UWB定位算法对比

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UWB定位算法对比

TOF(Time of Flight飞行时间)

原理说明:以基站为圆心,以标签和基站距离为半径画圆/球,相交区域即为标签位置。标签和基站间的距离是通过多次收发脉冲测量的(TWR算法)。

优势:算法简单直观,精度较高。
劣势:标签较费电,标签并发容量小。

TDOA(Time Difference of Arrival到达时间差)  

基站彼此要做好高精度时间同步(以UWB信号做无线时间同步为主流),有TDOA上/下行之分。在上行TDOA模式下,标签定期向基站广播UWB信号;下行TDOA模式下,标签从基站接收UWB信号。根据标签到不同基站收发UWB信号的时间差值可画出多条双曲线,其相交区域即为标签位置。

优势:标签较省电(上行TDOA模式时),标签并发容量大。
劣势:研发难度大(同步算法、定位算法较复杂),部署难度大(基站之间要做高精度时间同步)。

AOA(Angle of Arrival到达角度)

此定位方式需要在UWB基站上集成有UWB天线阵列,UWB天线阵列通过PDOA(Phase Difference of Arrival到达相位差)方式来判断信号角度。同一个标签发射的UWB信号到达不同定位基站的角度连线的交点,就是标签的位置。

在工程实际中,AOA可以与TOF结合,测量标签立体角度的同时也测量标签相对基站的距离,让单台UWB基站具有三维定位能力。这种技术方案可以显著降低UWB系统的造价,有望成为UWB定位最主要发展方向。

优势:所需基站数量少,部署简单直观。
劣势:研发难度大(天线设计、算法设计、量产)。