Ein Artikel zum Verständnis der UWB-Triangulationspositionierung, TDoA- und PDoA-Positionierung

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der drahtlosen Technologie steigt die Nachfrage nach Ortungstechnologie von Tag zu Tag. Ob drinnen oder draußen, es gibt Anwendungsszenarien, die eine präzise Positionierung erfordern. Obwohl herkömmliche Positionierungstechnologien erhebliche Fortschritte gemacht haben, gibt es in bestimmten spezifischen Szenarien immer noch Probleme wie geringe Genauigkeit und Störanfälligkeit. Mit der Entwicklung der Ultra-Wideband-Technologie (UWB) wird die UWB-Positionierungstechnologie zu einer wirksamen Lösung für diese Probleme.

Die Ultrabreitband-Technologie (UWB) ist eine Technik zur Datenübertragung durch das Senden von Radiowellen mit extrem kurzen Impulsen. Im Vergleich zu herkömmlichen Schmalbandsignalen verfügen UWB-Signale über eine sehr große Bandbreite, deren Frequenzbereich typischerweise 500 MHz übersteigt. Dadurch erreicht die UWB-Technologie eine extrem hohe Positioniergenauigkeit und Störfestigkeit.

Triangulationspositionierung des UWB-Moduls und TDoA/PDoA.

Um zu verstehen, wie die UWB-Triangulationspositionierung funktioniert, müssen Sie zunächst verstehen, was TDoA- und PDoA-Positionierung ist.

TDoA: Das Prinzip der TDoA-Positionierung besteht darin, den Zeitunterschied zwischen Signalankunft bei verschiedenen Empfängern zu messen, um den Standort des Tags zu bestimmen. Wenn Signale an verschiedenen Empfängern ankommen, gibt es geringfügige Unterschiede in ihren Ankunftszeiten. Die Nutzung dieser Unterschiede ermöglicht die Berechnung der Position des Tags.

PDoA: Das Prinzip der PDoA-Positionierung besteht darin, die Phasendifferenz zwischen Signalankommen an verschiedenen Empfängern zu messen, um den Standort des Tags zu bestimmen. Unter Phasendifferenz versteht man den Zeitunterschied zwischen Signalspitzen und -tiefs. Die Nutzung dieser Phasenunterschiede ermöglicht die Berechnung der Position des Tags.

Bei der Triangulationspositionierung von UWB-Modulen bezieht sich „Triangulation“ typischerweise auf die Verwendung von drei UWB-Modulen als Basisstationen für die Positionierung. Diese Methode wird Triangulation genannt, da sie typischerweise die Verwendung von drei Referenzpunkten (oder UWB-Modulen) zur Bestimmung der Position des Tags umfasst.

Konkret empfängt jedes UWB-Modul vom Tag gesendete Signale und bestimmt die Entfernung zum Tag anhand der Ankunftszeit (TDoA) oder der Phasendifferenz (PDoA) der Signale. Diese Distanzmessungen werden dann verwendet, um die Position des Tags zu bestimmen. Drei Referenzpunkte können ein Dreieck bilden. Durch Messen des Abstands vom Tag zu jedem Referenzpunkt kann die Position innerhalb des Dreiecks berechnet werden, an der sich das Tag befinden könnte. In einigen Fällen können jedoch mehr als drei UWB-Module zur Positionierung verwendet werden. In solchen Fällen ist der Positionierungsbereich kein einfaches Dreieck mehr, sondern ein komplexeres Polygon. Dennoch bleibt das Grundprinzip der Positionierung dasselbe: Messung der Ankunftszeit oder Phasendifferenz, um den Abstand zwischen dem Tag und jedem Referenzpunkt zu bestimmen, und dann Verwendung geometrischer Beziehungen des Polygons, um die Position des Tags zu bestimmen.

Vorteile der Triangulationspositionierung des UWB3000F27 -Moduls:

Lokalisierungsgenauigkeit: Aufgrund der hohen Bandbreiteneigenschaften der UWB-Technologie ist die Positionierungsgenauigkeit bis zu 10 cm genau.

Unterstützung für bidirektionale Entfernungsmessung: Es werden sowohl TDoA- als auch PDoA-Positionierungsschemata unterstützt.

Datenübertragungsrate: Unterstützte Datenraten sind 850 Kbit/s und 6,8 ​​Mbit/s.

Große Übertragungsentfernung: Bei langsamer Bewegung können Übertragungsentfernungen bis zu 1,5 Kilometer betragen.

Geringer Stromverbrauch und geringe Interferenz: Die von UWB übertragenen schmalen Impulssignale haben eine geringe Energiedichte und verursachen daher normalerweise nur minimale Interferenzen mit anderen Kommunikationssystemen.

Die UWB-Modul-Triangulations-Positionierungstechnologie entwickelt sich aufgrund ihrer extrem hohen Positionierungsgenauigkeit, robusten Störfestigkeit und breiten Palette an Anwendungsszenarien zu einer der heißesten Technologien im Bereich der Positionierung. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie und der Erweiterung der Anwendungsszenarien wird davon ausgegangen, dass die Triangulationspositionierungstechnologie für UWB-Module uns mehr Komfort und Überraschungen in unserem täglichen Leben bringen wird.