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结合UWB信标与TurMass™广域通信技术的室内人员定位系统


日前,浙江海洋大学海天智能物联网实验室团队与巍泰技术(武汉)有限公司合作,顺利完成了超宽带(Ultra Wide Band,UWB)人员定位雷达的联合测试项目。通过此次合作,验证了UWB雷达强大的高精度定位,轨迹跟踪和抗干扰能力以及TurMass™广域通信技术的传输稳定性。

UWB技术是一种使用1GHz以上频率带宽的无线载波通信技术,它不采用正弦载波,而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。UWB技术作为一种新兴的无线通信技术,具有高精度、低功耗、抗干扰能力强等特点,为人员定位雷达的研发提供了新的可能性。

测试设备

网关

信标(四个)

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标签(两个)

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模拟基站

测试场景一:实验室(16.2m*4.75m)

实验室中配备了日常办公环境的各种要素,如办公桌、椅子、书架和展览柜等物品。

设备配置:信标设备为电池供电免布线,分别放置在实验室的四个角落,并将模拟基站和网关连接在电脑上。打开配套的调试软件,等待设备自动识别完成后,采用“一键式配置”,软件会根据信标发送的信息自动测算并配置信标参数。由于信标设备默认高度为2.9米,与实际不符,故一一测量四个信标的实际高度并在调试软件中修改信标的高度参数。设备配置完成后我们进行了一系列的性能测试。

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放置四个标签

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实验效果如上图,实验人员手持标签绕会议桌来回行走,在调试软件中可以清晰的看到实验人员的行走轨迹。经测试,UWB人员定位雷达可对手持UWB雷达标签的实验人员进行精准定位,并持续跟踪实验人员轨迹。

实验场景二:学校某场馆(17m*13m)

受实验室条件影响,UWB雷达信标无法安装到合适的高度,对其性能测试有一定的影响。于是选择了第二块场地进行测试。此次测试将UWB雷达信标安装至场馆四个角落的3.2m高处,如图所示。设备配置方式与实验场景一中的方法相同,最后只需将四个信标的高度参数设为3.2m即可。配置好所有设备后进行测试。

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实验效果如上图,首先是实验人员手持一个标签绕场馆内建筑的行走轨迹图;其次是两名实验人员各自手持一个标签绕场馆内建筑的行走轨迹图。此次实验地点环境复杂,场馆中有多面厚墙(40cm~60cm),分别测试了单标签定位和双标定位,效果良好。

测试结果分析:

1、定位精准:在动态定位测试中,UWB雷达可对人员的移动轨迹进行精确跟踪。

2、多目标处理能力出色:当多标签同时出现在测试空间时,UWB雷达能够准确识别并区分不同的目标,实现了多目标的同时定位与跟踪。

3、抗干扰能力强:在复杂的测试环境中,仍然能够有着良好的定位与追踪能力。

4、系统安装调试方便:UWB信标采用电池供电无需布线,安装布点方便,系统调试工具可以方便的配置信标的坐标,标签通过TurMass™无线传输技术可以实时显示标签坐标和轨迹信息,调试便捷。

测试总结:

本次UWB人员定位雷达在日常办公环境和复杂环境的测试中均有不错的定位和跟踪效果,采用TurMass™无线传输技术,以及系统免布线的方式易于整套系统的快速部署、调试、应用。相信未来随着技术的完善和发展,UWB技术能够凭借其众多的优点给我们带来更加良好的体验,为更多室内人员定位的应用提供有力支持。

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