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UWB定位系統中的主要誤差來源
發布時間:2024-05-13 瀏覽數量:1449 來源:

  UWB的理論精度可以做到毫米級甚至微米,但是在實際部署中卻千差萬別,而影響UWB定位精度的原因主要有以下幾種:
  
  1、多路徑效應的影響
  
  UWB超寬帶定位信號在傳播過程中會受到周圍環境如墻壁、玻璃和桌面等室內物品的反射和折射,產生多路徑效應。信號在延遲、幅值和相位等方面的變化,從而產生能量衰減,信噪比下降,導致首達信號并非直達信號,引起測距誤差,定位精度也隨之下降。因此,有效地抑制多路徑效應可以提高定位精度,目前抑制多徑的方法主要有MUSIC、ESPRIT和邊緣檢測等技術。
  
  2、傳感器布設方式對定位精度的影響
  
  在實際的定位精度解算過程中,傳感器個數增多意味著冗余信息的增多,豐富的冗余信息可以進一步地減小定位誤差。但是定位精度并不會隨著傳感器最佳不斷增大,當傳感器增加到一定數量后,繼續增加傳感器對定位精度的貢獻并不大。并且傳感器個數的增加意味著設備代價的加大。因此怎樣在傳感器個數和定位精度之間找到平衡從而合理布設UWB傳感器是研究傳感器布設對定位精度影響的重點。
  
  3、NLOS影響
  
  視距傳播(LOS)是保證信號測量結果準確的首要和前提條件,當移動定位目標和基站之間不能滿足條件時,信號的傳播只能在折射和衍射等非視距條件下完成。此時首達脈沖的時間并不代表TOA的真實值,首達脈沖的方向也不是AOA的真實值,這樣就會造成一定的定位誤差。目前消除非視距誤差的方法主要有Wylie法和相關消除法。
  
  4、人體對定位精度的影響
  
  人體的主要成分是水,水對UWB無線脈沖信號具有較強的吸收作用,導致信號強度衰減,測距信息存在偏差,影響最終的定位效果。
  
  5、信號穿透減弱的影響
  
  任何信號穿透墻體等實體時都會減弱,UWB也不例外。當UWB穿透普通的磚墻時信號會減弱將近一半左右。因穿透墻體引起的信號傳輸時間的變化也會影響定位精度。
  
  各類遮擋物對UWB的影響:
  
 ?。?)實體墻:一睹實體墻的這種遮擋將使得UWB信號衰減60-70%定位精度誤差上升30厘米左右,兩睹或者兩睹以上的實體墻遮擋,將使得UWB無法定位。
  
  (2)鋼板:鋼鐵對UWB脈沖信號吸收很嚴重,將使得UWB無法定位。
  
 ?。?)玻璃:玻璃遮擋對UWB定位精度沒太大影響。
  
  (4)木板或紙板:一般厚度10厘米左右的木板或紙板對UWB定位精度沒太大影響。
  
 ?。?)電線桿或樹木:電線桿或者書面遮擋時需要看他們之間距離基站或者標簽的距離,和基站和標簽的相對距離比較是否很小,比如,基站和定位標簽距離50米,電線桿或者樹木正好在兩者中間,25米處,這種遮擋就無大的影響,如離基站或者標簽距離很近小于1米,影響就很大。
  
  在不同的布置場景下,如何兼顧投入與精度是能很明顯的體現出定位解決方案的優劣。同樣投入條件下,有的服務商能夠做到厘米級定位,而有的卻只能做到分米級,其中固然有硬件的差距,但最主要的還在于對行業需求的深入理解和行業內的建設經驗。


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