UWB定位: 第一篇 . 简介

最新推荐文章于 2025-01-20 12:55:48 发布

原创

最新推荐文章于 2025-01-20 12:55:48 发布 · 2.6k 阅读

24 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#UWB #室内定位 #IPS #RTLS #超宽带定位

本文介绍了UWB定位技术，包括背景、IPS系统、LBS服务、超宽带技术特点、UWB定位系统及其挑战。UWB在室内定位、实时导航和监控追踪等方面有广泛应用，但面临规模化市场需求、成本及抗干扰能力等挑战。

UWB定位系列专题：

UWB定位: 第一篇 . 简介

背景介绍

室内定位系统(IPS)

自20世纪70年代美国开始研制全球定位系统GPS(Global Positioning System)，并于1994年建成以来，其在军事、工业、民用等领域的应用取得了巨大成功。然而，由于GPS采用UHF信号，加之从卫星发射的GPS信号到达地面时衰减到很弱的功率，使得GPS很难进一步穿透如地底、水下、建筑物等。同时，对于如建筑密集的城区，建筑等产生的GPS反射信号干扰原始GPS信号降低其信噪比，使得GPS也无法很好地工作，因而GPS大多应用于室外空旷场景。

尽管GPS主导了室外场景下米级精度的定位市场，然而却无力进一步扩展到对位置感知需求愈加强烈的室内场景。作为未来工业4.0基础的智慧工厂、智能制造、智能物流、人机协作等，需要通过对原料、货物、资产、设备、人员等进行实时高精度的定位与追踪，从而实现对生产流程、客户需求、市场反馈、商品成本等进行快速调整和优化。

IPS(Indoor Positioning System)指在室内环境中利用无线电、光学、声学、地磁场、惯性导航等多种技术方式提供对人员、物体等进行定位能力的系统。尽管IPS在商业、零售、工业等领域有大量的应用，然而由于室内环境的复杂和多变性，使得当前没有单一或标准化的方案能主导室内定位需求，在不同的应用场景和业务需求以及成本预算下大多使用一种传感器数据或组合多种传感数据的定制化的解决方案。

IPS根据使用的传感器类别不同主要分为以下几类：

无线定位传感器
- WiFi
- Bluetooth
- RFID
- Zigbee
- UWB
光学定位传感器
- Infra-red sensor (红外传感器)
- LiFi
- Camera (视觉传感器)
- Lidar (激光雷达)
声学定位传感器
- Ultrasound sensor (超声波传感器)
地磁定位传感器
- Magnetometer (磁力计)
惯性定位传感器
- Accelerometer (加速度计)
- Gyroscope (陀螺仪)
- IMU (惯性测量单元) (~ Accelerometer + Gyroscope)

基于位置服务(LBS)

LBS(location-based service)是一种根据用户的位置信息为用户提供相关信息/业务/需求的服务方式，国内最常见的LBS应用包括：

地图类APP基于用户实时位置所提供的导航服务，天气预警信息，交通拥塞通知等；
本地生活类APP等基于用于用户位置投放广告或促销信息等，如推荐的住宿服务，餐饮服务，娱乐场所等；
匿名/熟人社交APP所提供的附近人交友的功能；
…

LBS系统主要基于定位技术和网络通信技术两大支撑，其中定位能力更是LBS的前提条件，精确的定位能力可进一步扩展LBS的应用场景同时优化其使用体验。C端场景当前主要利用手机自带的WiFi，Bluetooth实现~10m精度的定位能力，随着Iphone11增加U1芯片提供对UWB技术的支持，未来C端用户可以借助手机内置的UWB芯片获得<10cm的定位精度而无需携带额外的UWB定位标签设备。