新方法
UWB定位技术中最常⽤的定位⽅法之⼀就是TDOA。UWB定位标签对外发送⼀次UWB信号,在标签⽆线覆盖范围内的所有都会收到⽆线信号,如果有两个已知坐标点的收到信号,标签距离两个的间隔不同,那么这两个收到信号的时间点是不⼀样的。例如,⼩明的妈妈在村⼝喊“⼩明,回家吃饭啦!”,根据距离=时间*速度,其中速度不变(声⾳在空⽓中的传播速度是340m/s),那么声⾳传播的时间是由距离决定的,因此村⾥的⼈听到⼩明妈妈声⾳的时间点是不⼀样的。物理教具制作>橡胶护套
同理,标签与不同UWB定位的距离不同,不同收到同⼀标签信号的时间节点不同,因此得出⼀个“到达时间差”。
TDOA定位的原理正是利⽤多个接收到信号的时间差来确定标签的位置。
根据数学关系,到已知两点的距离差为常数,也就是说标签发送信号到两的时间差为常数,标签的位置⼀定处于以这两点为焦点的双曲线上。那么有四个已知点(四个定位)就会有四条双曲线,四条双曲线交于⼀点就是UWB定位标签的位置。
TDOA具体算法如下:
假设测得标签到第n个接收到标签所发出的UWB信号的时刻分别为ti(i=1,2,),且假设标签到第n个的距离为ri(i=1,2,)
数字标签
横向线性马达跑步机控制器在之间完全同步的情况下,得出定位标签相对于四组定位(假设1#、2#为第⼀组,2#、3#为第⼆组,3#、4#为第三组,4#、1#为第四组)的距离差di12~di14为:
假设空间布有N 个,同时利⽤多个TDOA 测量值可以构成关于标签位置的双曲线⽅程组,求解此⽅程组即可得到标签坐标。
TDOA不需要UWB定位标签与定位之间进⾏往复通信,只需要定位标签发射⼀次UWB信号,⼯作时长缩短了,功耗也就⼤⼤降低了,故能做到更⾼的定位动态和定位容量。
为了提⾼系统的定位动态和定位容量,EHIGH恒⾼UWB定位系统就使⽤了TDOA定位算法,可实现10cm⾼精度定位,并且UWB定位系统可容纳⼏百张标签同时⼯作。⽬前,EHIGH恒⾼UWB定位系统⼴泛应⽤于化⼯⼚⼈员定位、公安司法⼈员定位、煤矿⼈员定位、电⼚⼈员定位、⼯⼚⼈员/物资定位等多个应⽤场景。