UWB定位算法對(duì)比

TOF(Time of Flight飛行時(shí)間)
原理說明:以基站為圓心,以標(biāo)簽和基站距離為半徑畫圓/球,相交區(qū)域即為標(biāo)簽位置。標(biāo)簽和基站間的距離是通過多次收發(fā)脈沖測(cè)量的(TWR算法)。
優(yōu)勢(shì):算法簡(jiǎn)單直觀,精度較高。
劣勢(shì):標(biāo)簽較費(fèi)電,標(biāo)簽并發(fā)容量小。
TDOA(Time Difference of Arrival到達(dá)時(shí)間差) ?
基站彼此要做好高精度時(shí)間同步(以UWB信號(hào)做無線時(shí)間同步為主流),有TDOA上/下行之分。在上行TDOA模式下,標(biāo)簽定期向基站廣播UWB信號(hào);下行TDOA模式下,標(biāo)簽從基站接收UWB信號(hào)。根據(jù)標(biāo)簽到不同基站收發(fā)UWB信號(hào)的時(shí)間差值可畫出多條雙曲線,其相交區(qū)域即為標(biāo)簽位置。
優(yōu)勢(shì):標(biāo)簽較省電(上行TDOA模式時(shí)),標(biāo)簽并發(fā)容量大。
劣勢(shì):研發(fā)難度大(同步算法、定位算法較復(fù)雜),部署難度大(基站之間要做高精度時(shí)間同步)。
AOA(Angle of Arrival到達(dá)角度)
此定位方式需要在UWB基站上集成有UWB天線陣列,UWB天線陣列通過PDOA(Phase Difference of Arrival到達(dá)相位差)方式來判斷信號(hào)角度。同一個(gè)標(biāo)簽發(fā)射的UWB信號(hào)到達(dá)不同定位基站的角度連線的交點(diǎn),就是標(biāo)簽的位置。
在工程實(shí)際中,AOA可以與TOF結(jié)合,測(cè)量標(biāo)簽立體角度的同時(shí)也測(cè)量標(biāo)簽相對(duì)基站的距離,讓單臺(tái)UWB基站具有三維定位能力。這種技術(shù)方案可以顯著降低UWB系統(tǒng)的造價(jià),有望成為UWB定位最主要發(fā)展方向。

優(yōu)勢(shì):所需基站數(shù)量少,部署簡(jiǎn)單直觀。
劣勢(shì):研發(fā)難度大(天線設(shè)計(jì)、算法設(shè)計(jì)、量產(chǎn))。 ? ?