廣元從UWB認(rèn)知到場(chǎng)景定位必由之路

1.    UWB技術(shù)最 具優(yōu)勢(shì)的三種技術(shù)：TOF高精度測(cè)距（理論可以小于10厘米）、TOA高精度的到達(dá)時(shí)間（小于納秒級(jí)）、高精度的PDOA到達(dá)角測(cè)量（理論可以達(dá)到1度）-相比藍(lán)牙和RFID等等，UWB目前是最 具優(yōu)勢(shì)的室內(nèi)/區(qū)域定位技術(shù)；

2.    TDOA是基于到達(dá)時(shí)間TOA及TDOA到達(dá)時(shí)間差的拋物線的交叉點(diǎn)實(shí)現(xiàn)目標(biāo)坐標(biāo)定位；相比而言，TOF是基于三個(gè)園/球體交叉點(diǎn)實(shí)現(xiàn)定位，更容易理解。TDOA的定位包絡(luò)線內(nèi)的定位精度要高于區(qū)域外；

3.    對(duì)于通常的室內(nèi)和區(qū)域定位，無論是TOF還是TDOA都無法實(shí)現(xiàn)高度定位（Z軸解算只有理論意義，不具備落地性），高度或Z軸定位只有采用基于氣壓差的技術(shù)路線-我司場(chǎng)景化定位支持基于氣壓差的高度/Z軸定位；

4.    TDOA的標(biāo)簽采用隨機(jī)數(shù)的消息發(fā)送方式，通過控制占空比減少數(shù)據(jù)包的沖突的概率；一般占空比在20%以下，每個(gè)定位區(qū)域數(shù)據(jù)包的容量700-1000次/秒；TOF采用時(shí)隙通訊方式，需要時(shí)隙的分配和管理，避免時(shí)隙的沖突，每個(gè)定位區(qū)域不能有時(shí)隙的沖突，時(shí)隙的數(shù)量決定了有效標(biāo)簽的數(shù)量；從理論上講，TOF數(shù)據(jù)通訊的可靠性比TDOA高，丟包的概率要小；

5.    TDOA通常采用標(biāo)簽到基站的單向UWB數(shù)據(jù)通訊，相比TOF的雙向通訊，TDOA機(jī)制的標(biāo)簽功耗大致只有TOF的三分之一；

6.    TDOA的機(jī)制中，基站只能獲取標(biāo)簽的到達(dá)時(shí)間TOA，沒有標(biāo)簽到基站距離、以及標(biāo)簽之間距離，類似防碰撞的安全距離場(chǎng)景，TDOA不適用，只能采用TOF機(jī)制；

7.    無論是TOF還是TDOA主流都采用UWB信號(hào)的無線時(shí)鐘同步機(jī)制，基站之間采用UWB信號(hào)實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步；定位系統(tǒng)基站分成Sync、Relay和Anchor三種；

8.    目前市場(chǎng)UWB多采用CH2，實(shí)際環(huán)境和5G信號(hào)沖突很大，根據(jù)無委會(huì)的最 新的標(biāo)準(zhǔn)，未來只能采用CH9，部分工業(yè)場(chǎng)景考慮到遠(yuǎn)距離覆蓋，CH5可以被使用，本身CH5使用的是非授權(quán)頻段；

9.    TOA/TDOA通訊鏈路層相比TOF要簡(jiǎn)單很多，也更容易標(biāo)準(zhǔn)化；我司的TOA/TDOA考慮支持omlox工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，同時(shí)也會(huì)兼顧考慮兼容FiRa標(biāo)準(zhǔn)；基于時(shí)隙的TOF通訊機(jī)制未來將很難標(biāo)準(zhǔn)化，但定制化對(duì)于一些保密性要求高的應(yīng)用場(chǎng)景，反而更具安全優(yōu)勢(shì)。

10. TOA/TDOA和TOF在未來UWB定位市場(chǎng)一定是共存的，各有各的優(yōu)勢(shì)，不用應(yīng)用場(chǎng)景，建議采納不同的場(chǎng)景化定位技術(shù)

11. 目前市面UWM定位廠家的產(chǎn)品，盡管可以同時(shí)支持TOF和TDOA，但是在一個(gè)項(xiàng)目沒有辦法同時(shí)使用。未來我司的產(chǎn)品會(huì)同時(shí)支持TOF和TDOA，為了低功耗，項(xiàng)目中多數(shù)場(chǎng)景會(huì)基于TDOA實(shí)現(xiàn)，在需要標(biāo)簽到基站或標(biāo)簽之間測(cè)距的場(chǎng)景，則采用TOF工作機(jī)制；-進(jìn)一步體現(xiàn)場(chǎng)景化的技術(shù)優(yōu)勢(shì)

12. UWB定位市場(chǎng)2B側(cè)主流應(yīng)該是基于TOF或TDOA的定位，UWB AOA和PDOA只會(huì)在有限場(chǎng)景被應(yīng)用，UWB PDOA更多會(huì)被應(yīng)用到2C市場(chǎng)，以及2B側(cè)無需部署基站，自組網(wǎng)自定位場(chǎng)景：類似無人機(jī)編隊(duì)或集裝箱定位場(chǎng)景。

13. UWB TOF代表的是高精度測(cè)距，TOA是高精度到達(dá)時(shí)間，PDOA是高精度測(cè)角；對(duì)于高精度定位坐標(biāo)，需要基于TOF或TDOA的三角定位實(shí)現(xiàn)，但是TOF和TDOA的三角定位實(shí)施條件太過苛刻，通常室內(nèi)環(huán)境和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，并不推薦采用TOF和TDOA三角定位，我司基于TOF和TDOA的精準(zhǔn)網(wǎng)格化定位是室內(nèi)和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)位置空間感知的最 佳解決方案；

14. 我司推薦在室內(nèi)定位項(xiàng)目或工業(yè)環(huán)境定位項(xiàng)目：可以在比較干凈良好的環(huán)境，部署基于TOF或TDOA的高精度坐標(biāo)定位，輸出實(shí)時(shí)軌跡；多數(shù)環(huán)境建議采用場(chǎng)景化包括區(qū)域覆蓋、出入口、網(wǎng)格化、高度/Z軸定位、防碰撞以及一維的空間感知定位技術(shù)。場(chǎng)景化定位解決方案-根據(jù)項(xiàng)目中不同環(huán)境的應(yīng)用場(chǎng)景，采用不同場(chǎng)景位置感知技術(shù)路線；

15. 場(chǎng)景化定位解決方案技術(shù)路線拋棄了傳統(tǒng)的中心化定位解算的系統(tǒng)架構(gòu)，采用定位算法前置基站的分布式方式，根據(jù)項(xiàng)目中使用的不同場(chǎng)景，通過選擇基站內(nèi)置的不同定位算法，實(shí)現(xiàn)包括兩維、一維、區(qū)域覆蓋、出入口、網(wǎng)格化、PDOA等等場(chǎng)景位置感知。

16. 各種場(chǎng)景定位算法前置基站，讓定位基站真正成為物聯(lián)網(wǎng)位置感知設(shè)備，讓傳統(tǒng)復(fù)雜的定位系統(tǒng)演變?yōu)槲锫?lián)網(wǎng)感知設(shè)備，更容易和現(xiàn)場(chǎng)的視頻監(jiān)控、照明以及出入口等系統(tǒng)集成。