预警。
三、智能家居
UWB技术可以应用于智能家居,可以将智能家居的系统与室内定位系统连接起来,从而实现更精准的智能家居控制和节能监测,可以用于设备的自动定位,提供智慧家居的安全定位服务,从而及时发现家居设备的异常。
四、智能交通
UWB技术可以应用于智能交通,例如可以用于智能车辆定位相关的应用,如自动导航、车辆实时定位、实时跟踪等,可以让车辆在没有基站的情况下进行定位,从而改善道路管理和交通安全。
UWB精准定位技术案例
UWB精准定位技术案例UWB(即UltraWideBand,超宽带)是一种无载波通信技术,利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,是无线电领域的一次革命性进展技术,将成为未来短距离无线通信的主流技术。
该技术早期被应用在近距离高速数据传输,近年来国外开始利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近距离精确室内定位。
U-Loc 是由国内定位技术领军企业联睿电子研发的厘米级实时定位系统,具有0维、1维、2维、2.5维、3维等多种定位模式,可以应用于石化、电力、隧道等GPS、北斗信号弱存在高危生产安全的应用场景下,已经在许多企业得到了有效应用。
U-Loc厘米级实时定位系统具有传输速率高、抗多径干扰能力强、功耗低、成本低、穿透能力强、低截获概率、定位精度高、与现有其他无线通信系统共享频谱等特点。
在石化行业已经形成了完整的解决方案并得到了有效应用。
石化行业是一个高危行业,对安全生产管理的要求极高,通过人工的方式进行安全生产管理往往会存在一定的主观性,与管理人员和工作人员的责任心等有很大关系,稍有疏忽往往会造成社会影响极为恶劣的安全生产事故。
因此,在石化行业如何通过现有的先进信息化手段实现安全生产的自动化、规范化管理,变主管管理为客观管理就显得尤为重要。
联睿U-Loc厘米级实时定位系统为石化行业解决方案的主要功括:石化安全巡检系统,石化安全人员管理系统,石化工作人员自动化考勤系统。
其中石化安全巡检系统可以在一般巡检系统的基础上实现计划巡检路线、项目与实际巡检路线、项目的自动匹配监测,路线偏移、项目漏检、进入危险区域等则自动报警,并可根据实际应用需求进行巡检数据的自动读取与上传。
石化安全人员管理系统则可有效对进入指定工作区域的工作人员和外来人员进行实时定位、轨迹监控、禁入与静止报警等。
石化工作人员自动化考勤系统则可根据实时定位数据自动进行考勤,避免了其他考勤手段容易弄虚作假的现象。
在基于位置的巡检系统与安全人员管理系统中引入了视频联动等技术,结合视频手段进行更加智能化的管理。
uwb技术的应用实例
uwb技术的应用实例UWB技术在智能家居中的应用实例随着智能家居的快速发展,UWB技术(Ultra-Wideband,超宽带)得到了广泛的应用。
UWB技术是一种无线传输技术,其带宽非常宽广,可以让传输的数据量更大,传输速度更快,且具有高精度定位的特点。
本文将介绍UWB技术在智能家居中的应用实例。
1. 室内定位UWB技术的一个主要应用是室内定位。
在智能家居中,通过UWB 技术可以实现对家庭物品和家庭成员的实时定位。
通过安装UWB 定位标签,可以将家庭中的物品和家庭成员与定位系统进行连接,实现室内定位和追踪。
这种技术可以帮助家庭成员找到他们需要的物品,例如钥匙、手机等等。
另外,如果有老人或儿童在家中,可以通过UWB定位技术实现对他们的实时监控和安全保障。
2. 智能门锁UWB技术还可以应用在智能门锁中。
传统的门锁需要使用钥匙或密码来开启,但是UWB技术可以实现蓝牙门锁或UWB门锁,消除了传统门锁的一些弊端。
通过UWB技术,家庭成员可以轻松地通过智能手机或其他设备打开门锁,不需要使用钥匙或者记住密码。
另外,在家庭成员离开家时,UWB门锁可以自动锁定,增加家庭的安全性和便利性。
3. 家庭监控UWB技术还可以应用于家庭监控中。
例如,通过UWB技术,可以安装红外传感器或其他传感器来监测家庭成员的行动轨迹。
当有人进入家中时,UWB系统会自动启动监控系统,并向家庭成员发送警报。
此外,UWB技术还可以用于监测家庭成员的健康状况,例如监测心率、血压等等,及时发现健康问题并采取相应的措施。
4. 智能家居控制UWB技术还可以应用于智能家居控制系统中。
通过安装UWB传感器和控制器,家庭成员可以使用智能手机或其他设备轻松地控制家庭中的各种设备。
例如,可以通过智能手机控制灯光、空调、音响等等。
此外,通过UWB技术,还可以实现自动化控制,例如当家庭成员进入某个房间时,系统会自动打开灯光和空调,提高家庭的便利性和舒适性。
总结以上就是UWB技术在智能家居中的应用实例。
UWB定位设备和应用案例介绍
UWB定位设备和应用案例介绍UWB(Ultra-Wide Band)定位技术是一种高精度、高速传输的无线定位技术。
它通过使用大带宽信号传输数据,可以实现对目标物体的高分辨率定位和跟踪。
UWB定位设备可以用于各种应用场景,如室内定位、智能家居、安防监控、无人驾驶等。
在下面的文章中,我们将介绍UWB定位设备的原理和几个应用案例。
一个常见的UWB定位设备应用案例是室内定位。
在大型建筑物和复杂环境中,人们往往需要准确知道自己的位置,以便导航到目的地或找到特定的物体。
传统的GPS定位在室内的定位精度有限,而UWB定位设备可以提供更高精度的定位结果。
它可以被安装在建筑物内的墙壁或天花板上,利用UWB信号与人体或物体之间的相互作用进行位置测量。
借助UWB定位设备,人们可以实时跟踪自己在室内的位置,并得出最佳的导航路径。
另一个UWB定位设备的应用案例是智能家居。
在智能家居系统中,UWB定位设备可以用于智能灯光控制、智能电器的自动开关等功能。
例如,当用户进入一些房间时,UWB定位设备可以检测到用户的位置,并根据预设条件自动打开灯光和电器。
这样不仅提高了用户的舒适度,还可以节省能源和实现自动化。
安防监控是另一个UWB定位设备的重要应用领域。
通过将UWB定位设备与监控摄像头集成,可以实现对目标物体的高精度跟踪和监控。
例如,一个建筑物的入侵警报系统可以使用UWB定位设备来检测和跟踪入侵者的位置,并将相关信息发送给安保人员。
这种高精度的定位可以提供更灵敏的警报系统,减少误报和失误。
无人驾驶是UWB定位设备的另一个潜在应用领域。
随着无人驾驶技术的发展,高精度的定位是实现自动驾驶的关键。
UWB定位设备可以用于定位无人驾驶车辆及其周围的环境物体,实现高精度的地图构建和车辆自身定位。
这样可以提高无人驾驶车辆的安全性和导航精度。
总结起来,UWB定位设备是一种高精度、高速传输的无线定位技术。
它可以应用于室内定位、智能家居、安防监控、无人驾驶等多个领域。
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基于UWB超宽带定位技术的项目案例分析
当前室内定位领域的主流技术包括WIFI、ZigBee、蓝牙等,但定位精度都还不能满足物联网领域的需求。
UWB超宽带定位技术是一种无载波通信技术,采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信。
其精度能达到厘米级别完全满足消费或工业物联网的定位精度和广域需求,具有较高的技术壁垒。
EHIGH在多年来对技术高点的不懈追求和创新,已在各行业中积累了大量基于UWB超宽带定位技术的应用案例,如汽车的总装生产、变电站施工管理、智慧养老院人员定位、智慧隧道/管廊人员定位、化工厂人员定位、展厅人员定位导航等具有代表性的行业应用。
变电站人员定位项目介绍:
我国是世界上水电站规模最大的国家,始终把安全作为第一责任、第一工作,全面推动安全管理工作的标准化和规范化。
电力能源行业的管理具有极高安全要求。
在电力建设施工现场、运营中的电厂等区域署基于UWB超宽带定位(超宽带技术)的精确定位系统,实现对施工人员(定位标签安装在安全帽上)、电厂员工(佩戴工牌型定位标签)和重要物资(携带物资型定位标签),实现对人员和物资的精确位置监测,保证人员、物资的安全,详细记录各个时间段人员的位置和工作内容,实现信息化、数据化、智能化、精细化的管理。
恒高与中国核工业二四建设有限公司-福清项目部合作的“核建施工现场人员安全管理监控系统”项目中,采用定位精度10cm级的UWB超宽带定位技术,来保证人员高精度精确定位。
基于近60000平方米的超大范围施工工地,部署实施中采用了90余台室外工业型通信定位基站,2500多张三防型定位安全帽标签,以及对应的定位引擎和终端应用软件。
提供了一套集人员管理、实时显示、应急救援等功能的智慧监管系统。
监狱人员定位项目介绍:
该监狱人员定位项目使用UWB超宽带定位技术,采取为犯人与狱警佩戴标签卡的形式,能够实时获取人员精确位置,精度最高可到10cm,同时具有电子围栏和视频联动功能,在关键出入口及周界布置禁入边界,在押人员靠近或非法进入即主动告警,降低监管执法的风险。
可集成监所内所有的安全基础技防系统,包括视频监控、紧急报警、门禁控制、电子巡更、监听对讲、周界报警、智能监舍、人员定位、融合探测、视频智能分析、轨迹跟踪等,统一整合应用,实现跨系统之间的信息数据交互、报警联动响应和预案自动执行,全面提高监所整体预警联防能力。
变被动监管为主动监管,达到事前预防、事中管控、事后查证管理新思路。
隧道人员定位项目介绍:
随着城市建设进程的加快,针对隧道及城市地铁建设的运营管理相对复杂、环境恶劣、事故频发的状况,安全生产与安全管理成为了工程建设中的重点,施工过程中迫切需要能够保障施工人员安全的管理系统。
隧道/管廊/地铁人员定位系统,使用UWB超宽带定位定位技术,能够实时获取人员的精确位置,精度最高可到10cm,有效提升对于作业人员的管理效率,同时保障人员的安全。
该项目为云南某高速隧道施工人员定位,由多台面板型室内通信定位基站、上百张三防型定位标签、通用版应用软件、定位引擎软件、定位系统管理软件等组成。
隧道/管廊人员定位系统支持全天候考勤,对施工人员进行实时自动跟踪,随时掌握每个员工在隧道的位置及活动轨迹、全隧道人员的位置分布。
最重要的是,当遇到隧道突发事故,可以迅速找到被困人员可靠的位置信息,提高抢险救灾、安全救护的效率。
养老院人员定位项目分析:
老人和病人由于生活自理能力差,且自我判断和保护能力不足,容易迷失方向,遇到危险时也很难实现自救和求助。
养老院和疗养院服务人员有限,可能无法及时顾及到每个老人或病人,相关人员的安全问题给管理者带来了不少难度。
重庆某养老院人员定位系统,使用UWB超宽带定位技术,采取为老人/病人佩戴标签卡的形式,能够实时获取人员精确位置,精度最高可到10cm,通过人员实时定位的现代化信息智能监管系统,能够及时处理应急情况,为他们的生命健康安全和日常生活提供有力保障。
实现了统一规范化的医护人员管理平台和病人监管平台,及时响应救援,保障病人、新生儿的人身安全,也增强了对医护人员行为的监管,形成良好的巡查习惯,减少医疗事故的发生。
随着未来10年新经济增长极物联网的推进,室内定位技术应用领域会越来越广,而UWB超宽带定位技术由于其定位精度极高的特性,更加能够满足一些行业需求,针对工业4.0、智能制造、智慧监狱、智慧养老、智慧工地等室内定位需求将迎来爆发式增长的春天。