详解UWB室内高精度定位技术

详解UWB室内高精度定位技术室内定位就是指在室内环境中实现物体或人的位置定位。近年来，随着室内定位技术精度的提高，室内定位为零售、制造、医疗、机器人等行业提供十分准确的位置信息数据，成为物联网时代的重要基础。不可否认的是，未来是物联网的时代，而室内定位技术作为物联网感知网络的底层基础，自然能够获得更大的市场机遇。室内环境下，卫星信号会被严重干扰，GPS或北斗等卫星定位方法是不可行的。因此在室内或者相对密闭的空间下，需要一套室内的定位体系，常见的室内无线定位技术还有：Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFID、ZigBee和超声波，而UWB是其中的佼佼者。几种室内定位技术的对比UWB定位技术最主要的几个应用领域：公检法，在监狱、派出所、戒毒所等特殊场合中，需要对人员的轨迹进行精确的管理，不仅仅是防止和限制人员的逃跑，还能达到司法透明化的目的。这一领域因为有政策层面的要求，所以目前是UWB技术的一个重要开拓市场。电厂/变电站：这类场合属于危险系数比较高的场合，因此，需要对其中的生产人员进行轨迹监管，以预防人员进入危险环境并且在险情中可以第一时间进行有效的营救。工业制造：当前在“工业4.0”、“中国制造2025”等概念的加持下，越来越多的企业通过先进的技术手段以提升生产效率，或者达到柔性化生产的目的，而UWB技术就可以在离散制造过程中对人员与物料的轨迹进行实施监管，达到可视化的目的。石油化工：石油化工的场景也属于危险系数比较高的环境，因此采用UWB精准定位技术可以达到对现场作业人员进行险情预警以及方便援救逃生等目的。尤其是近些年，化工厂安全事故频繁，会促使相应的政策出台以保障现场人员的安全。物流仓储：仓储物流环节的应用需求主要是解决仓库物资的高周转效率问题，这对于一个工厂的效益提升，意义是非常大的。而通过UWB高精度定位，可以实时的对仓库里各类物料以及人员进行精确的监控，甚至在某些AGV设备中能够实现无人化的物料周转，生产效益大为提升。隧道管廊/地下矿井：包括矿井、隧道、管廊等施工场景，其特点是危险系数高，并且传统的卫星信号以及无线电信号无法覆盖。由于危险系数比较高，因此也有对于人员进行精准定位的需求。建筑施工：在建筑施工行业采用UWB定位技术结合其他的一些技术方案，可以实现现场进度可控、减少浪费、提高效率以及提升施工人员的安全保障，尤其是对一些对于质量和进度有严格要求的明星项目。此外，UWB在自动驾驶、高校与科研机构、会展/博物馆、机器人、医院、行李箱跟随、养老院等场景中都一些应用。UWB定位网络架构整个UWB定位系统主要包含四个部分：UWB定位标签、UWB定位基站、IoT定位平台，以及应用平台，如下图所示：UWB定位系统组成1.UWB定位标签UWB定位标签携带在目标人员和物资中，其周期性发送上行UWB定位脉冲信号，有工牌、安全帽、腕表等多种形态，适用于不同的应用场景，具有低功耗、便携、防水防尘等特点。典型UWB基站和标签2.UWB定位基站UWB定位基站固定安装在环境四周，其接收测量UWB定位标签的脉冲信号以得到高精度的定位数据，具有室内型、工业型、防爆型等多种形态，支持多种供电方式和数据接口。3.IoT定位平台接收UWB定位基站的测量数据，完成高精度位置计算。围绕高精度位置，还研发有热力图、电子围栏、轨迹呈现，以及设备管理等实用功能，同时也提供用户API，便于应用侧进行二次开发。4.应用平台B端客户借助IoT定位平台提供的基础定位能力拓展业务，助力企业智能运营、安全生产、降本增效。在实际部署中，与智能手机在公共区域定位不同，UWB定位常常面向的是工厂、园区等生产制造场景，由于涉及到生产制造等核心企业环节，这类场景对定位精度的要求比手机定位要求高得多，通常需要在作业现场部署专门的定位网络（含定位基站和定位标签）。典型的定位网络部署方案如下图：UWB定位网络部署架构UWB基站一般安装在定位区域四周，位置是固定的，一般要安装至少4个基站，基站位置和定位精度强相关，需要进行精确测量校正。PoE交换机与各个基站连接，实现基站和IoT定位平台之间的数据通信，也可以通过