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縱觀(guān)以UWB技術(shù)為核心的應用與電廠(chǎng)、化工廠(chǎng)等工業(yè)企業(yè)人員定位系統，在定位精度上都聲稱(chēng)能夠達到厘米級精準，然而實(shí)際應用上卻總是差了些許意思。任何產(chǎn)品都有理論值與實(shí)際值，例如某些新能源汽車(chē)號稱(chēng)標準續航300公里，但實(shí)際上可能連200都不到，某些手機號稱(chēng)可以待機7天，也沒(méi)見(jiàn)有多少人能堅持1天不充電的。定位系統同樣如此，不管是UWB技術(shù)，還是WIFI、藍牙技術(shù)等等，拋開(kāi)實(shí)際應用場(chǎng)景及部署情況談精度都是耍流氓。

在了解定位精度之前，我們先了解下UWB的測距方法：TDOA與TOF。

TOF

飛行時(shí)間法（Time of flight，TOF）是一種雙向測距技術(shù)，它通過(guò)測量UWB信號在基站與標簽之間往返的飛行時(shí)間來(lái)計算距離。根據數學(xué)關(guān)系，一點(diǎn)到已知點(diǎn)的距離為常數，那么這點(diǎn)一定在以已知點(diǎn)為圓心，以該常數為半徑的圓上。有兩個(gè)已知點(diǎn)，就有兩個(gè)交點(diǎn)。以三個(gè)已知點(diǎn)和距離作三個(gè)圓，他們交于同一個(gè)點(diǎn)，該點(diǎn)就是標簽的位置。

基于TOF的定位方法測距不依賴(lài)基站與標簽的時(shí)間同步，故沒(méi)有時(shí)鐘同步偏差帶來(lái)的誤差，但TOF測距方法的時(shí)間取決于時(shí)鐘精度，時(shí)鐘偏移會(huì )帶來(lái)誤差。為了減少時(shí)鐘偏移量造成的測距誤差，通常采用正反兩個(gè)方向的測量方法，即遠端基站發(fā)送測距信息，標簽接收測距信息并回復，然后再由標簽發(fā)起測距信息，遠端基站回復，通過(guò)求取飛行時(shí)間平均值，減少兩者之間的時(shí)間偏移，從而提高測距精度。

TDOA

到達時(shí)間差（Time Differenceof Arrival，TDOA）是一種利用到達時(shí)間差進(jìn)行定位的方法又稱(chēng)為雙曲線(xiàn)定位。標簽卡對外發(fā)送一次UWB信號，在標簽定位距離內的所有基站都會(huì )收到無(wú)線(xiàn)信號，如果有兩個(gè)已知坐標點(diǎn)的基站收到信號，標簽和基站的距離間隔不同，因此這兩個(gè)收到信號的時(shí)間節點(diǎn)是不一樣的，根據數學(xué)關(guān)系，到已知兩點(diǎn)為常數的點(diǎn)，一定處于以這兩點(diǎn)為焦點(diǎn)的雙曲線(xiàn)上。那么有四個(gè)已知點(diǎn)（四個(gè)定位基站）就會(huì )有四條雙曲線(xiàn)，四條雙曲線(xiàn)交于一點(diǎn)就是標簽的位置。

TDOA算法并不是直接利用信號到達時(shí)間，而是利用多個(gè)基站接收到信號的時(shí)間差來(lái)確定移動(dòng)目標的位置。因此與TOA相比并不需要加入專(zhuān)門(mén)的時(shí)間戳來(lái)進(jìn)行時(shí)鐘同步，定位精度相對有所提高。

適用場(chǎng)景

兩種算法各自適合什么樣的場(chǎng)景呢？TOF適合環(huán)境較為復雜的應用場(chǎng)景，例如制造型工廠(chǎng)、電廠(chǎng)、化工廠(chǎng)、辦公樓等。TDOA適合環(huán)境空曠較為簡(jiǎn)單的應用場(chǎng)景，例如戶(hù)外運動(dòng)、倉庫等。TOF、TDOA選擇的參考依據可以從標簽的續航能力、定位精度、單區域支持標簽容量、安裝環(huán)境、標簽是否支持反向數據控制（例如振動(dòng)）等。

在實(shí)際應用中，有很多因素會(huì )影響精度，要想提高精度，需要在干擾的源頭上要有所控制。基站安裝的位置不能貼近大面積金屬，遠離玻璃窗戶(hù)、玻璃墻壁、液體容器、日光燈、大型機械設備、高功率無(wú)線(xiàn)電裝置等。天線(xiàn)的安裝要與地面垂直。其次，標簽的佩戴方式。由于人體對UWB的信號具有很強的吸收力，所以標簽貼近胸口會(huì )明顯影響精度。難以排除的多徑效應，由于電磁波在空間傳播時(shí)會(huì )經(jīng)過(guò)一些金屬或其他介質(zhì)的反射，導致多徑效應的不可避免。因此該部分對精度的影響只能通過(guò)后期對采樣的處理以及算法來(lái)彌補。

市面上多數聲稱(chēng)可以達到厘米級的定位，在實(shí)際應用中卻天差地別，實(shí)驗室的理論值支撐不了應用上的不足。要達到理想狀態(tài)，除了在部署上下功夫外，重要的是對應用場(chǎng)景的深入了解，云酷科技多年來(lái)專(zhuān)注于電廠(chǎng)，結合電廠(chǎng)實(shí)際情況與UWB定位技術(shù)的人員定位系統，能夠在控制成本的情況下達到優(yōu)秀的定位精度，滿(mǎn)足電廠(chǎng)真實(shí)的需求，這不僅僅是技術(shù)先進(jìn)的原因，更在于多年來(lái)耕耘行業(yè)的結果。選擇對的方案，事半功倍，反之勞心勞力，從來(lái)沒(méi)有好的應用方案，適合實(shí)際情況的，就是理想的。