有没有比较好的室内定位解决方案提供商啊?

有没有比较好的室内定位解决方案提供商啊?,第1张

近几年,随着室内定位技术在物联网各个领域的不断推广,室内导航也越来越多的成为提升访客体验的应用:商场地下停车场借的反向寻车;医院、养老院的寻医导诊;智慧工厂的资产追踪和物品追踪

先简单介绍一下室内定位方案,室内定位即通过技术手段获知人们在室内所处的实时位置或者行动轨迹,目前SKYLAB主推的是基于蓝牙技术和基于UWB超宽带技术的室内定位方案。蓝牙定位基于RSSI(Received Signal Strength Indication,信号场强指示)定位原理。根据定位端的不同,蓝牙定位方式分为蓝牙网关版网络侧定位和蓝牙Beacon版终端侧定位。超宽带(UWB)定位技术利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点,与新加入的锚节点进行通讯,并利用三角定位或者“指纹”定位方式来确定位置。

蓝牙定位:蓝牙定位基于RSSI(Received Signal Strength Indication,信号场强指示)定位原理。蓝牙室内技术是利用在室内安装的若干个蓝牙局域网接入点,把网络维持成基于多用户的基础网络连接模式,并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微微网的主设备,然后通过测量信号强度获得用户的位置信息。根据定位端的不同,蓝牙定位方式分为网络侧定位和终端侧定位。

UWB定位:超宽带(UWB)定位技术是一种全新的、与传统通信定位技术有极大差异的新技术。它利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点,与新加入的盲节点进行通讯,并利用TDOA定位算法,通过测量出不同基站与移动终端的传输时延差来进行定位。

蓝牙定位与UWB定位对比:

首先是工程师最为关注的定位精度问题:目前蓝牙室内定位方案能够实现米级的定位精度;UWB定位已经能够实现厘米级高精度定位。

定位硬件:顾名思义,蓝牙室内定位方案的实现必然是建立在蓝牙室内定位产品的基础上,主要定位硬件包括蓝牙网关、蓝牙Beacon、手环、手表等蓝牙标签以及智能手机、无线局域网及后端数据服务器等。UWB定位硬件产品主要包括定位引擎服务器、智能终端、POE交换机、UWB基站、UWB标签、UWB模块、软件接口等。

应用领域:蓝牙定位主要应用于对人、物定位精度要求一般的室内定位,用于在一定空间范围内获取人或物的大致位置信息;UWB定位则主要应用于室内高精度定位,用于在一定空间范围内获取人或物的精确位置信息。

定位环境搭建:蓝牙定位布局相对简单,只要注意间隔范围就可以了,UWB定位布局相比蓝牙定位要复杂一些,因为涉及到UWB基站的安装。

最后,小编将SKYLAB室内定位工程师总结的各个领域室内定位解决方案选择要点告诉大家:室内定位从用途方向可以划分消费类和工业类。消费类主要实现室内人员引导、消费推送、安全监控、智能家居等商业应用。工业类主要实现消防安全、人员监控、设备引导、财产安全、智能工厂等应用。有些是侧重于单纯的室内定位,而有些则更侧重于导航功能、历史轨迹、电子围栏等功能,因此需要有针对性选择方案。单纯的室内定位、导航,对定位精度要求不高,可以优先选择蓝牙定位方案,侧重历史轨迹、电子围栏这些功能则可以优先考虑UWB定位方案;希望能够帮助到各位有室内定位方案需求的客户们。

这个问题,建议你先从底层有个认知,便于理解实质性的区别。

一、技术原理

1)UWB、蓝牙,是一种通信技术于标准,各有其标准协议,两者应用频段也不相同,UWB遵循IEEE 802154A,蓝牙发展至今已到51代标准。

2)AOA、AOD、TOF、TDOA等,皆为定位方法,AOA可配合蓝牙应用,也可配合UWB应用,而蓝牙,目前不会配套TOF,TDOA应用,此点由硬件底层技术决定了。

3)AOA方法:简化理解,就是通过测量标签与基站的角度,进行换算得出两者的距离,因而两者的角度辨识度是关键。

AOA示意

4)TOF、TDOA方法,简化理解,就是通过时间进行测量,什么时间呢,是标签与基站之间的信号飞行时间,无线信号的飞行速度近似光速,所以测量精度要求会高。

TOF示意

二、应用特性

由上可知,UWB技术,通常指的是采用TOF、TDOA方法的,蓝牙AOA,字面已可以理解,采用AOA方法。

1)安装特性:

    安装上,UWB整体更优。UWB采用飞行时间且无线频段基于超宽带脉冲波技术,抗干扰性能更优,安装时环境可选择性更宽,而AOA因与角度有关,基站安装要求具备一定高度范围,否则需要安装的基站数量成倍增长。

2)成本特性:

     成本上,蓝牙通常更优。单体硬件成本而言,UWB的标签成本通常为蓝牙标签成本的2~3倍。单体基站成本差异较小。但遇到高度受限场景,蓝牙所需部署基站激增,则整体成本优势可能逆转。

3)维护特性:

     维护上,蓝牙更优,但对于使用者的影响,多数场景差异不大。通常应用于人的,是充电方式,UWB一次可用1~3个月,蓝牙通常用换电方式,一次半年~1年。对于物品,则基本都可做到1~3年。故依据使用场景不同,对于维护的判定则有所偏倚。

4)群体特性:

    群体上,UWB目前更广泛的适用于工业场景,其工业应用保障性也已经受众多案例验证和认可。蓝牙更多使用于商业环境,目前基于手机都具备蓝牙功能,其也有独特的标签(终端)自由特性,部分场景可自然融入消费者。

5)供应关系特性:

    目前国内乃至全球,UWB方案厂商都基于Decawave芯片研发,故产品性能特性上区别有限,更多的区别是基于落地案例经验而优化的算法及整体服务,如WEWILLS众志基于1200+的落地经验,以物联网大平台及贴地气服务根基。蓝牙AOA,目前国内厂家较少,仍处于萌芽阶段,需要更多的落地案例推动厂家丰富化及技术成熟化。

三、全面性

     另,建议除了UWB及蓝牙AOA,可以全面的了解物联网相关技术,在不同的应用场景,采用单技术或多技术特点融合的方式,将会是更好适配需求的不二法宝。以下共享部分分析。

物联网技术对比

随着普通用户在地下停车场、商场、高铁站、机场卫星定位不在精准的弱信号环境下定位需求的增长,基于蓝牙、UWB技术的室内定位等技术纷纷进入市场,为不同行业的室内定位需求贡献了诸多行之有效的位置服务方案。其中,UWB定位主要应用于室内高精度定位,用于在一定空间范围内获取人或物的位置信息。

简单介绍下UWB高精度定位方案,UWB无线通信是一种不用载波,而采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信的方式,也称做脉冲无线电(ImpulseRadio)、时域(TImeDomain)或无载波(CarrierFree)通信。具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点,在室内或者建筑物比较密集的场合可以获得良好的定位效果,同时在进行测距、定位、跟踪时也能达到更高的精度。因此,超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航,且能提供十分精确的定位精度。

UWB定位采用的是TDOA定位算法,通过测量出不同基站与移动终端的传输时延差来进行定位。SKYLAB UWB高精度室内定位方案的定位原理就是通过在室内布置4个已知坐标的定位基站,需要定位的人员或者设备携带定位标签,标签按照一定的频率发射脉冲,不断和四个已知位置的基站进行测距,通过一定的算法精确的计算定位标签的位置。目前UWB定位系统也可以提供3D定位功能,此定位系统采用TDOA和AOA两种定位算法,已达到3D定位的效果。

UWB定位主要应用于室内高精度定位,用于在一定空间范围内获取人或物的位置信息。基于SKYLAB UWB技术的室内定位方案正在逐步渗透机场、展厅、 写字楼、仓库、地下停车、监狱、军事训练基地等需要使用准确的室内定位信息的应用,能够实时了解关键物体(携带定位标签的人员、设备)的位置,准确的记录关键物体移动的行为轨迹,对设备点的定期巡检,实时监控还能够对危险区域进行告警,提醒访客和其他非相关人员不要靠近危险区域。

相比其他无线定位技术,UWB超宽带根据信号的定义及特点,UWB技术具有如下优势:

(1)系统容量大,传输速度快

根据信道容限公式,系统的最大传输速率与系统带宽成正比例关系。UWB通信的带宽都在500MHz以上,其传输速率也达到1Gbps以上。而传统的无线载波通信系统由于频带窄,要使传输速率达到100Mbps以上,必须采用多进制调制等方法,这样对信噪比提出了很高的要求,同时也加大了系统构建的复杂性。

(2)发射功率低

UWB具有1GHz以上的频带宽度,极大的带宽保证了较低的发射功率。在短距离无线通信应用中,发射机发射的UWB信号功率要低于1mW,这大大延长了电池寿命,保证了较长的系统工作时间,同时对人体的辐射危害也更小。

(3)多径分辨率高

UWB信号采用持续时间很短的窄脉冲,具有较强的时间和空间分辨率,系统的多径分辨率高,整个系统能够充分利用发射信号的能量。此外,UWB信号具有良好的抗多径性能,对于信道衰减不敏感,接收机通过分级便可以获得很强的康衰减能力,在室内或者建筑物比较密集的场合可以获得良好的定位效果,同时在进行测距、定位、跟踪时也能达到更高的精度。

(4)系统保密性好

UWB发射功率低,仅在1mW以下。它可以把信号弥散在一个极宽的频带范围内,对于一般的通信信号而言,UWB信号类似于白噪声可以安全低隐藏起来;而UWB信号的功率谱密度要低于普通的环境噪声,要将UWB信号从环境噪声中甄别出来不是一件容易的事情,这很好地保证了UWB信号的安全性。

(5)穿透能力强

窄脉冲具有很强的穿透能力,可以帮助比如警察搜寻隔墙的逃犯,以及解救那些被围困在建筑物里面的人们。

(6)定位精度高

UWB信号具有超宽频带的特性,使得UWB系统的距离分辨精度是其他系统的成千上百倍。UWB信号的距离分辨能力可达到厘米级,这是其它窄带系统望尘莫及的。

依赖于上述这些优点,UWB信号可以轻松穿透常见障碍物的阻隔,并能准确测距定位,因此可以用来构建具有较强通信和测距定位功能的无线定位系统,广泛应用于消防、智能化工厂、机场安检、军事训练等领域。UWB定位主要应用于室内高精度定位,用于在一定空间范围内获取人或物的位置信息,同时应用于各个领域的室内精确定位和导航,能够满足隧道、监狱、化工、工厂、煤矿、工地、电厂、养老、展馆、整车、机房、机场等高精度室内定位需求。

石油化工:
在工厂中,UWB超宽带定位系统可以帮助传统工厂实现数字化管理,可实时查看员工位置、在岗时间、离岗时间、移动轨迹,提高岗位巡查效率。通过后台对仓储货物位置的监管,可查看物品位置、所属仓库等数据,防止物资设备的丢失。
养老院:
在养老院,通过给老人佩戴智能手环或胸牌,不仅能够实时查看老人位置,还能够通过设置电子围栏来圈定安全活动范围,一旦老人走出安全区域,系统就会及时预警,通知管理人员前往查看,避免老人走失。
因为护工人员不可能24小时陪在每一个老人身边,难免会有疏漏,所以可以将一键报警功能集成在手环或胸牌之中,一旦老人遇到危急情况,按下按钮就能够通知护工人员及时予以救助,避免危及老人生命健康安全。
司法监狱:
监狱安全管理一直是备受关注的问题,通过UWB超宽带定位技术如何杜绝监狱犯人管理漏洞、降低监管执法风险呢?
在监狱,通过UWB超宽带定位系统,将定位标签集成至犯人定位腕带中,能够对服刑犯人进行实时监控。
包括:实时掌握人员的实时位置、人数清点、犯人腕带防拆报警、电子围栏、聚众分析、行动轨迹跟踪、 回放、摄像联动警报等,能够很大程度的降低监管执法的风险,防止意外事故的发生。
展厅:
在会展、展厅内,UWB超宽带定位系统可实现智能化导览服务,一方面可以实时导引观众前往想去的展位,另外也可以对观众的位置数据进行精准统计,查看参展客户及工作人员在展厅内的观览轨迹、停留时间等,实现办展效果精准分析。让展方了解参展人员感兴趣产品,为后期提升展会质量工作提供明确方向。
隧道:
在隧道施工现场,通过部署UWB超宽带定位系统,将定位标签集成至员工胸卡、安全帽等穿戴设备内,可以提供的集风险管控、人员管理、实时显示、应急救援等功能能够准确定位工人位置,保障工人施工安全、施工质量、施工进度。
机场:
在机场内,UWB超宽带定位系统可以通过移动设备给旅客提供导航路径,旅客可轻松找到候机区域、登机口、行李领取处等等,避免错过航班。
对于机场管理方面:通过UWB超宽带定位分析不同区域旅客人员密度信息,能够加快测量排队进度,精简乘客流量、减少整个机场拥堵的发生。另外,可以针对登机口变更和起飞延迟情况发送实时通知,以及向附近乘客发送促销宣传信息等。
如果机场方在检查行李时,无法确定物品可疑性,可以在物品上贴上定位标签,利用UWB超宽带定位技术进行跟踪,只要系统发现该物品进入了不该进入的区域,立刻报警。
需要UWB超宽带定位的领域太多了,并没有一一举例!
博物馆、机场、工厂、公园等大众生活的方方面面都能得到广泛应用。大家也可以发挥想象,把UWB超宽带定位的功能发挥到极致!
简单来讲,UWB超宽带定位就是在室内环境中实现位置定位,恒高EHIGH主要采用无线通信、基站定位、视觉定位、视频联动等多种技术集成形成一套室内位置定位体系,进而实现人员、物体等在室内空间中的位置监控。

室内定位手环的特点是支持健康数据上传、支持位置信息上传,能够满足物联网各个行业领域内的人员定位需求。

SKYLAB/95POWER的室内定位手环分为两个版本,一个是可拆卸型,还有一个版本是防拆型,适用于多个场景的人员室内定位。

室内定位手环

室内定位手环的工作原理:

配合室内布置的UWB定位基站,结合TDOA定位算法,通过测量出不同基站与UWB室内定位手环的传输时延差来进行定位。通过在室内布置4个已知坐标的UWB定位基站,需要定位的人员或者设备携带UWB室内定位手环,UWB室内定位手环按照一定的频率发射脉冲,不断和四个已知位置的基站进行测距,通过一定的算法精确的计算UWB室内定位手环的位置并在智能终端显示器上显示。

在物联网技术领域,AOA普遍的含义是:到达角度测距

到达角度测距(Angle-of-Arrival:AOA):基于信号到达角度的定位算法是一种典型的基于测距的定位算法,通过某些硬件设备感知发射节点信号的到达方向,计算接基站和标签(终端)的相对方位或角度,然后再利用三角测量法或其他方式计算出未知节点的位置。基于信号到达角度(AOA)的定位算法是一种常见的无线传感器网络节点自定位算法,算法通信开销低。

AOA原理示意

应用特性:

      目前AOA主要应用的技术领域有蓝牙、UWB,利用AOA计算方法,可在室内定位应用领域形成较为有效的高精度效果。

       AOA的重点优势是,可利用单基站,进行覆盖区域内的位置定位识别;

       AOA的典型劣势是,因为利用角度进行计算,所以基站与标签的相对高度需要较高,一般4米以上较为优,相对高度决定了单基站的覆盖面积,一般计算方式为:S=π(2h)²。

未来前景:

       AOA具备较为典型的优劣势,所以在不同应用场景展现的效果具有一定差异。因而,目前市面对于高精度定位,使用较多的,是TOF/TDOA方法,但此类方法,基本配套与UWB使用,AOA配合蓝牙使用更有利于其优势发挥。


欢迎分享,转载请注明来源:内存溢出

原文地址: http://outofmemory.cn/dianzi/13071438.html

(0)
打赏 微信扫一扫 微信扫一扫 支付宝扫一扫 支付宝扫一扫
上一篇 2023-05-30
下一篇 2023-05-30

发表评论

登录后才能评论

评论列表(0条)

保存