通過在室內或者室外布設一定數量的UWB定位基站,機器人攜帶定位標簽,最終實現機器人的精準定位導航。
UWB室內定位技術,可以提供最優達2厘米級、一般情況下10厘米以下定位精度,系統定位微基站支持多定位單元擴展,定位微標簽支持刷新率在線調整功能。系統基于先進的基于無線超窄脈沖波的無線定位原理,抗干擾能力強,系統性能穩定可靠,架設簡單,維護方便,適合工業應用。
1:無線超窄脈沖定位技術特點
傳統的無線定位系統使用WiFi、藍牙及Zigbee等技術,基于接收信號強度法(RSSI)來對標簽位置進行粗略估計,定位精度低,且容易受到干擾,定位穩定性難以適應室內應用的要求。UWB基于超窄脈沖技術的無線定位技術,從根本上解決了這一問題。無線超窄脈沖電磁波,使用脈沖寬度為ns級的無線脈沖信號作為定位載波,是無線定位領域的定位精度最高,性能最為穩定的技術。在頻域上,由于其占用的頻帶較寬(也被稱為超寬帶技術,UWB技術),且無線功率密度較低,對于其他的無線設備來說相當于噪聲信號,不會對其造成干擾,也加強了自身的抗干擾性。無線定位系統基于超窄脈沖技術,成為國內領先的高精度無線定位產品。
2:定位原理
無線定位系統使用先進的超窄脈沖精確測量飛行時間技術,實現了底層的精確測距/計時;結合位置解算算法,實現了上層的精確定位。其基本原理如下圖所示。
基站位置為已知,標簽發出無線脈沖,到達每個基站的時間再乘以光速,從而得到標簽到每個基站的距離,再通過算法最終就可以得到標簽的位置.
3:定位系統構成無線定位系統的系統架構如下圖所示。
系統主要包括定位基站、定位標簽、定位解算服務器、定位解算引擎及POE交換機、網線等網絡設備構成。
4:基站布置方法
根據實際需要,可以實現三維定位,二維定位,一維定位和存在性檢測,基站根據需要一般布設為正方形,每隔50-200米之間布設一個,原則就是保證需要定位的對象在同一時間發出的脈沖能夠被任意三個基站接收到,從而才能確定定位標簽的位置.
另外不能讓基站和標簽之間有物體遮擋,避免標簽發出的信號不能被基站接收到。
產品技術參數
產品內核:STM32F4或者STM32F105
可視化平臺:windows
三維;LinuxROS
二維PCB
規格:基站25平方厘米左右;標簽4平方厘米左右
精度(實測):復雜環境 靜態1厘米,動態8厘米;空曠環境:靜態1厘米,動態2厘米
刷新速率:定制(標準版為大于50Hz)
數據接口:開放的API,提供RTS三維數據
距離:視距范圍100米*100米
通訊協議:IEEE802.15.4-2011
傳輸速率:最高6.8Mbits/s
天線名稱:貼片式UWB55
其他特點:A.有效減少多徑效應帶來的衰減B.機器學習算法C.非鏈式動態分布式計算
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