uwb室内定位技术在隧道人员定位中的应用
基于UWB的人员跟踪定位系统的设计
• 155•针对舞台追光灯控制领域，传统的方法是靠工作人员人为控制灯光的方式完成灯光对主持人的跟踪，效率低下，人工成本高，提出一种基于UWB 的人员跟踪定位算法。
首先，采用基于UWB 技术建立通讯主站和基站；其次，通过改进TOA 测距算法实现精准测距；最后，通过改进三边定位算法实现三维空间定位。
实验结果表明：基于UWB 的人员跟踪定位算法，在舞台主持人跟踪定位效果较好，精度高，并且可以同时实现对多个主持人在三维空间的定位跟踪，可以大大降低人工成本。
定位系统的研究和应用是一个综合性的研究课题，GPS （Glob-al Positioning System ）系统解决方案主要针对室外定位，技术已较为成熟，可以很好地满足室外定位的需求。
但随着社会对目标的检测、定位跟踪的要求与日俱增，尤其是在复杂的室内环境中，GPS 的定位信号强度和精度大幅度下降，难以满足用户的需求。
因此，短距离无线通信技术逐渐成为了热门的应用领域，基于RFID 、蓝牙4.0、WIFI 、ZigBee 等室内定位技术得到了快速的发展。
但是上述的技术普遍存在定位距离小，信号容易衰减等问题。
基于超宽带技术（Ultra Wide Band ，UWB ）是一种全新的具有很大发展前景的无线电通信技术，被认为是未来最具发展的通信技术之一。
UWB 具有极大的带宽，能实现短距离、高速率的数据传输，同时还具备较高的时间分辨率和较强的抗多径衰落能力，在仓库物料定位、人员定位、室内导航购物等领域的高精度定位应用中前景广大。
图1 系统总体框架图1 系统总体设计方案1.1 系统总体框架基于UWB 的人员跟踪定位系统由3个基站、1个可移动站、无线通讯模块以及上位机系统等组成。
基站作为被测距模块，可移动站控制基站的测距请求，基站与可移动站之间是基于UWB （IEEE802.15.4）协议组成的无线传感器网络。
系统总体框架如图1所示。
1.2 硬件系统组成系统硬件主要是基站、可移动站和无线通讯模块的硬件构成。
一种基于UWB的地下管廊人员定位系统设计与实现
一种基于UWB的地下管廊人员定位系统设计与实现蒋金岩、马瑞莉、李刚、王庆涛、崔辽环、曹忠涛北京市燃气集团有限责任公司摘要：UWB 高度精度定位技术是一项室内精确定位技术新革命，即无线超宽带技术，是一种G 级无线通信传输技术。
基于该技术构建的实时定位系统，能够在地下管廊环境中达到较高的定位精度，且具有良好的稳定性。
通过现场实际测试，产品样机达到了20cm的定位精度，符合预期目标，进一步证明了系统的有效性。
关键词：关键词1；地下管廊2；无线超宽带3；人员定位0引言UWB技术是一项全新的，与传统通讯技术有极大差异的无线通讯新技术，即无线超宽带技术。
它不需要使用传统的通讯体制中的载波，而是通过发送和接受具有纳秒或纳秒以下的极窄的脉冲来传输数据，从而具有3.1到10.6 GHZ量级的带宽。
其传输速率高，发射功率较低，穿透能力强，并且是基于极窄脉冲，无载波的技术，因这些优点，使其在室内定位领域能够实现超高精度定位。
本课题研发的地下管廊人员定位系统基于UWB 技术，能提供精度高达15 cm的室内定位效果，系统采用3.2 GHz~4.8 GHz的超高频技术，与同类产品相比，该系统具有部署简单，性能价格比高，精度高，标签位置稳定性好，信号抗干扰能力强，标签发射状态和频率可以动态更新等突出特点。
是目前世界上最先进、定位精度最高的系统。
传统的无线定位系统使用Wi-Fi、蓝牙及ZigBee等技术，基于接收信号强度法（Received Signal Strength Indication,RSSI）来对标签位置进行粗略估计，定位精度低，且容易受到干扰，定位稳定性难以适应高精度无线定位应用的要求。
基于UWB无线定位技术从根本上解决了这些问题，能够提供高精度，高稳定性的定位服务。
UWB 无线定位技术，以其系统能够稳定精确的提供定位服务，可以应到包括地下管廊，仓储物流管理，工业自动化管理，企业人员管理，体育训练系统，危险环境安全监控，特殊人员管理，医疗保健系统等等行业。
uwb的定位原理与应用
UWB的定位原理与应用1. UWB技术概述UWB（Ultra-wideband）是一种无线通信技术，其特点是传输频带宽度非常大，可以覆盖从几百兆赫兹到几十吉赫兹的频段。
UWB技术由于其高精度、低功耗、高抗干扰性等特点，在室内定位、物品追踪、智能交通等领域应用广泛。
2. UWB定位原理UWB定位主要通过测量信号的到达时间、到达角度与多径传播等参数来确定目标物体的位置。
其基本原理如下：•传输：发送方通过将数据信号通过超宽带脉冲进行调制，将信号以非常窄、非常短的脉冲形式发送出去。
•接收：接收方接收到发送方的信号，并通过时间差测量等方法分析信号，获取到达时间、到达角度等信息。
•多路径衰减：由于UWB信号在传播过程中会遇到反射、衍射等现象，因此会形成多条传播路径。
通过对多路径信号进行分解和处理，可以实现对目标物体的精确定位。
3. UWB定位方法UWB定位可以通过多种方法实现，以下是常见的几种方法：3.1. TOA（Time of Arrival）TOA方法是通过测量信号从发送器到接收器的时间来确定目标物体的位置。
具体步骤如下：1.发送端发送校准信号。
2.接收端接收到校准信号，并记录接收时间。
3.计算校准信号的传播时间差。
4.根据传播时间差及速度，计算目标物体的位置。
3.2. TDOA（Time Difference of Arrival）TDOA方法是通过测量信号到达不同接收器的时间差来确定目标物体的位置。
具体步骤如下：1.发送端发送校准信号。
2.不同接收器接收到校准信号，并记录接收时间。
3.计算每个接收器之间的时间差。
4.根据时间差及速度，计算目标物体的位置。
3.3. AOA（Angle of Arrival）AOA方法是通过测量信号到达接收器的角度来确定目标物体的位置。
具体步骤如下：1.发送端发送校准信号。
2.接收器接收到校准信号，并记录接收到信号的角度。
3.根据接收到信号的角度及发送器与接收器之间的距离，计算目标物体的位置。
uwb定位技术的原理及应用详解
UWB定位技术的原理及应用详解1. UWB定位技术简介UWB（Ultra-Wideband）定位技术是一种通过发送短脉冲信号并利用信号的时间延迟测量来实现精确定位的无线通信技术。
它具备高精度、高抗干扰性和高可靠性等特点，被广泛应用于室内定位、无人车导航、物品追踪等领域。
2. UWB定位技术的原理UWB定位技术的原理基于信号的时间延迟测量和多路径传播。
其工作原理可以概括为以下几个步骤：2.1 发送短脉冲信号UWB定位系统通过发送短脉冲信号，这些脉冲信号具有极宽的带宽（一般超过500MHz）。
短脉冲信号的带宽决定了其时间分辨率，从而影响定位系统的精度。
2.2 接收信号接收器接收到发送信号后，对信号进行采样并记录下信号的时间信息。
接收器通常配备多个天线，以便同时接收到来自不同方向的信号。
2.3 多径传播在室内环境中，信号在传播过程中会经历反射、散射和衍射等多径效应。
这些多径传播现象会导致信号在到达接收器时存在多个路径，即多个到达时间。
2.4 时间延迟测量通过测量信号的到达时间差，即多径传播路径之间的时间延迟，可以推算出发送端与接收端之间的距离。
根据距离和接收器位置，可以确定待定位对象的位置。
3. UWB定位技术的应用UWB定位技术在多个领域具有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：3.1 室内定位UWB定位技术在室内定位中表现出色。
通过将UWB定位系统部署在建筑物内部，可以实现对人员和物品的实时定位，方便管理和调度。
它在大型商场、展览馆、医院等场所的定位需求中得到了广泛应用。
3.2 无人车导航UWB定位技术在无人车导航中起到重要作用。
通过在车辆和周围环境中部署UWB定位系统，可以提供高精度的定位和导航服务，使得无人车在复杂环境中能够准确感知和定位。
3.3 物品追踪利用UWB定位技术，可以准确追踪和定位移动物体。
例如，在物流仓库中，可以通过在物品上安装UWB标签并配备UWB定位系统，实时追踪和监控物品的位置和状态，提高物品管理的效率和准确性。
uwb定位技术
uwb定位技术UWB定位技术，即Ultra Wideband定位技术，是一种基于超宽带技术的定位技术，可以在室内和室外实现高精度的空间定位。
本文将详细介绍UWB定位技术的原理、应用领域以及发展前景等相关内容。
UWB定位技术利用超宽带信号，通过发射连续的多频率、多脉冲的短时信号，实现对信号传播的时延测量，从而实现对目标位置的定位。
相比传统的定位技术，UWB具有以下几个重要特点。
首先，UWB具有高精度的定位能力。
UWB信号的带宽较宽，可以达到几个GHz甚至更宽的范围，这使得信号的时延测量精度可以达到纳秒级甚至更高。
同时，UWB信号的多径传播特性也可以通过信号处理算法进行有效的抑制，提高定位的精度。
其次，UWB定位技术适用于室内环境。
由于UWB信号的频谱覆盖范围较宽，可以穿透建筑物、固体物体等障碍物，从而实现室内环境下的定位需求。
这对于一些需要在室内进行精确定位的应用场景，如室内导航、智能家居、室内安防等具有重要的实际意义。
此外，UWB定位技术还具备抗干扰能力强的特点。
由于UWB信号的带宽较宽，信号与其他窄带信号的频率隔离较大，因此具有较强的抗干扰能力。
这使得UWB定位技术在复杂的电磁环境下，如高密度无线通信网络覆盖区域等，仍然能够保持较高的定位精度和稳定性。
目前，UWB定位技术已经在多个领域得到了广泛的应用。
在室内导航领域，UWB定位技术可以利用其高精度的定位能力，为用户提供精确的室内导航服务，辅助用户进行室内位置的识别和导航。
同时，UWB 定位技术还可以在智能家居领域发挥作用，通过对用户位置的准确掌握，实现对家居设备的智能控制和管理。
此外，UWB定位技术还可以应用于室内安防领域。
通过对目标位置的准确定位，可以实现对入侵者的精确定位和追踪，提高安防系统的警戒能力和反应速度。
同时，UWB定位技术还可以在工业自动化领域中，通过对设备和工件的定位，提高生产效率和管理水平。
未来，随着5G、物联网等技术的发展，UWB定位技术有望在更多领域实现广泛应用。
UWB高精度定位技术分析及现实应用
UWB高精度定位技术分析及现实应用UWB定位技术可以应用于许多领域，包括室内定位、物联网、智能家居和自动驾驶等。
其广泛的应用包括人员定位、资产和设备追踪、安全监控等领域。
例如，在智能家居领域，UWB 定位技术可以实现通过用户拿着手表或手机来识别其身份并自动控制家电的功能；在自动驾驶领域，UWB定位技术可以进行高精度地图绘制，并提供车辆精确定位服务。
总之，UWB 定位技术具有高精度、低功耗、抗干扰等特点，是一种非常有前途的技术。
相较于其他技术，UWB在人员定位中的应用有以下优点：高精度：UWB可以实现亚米级别的高精度位置定位，而传统的无线定位技术如蓝牙和WiFi 精度通常只能达到几米甚至十几米。
抗干扰性强：UWB频段宽，信号强度低且与其他无线电设备干扰少，具有很好的抗干扰能力，特别是在复杂的多路径环境下表现更加出色。
易于部署：UWB基础设施部署相对便宜、简单，无需布放大量的基站或其他附加设备，可快速实现全面覆盖。
高安全性：UWB提供了高信号保密性和防窃听功能，保证了定位过程中的数据安全性。
UWB定位技术在现实生活中的应用非常广泛，例如：货物追踪：UWB技术可以精确地跟踪货物的位置和运动轨迹，让企业更好地管理库存，并减少盗窃和损失。
室内定位：UWB技术可以在室内环境中提供高精度的定位服务，帮助人们更快速、有效地找到自己需要的地方，如商场导航、园区导航等。
车辆安全：UWB技术可以用于车辆互联和自动驾驶系统，提高了行驶安全性和效率，降低了事故风险。
健康监测：UWB技术可以监测心率、呼吸和睡眠等健康指标，为人们提供更准确的健康数据和智能化服务。
安防监控：UWB技术可用于建筑物和基础设施的安全监控，如消防报警、人员追踪等。
综上所述，相较于其他技术，UWB在人员定位中具有更高的精度和抗干扰性，易于部署和高安全性等特点，因此在人员定位领域被广泛应用。
WiFi、蓝牙、RFID、红外、ZigBee、UWB哪种室内定位技术更好？
WiFi、蓝牙、RFID、红外、ZigBee、UWB哪种室内定位技术更好？我们常用的定位技术当属GPS卫星定位，无论是汽车还是手机导航，都会用到GPS，但一旦到了室内，由于建筑物的遮挡，GPS便无法做到精确的定位。
目前，随着5G技术的发展，新的编码方式、波束赋形、大规模天线阵列、毫米波频谱等为高精度距离测量提供技术支持。
因此，室内定位的研究成为无线传感器网络服务的一个重要分支。
常用的室内定位技术包括：WiFi、蓝牙、RFID、红外、ZigBee、UWB等等，本文就将这几种定位方式进行对比，看看哪种室内定位技术更好。
WiFi定位技术WiFi定位技术是采用经验测试和信号传播模型相结合的方式，对已接入的移动设备进行位置定位，最高精确度大约在1米至20米之间。
如果定位测算仅基于当前连接的WiFi接入点，而不是参照周边Wi-Fi的信号强度合成图，则WiFi定位就很容易存在误差（例如：定位楼层错误）。
另外，WiFi接入点通常都只能覆盖半径90米左右的区域，而且很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。
蓝牙定位技术蓝牙定位技术是目前市场上应用部署比较多的，相对来说也是一种比较成熟的定位技术。
蓝牙和WiFi之间的差别不是太大，但是准确性会比WiFi（3-5m）高一点。
蓝牙定位采用基于蓝牙的三角测距技术，除了使用手机的蓝牙模块外，还需要部署蓝牙信标，可以实现亚米级的最高定位精度，但是是需要布置太多的信标。
蓝牙定位技术的最大优点是体积小，距离短，功耗低，可以集成到手机等移动设备中，只需打开设备的蓝牙功能，就可进行定位。
蓝牙传输不受视线影响，但是对于复杂的工业环境，蓝牙系统的稳定性稍差，抗遮挡能力有待提高，并且容易受到噪声信号的干扰。
RFID定位技术RFID定位的基本原理是通过一组固定的读取器读取目标RFID标签的特征信息（例如身份ID，接收信号强度等），它也可以使用最近邻法，多边定位法，接收信号强度等确定标签位置的方法。
uwb定位系统原理
解密UWB定位系统：原理及应用UWB定位系统是一种高精度的定位技术，也是现代无线通信领域的热门话题。
本文将为您详细介绍UWB定位系统的原理和应用。
UWB定位系统的原理是利用超短脉冲信号在空间中传输的时间来计算距离。
这种信号在天线之间传输时会受到多径干扰，例如反射、多
次反射等。
为了减小这种干扰，UWB定位系统使用了多个接收器和发射器来形成超定向性锥形波束，从而准确地确定目标位置。
同时，UWB定位系统具有扩频技术的特点，可以在低功率下实现高数据速率的传输，具有较高的抗干扰能力。
UWB定位系统的应用领域十分广泛。
在室内定位领域，UWB定位系
统可用于实时跟踪人员或设备的位置，应用于物流、工业、医疗等领域，提高了生产效率和安全性。
在智能家居领域，UWB定位系统可用于智能门锁、远程控制等方面，实现更智能化、互联化的家居生活。
在
汽车领域，UWB定位系统可用于智能防盗、行车记录等方面，提高了汽车的安全性。
总之，UWB定位系统是一种重要的无线通信技术，可以在多个领域应用。
通过深入理解其原理和应用，可以帮助我们更好地认识和应用
这一技术，推动科技进步并为生活和工作带来便捷。
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uwb室内定位技术在隧道人员定位中的应用
什么是uwb室内定位技术？
简而言之就是采用uwb定位技术提供室内位置定位服务的，一是室内导航，二是在室内环境下对人员或物资进行定位，寻找起来比较方便，当然还有引申出来的其他用途，电子围栏、一键求救、轨迹回放等等。
本文主要讲解uwb室内定位技术在隧道人员定位中的应用
由于恒高科技uwb室内定位的室外基站外壳符合隧道的高粉尘、高湿环境；基站间全部无线同步，无需复杂部署，省去安装成本等优势，通过实地项目检验，得到了诸多隧道定位项目的一致好评。
1.UWB室内定位实时显示：从隧道人员定位的角度来讲，可实现全厂区的人员精准定位显示
通过平面、立体和列表三种视图方式实时显示定位区域内不同类型人员（标签）的实时位置，方便监管人员随时了解定位区域内不同类型人员（标签）的实时状态，可以分区域统计人数。
uwb室内定位系统可随时查看作业人员的位置、分布区域、运动路线、工作时长等信息，有助于优化其作业流程，一旦发生事故可依据定位快速疏导，保障高危区域人员安全。
2.UWB室内定位时刻考勤：携卡人员出入洞时刻考勤，结合LED广播形式直观查看考勤数据
软件可自动生成某个时间段的考勤报表，记录原始进出洞时间，通过姓名和卡号、工号可以进行查询、导出个人的考勤记录。
也可以通过定位区域内人员工种类型、部门类型等查询、导出团体的考勤记录。
通过LED广播形式的方式直观查看出勤率、管理人员、管理单位以及各个班组的出勤人数。
3.UWB室内定位之定位基站：室外基站“定制化”，适应隧道高粉尘、高湿环境隧道施工环境一般都是高粉尘、高湿环境，一般基站几乎无法适应，所以很多传统定位方案无法满足隧道人员定位管理的要求。
而基于uwb的室内定位基站能够实现IP67级防护，可以在实现在高湿、高粉尘环境工作，拥有防爆、耐腐蚀能力，支持低温工作，无惧恶劣化工环境。
另外恒高科技uwb室内定位基站剑全部实现无线同步，不需要在隧道施工区域布线或是走网，大大减少部署难度及施工成本，较传统定位方案，部署速度得到了大幅提升，能够显著降低项目成本。
因此，当前的UWB隧道人员定位方案已在多家隧道施工地得到实地部署。
不管室内定位技术如何变更，隧道施工区域的安全管理始终是重中之重，人员及生产安全是提升企业效益的根本。
基站成本过高、部署成本过高（基站间的同步线缆），以上两种成本问题，是导致施工隧道定位无法全线铺开的重要原因。
而恒高科技基于uwb室内定位的隧道人员定位解决方案，不仅大大减少了基站部署投入成本，且已有实际落地的隧道施工项目。
最重要相比同行，我司的定位基站价格性价比更高。
必将大大减少事故隐患，在事故发生时实现快速救援，减少损失，促进厂区安全生产及管理效率的提升。