UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)整體解決方案設(shè)計(jì)介紹UWB技術(shù)是一種新型的無線通信技術(shù)，它的工作頻帶為3.1~10.6GHz。UWB信號(hào)的發(fā)生可通過發(fā)射時(shí)間極短的窄脈沖（如二次高斯脈沖）實(shí)現(xiàn)。超寬帶的主要優(yōu)勢(shì)有，低功耗、對(duì)信道衰落不敏感、抗干擾能力強(qiáng)、不會(huì)對(duì)同一環(huán)境下的其他設(shè)備產(chǎn)生干擾、穿透性較強(qiáng)，具有很高的定位準(zhǔn)確度和定位精度。UWB-TDOA定位原理是利用無線電波在空氣中傳播的速度是恒定的，通過多個(gè)基站接收到同一信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算出目標(biāo)物體的位置，該定位方式具有高精度和高可靠性。2.1.2系統(tǒng)組成UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)由基站和標(biāo)簽兩部分組成?；臼窍到y(tǒng)的核心部件，主要負(fù)責(zé)信號(hào)的發(fā)射和接收。標(biāo)簽是被定位的目標(biāo)物體，通過接收基站發(fā)出的信號(hào)來實(shí)現(xiàn)定位。系統(tǒng)采用UWB-TDOA定位原理，通過多個(gè)基站接收到同一信號(hào)的時(shí)間差計(jì)算出標(biāo)簽的位置，實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物體的高精度定位。2.2系統(tǒng)特點(diǎn)UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)具有定位精度高、抗干擾能力強(qiáng)、穿透性強(qiáng)、無需基礎(chǔ)設(shè)施、可擴(kuò)展性好等特點(diǎn)。系統(tǒng)不僅可以用于室內(nèi)定位，還可以應(yīng)用于車輛定位、人員定位、物品追蹤等多個(gè)領(lǐng)域。系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)定位監(jiān)控，提高安全性和管理效率。2.3應(yīng)用場(chǎng)景UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于大型基建工地、石油化工、電力電網(wǎng)、養(yǎng)老院、監(jiān)獄等場(chǎng)景。同時(shí)，系統(tǒng)還在不斷挖掘潛力，積極跟進(jìn)智能社區(qū)、政府機(jī)關(guān)、機(jī)器人導(dǎo)航、旅游、停車場(chǎng)等應(yīng)用場(chǎng)景，為更多行業(yè)提供高精度定位服務(wù)。通過UWB室內(nèi)定位系統(tǒng)，恒高科技為客戶提供了全方位的定位安防監(jiān)管服務(wù)，保障客戶的人員物資安全，提升作業(yè)效率，為客戶提供了豐厚的利潤(rùn)價(jià)值。恒高科技將繼續(xù)不斷挖掘高精度定位系統(tǒng)的潛力，為更多行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和服務(wù)。恒高四維定位TM系統(tǒng)采用UWB-TDOA技術(shù)，利用到達(dá)時(shí)間差原理，通過測(cè)量定位標(biāo)簽相對(duì)于兩個(gè)不同定位基站之間無線電信號(hào)傳播的時(shí)間差，得出定位標(biāo)簽相對(duì)于四組定位基站的距離差。相比于其他定位技術(shù)，該技術(shù)不需要定位標(biāo)簽與定位基站之間進(jìn)行往復(fù)通信，只需定位標(biāo)簽發(fā)射或接收UWB信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)更高的定位動(dòng)態(tài)和定位容量。恒高四維定位TM系統(tǒng)產(chǎn)品采用UWB-TDOA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高精度、高動(dòng)態(tài)、高容量、低功耗的定位系統(tǒng)。定位制式分為跟蹤定位和導(dǎo)航定位。跟蹤定位是指被定位對(duì)象不是位置的直接使用者，而是由監(jiān)管后臺(tái)直接使用位置信息；導(dǎo)航定位是指被定位對(duì)象是位置的直接使用者，如果監(jiān)管后臺(tái)需要使用位置信息，可以由被定位對(duì)象將位置信息傳輸給監(jiān)管后臺(tái)。恒高四維定位TM系統(tǒng)產(chǎn)品的不同系列分別支持跟蹤定位和導(dǎo)航定位。UWB-TDOA定位方法分為下行TDOA定位和上行TDOA定位。下行TDOA定位是指由定位基站發(fā)射UWB定位信號(hào)，定位標(biāo)簽接收UWB定位信號(hào)的定位方法；上行TDOA定位是指由定位標(biāo)簽發(fā)射UWB定位信號(hào)，定位基站接收UWB定位信號(hào)的定位方法。下行TDOA定位可以實(shí)現(xiàn)跟蹤定位和導(dǎo)航定位，上行TDOA定位可以實(shí)現(xiàn)跟蹤定位。下行TDOA定位和上行TDOA定位的特點(diǎn)對(duì)比見下表1，恒高四維定位TM系統(tǒng)產(chǎn)品的不同系列分別支持下行TDOA定位及上行TDOA定位，并且不同系列產(chǎn)品可融合使用，以此根據(jù)不同應(yīng)用場(chǎng)景用戶需求提供性價(jià)比最優(yōu)化的解決方案。UWB-TDOA技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)是同步。高精度定位需要穩(wěn)定可靠的基準(zhǔn)時(shí)間和同步技術(shù)解決頻率同步和時(shí)間同步問題。時(shí)間同步類似于將兩塊手表的時(shí)刻調(diào)整到相同時(shí)刻，但機(jī)械差異會(huì)導(dǎo)致偏差，需要頻率同步解決。同步技術(shù)分為有線和無線兩種，有線同步精度高但成本高，無線同步可以達(dá)到有線同步的精度。恒高H1006無線同步技術(shù)深入無線電發(fā)射接收鏈路，使無線同步達(dá)到有線同步相同的定位精度，實(shí)現(xiàn)了性價(jià)比的最優(yōu)化。UWB-TDOA定位系統(tǒng)由感知層、傳輸層、服務(wù)層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層組成。感知層包括定位基站、通信基站、通信定位基站和定位標(biāo)簽，通過UWB定位信道實(shí)現(xiàn)對(duì)定位標(biāo)簽的定位，通過Zigbee通信信道實(shí)現(xiàn)參數(shù)配置、狀態(tài)回傳和數(shù)據(jù)傳輸。傳輸層分為無線和有線兩種，無線傳輸網(wǎng)通過WIFI信道為定位基站提供數(shù)據(jù)傳輸鏈路，有線傳輸網(wǎng)通過有線以太網(wǎng)和POE方式為定位基站提供數(shù)據(jù)傳輸鏈路。定位系統(tǒng)應(yīng)用軟件基于定位對(duì)象的位置信息，提供了許多功能。除了位置信息的顯示和回放，結(jié)合地圖空間信息，對(duì)定位對(duì)象位置進(jìn)行分析和處理，還可以實(shí)現(xiàn)電子圍欄、考勤統(tǒng)計(jì)、行為分析、智能巡檢等功能。系統(tǒng)應(yīng)用軟件根據(jù)定位對(duì)象位置信息的處理分析程度，可分為基礎(chǔ)版、標(biāo)準(zhǔn)版和高級(jí)版。在基礎(chǔ)版中，包括位置地圖服務(wù)、實(shí)時(shí)位置顯示、軌跡回放、電子圍欄、企業(yè)管理、設(shè)備管理、軟件權(quán)限管理功能。位置地圖服務(wù)是基礎(chǔ)版中的一個(gè)功能，它支持2D、3D兩種地圖類型，并與定位坐標(biāo)匹配顯示人員位置。此外，它還提供了查看、修改、刪除地圖等操作，同時(shí)支持多地圖切換，每個(gè)地圖支持單獨(dú)繪制區(qū)域。實(shí)時(shí)位置顯示也是基礎(chǔ)版中的一個(gè)功能，它可以以平面視圖或立體視圖的角度展示現(xiàn)場(chǎng)人員的定位位置及人員信息，并自定義設(shè)置人員信息。通過部門、區(qū)域、卡號(hào)、姓名等條件篩選出需要查看的人員位置，軌跡跟蹤多人的實(shí)時(shí)位置軌跡，還可以對(duì)區(qū)域內(nèi)的定位標(biāo)簽卡呼叫撤離。此外，還可以以列表視圖的形式實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場(chǎng)人員的信息和位置，通過姓名、卡號(hào)、部門等信息篩選需要查看的人員，呼叫多人，并打印導(dǎo)出人員列表。區(qū)域視圖則可以按區(qū)域統(tǒng)計(jì)現(xiàn)場(chǎng)人員分布情況，并打印導(dǎo)出。軌跡回放也是基礎(chǔ)版中的一個(gè)功能，它可以回放某段時(shí)間內(nèi)多人在某個(gè)區(qū)域內(nèi)的軌跡，支持自定義繪制區(qū)域進(jìn)行軌跡回放，同時(shí)支持回放速率調(diào)節(jié)和自動(dòng)跳過無位置數(shù)據(jù)時(shí)間段，可手動(dòng)開啟。電子圍欄是基礎(chǔ)版中的另一個(gè)功能，可以在2D地圖上繪制權(quán)限區(qū)域，并設(shè)置人員進(jìn)出權(quán)限，違規(guī)操作會(huì)實(shí)時(shí)報(bào)警提示，同時(shí)還可以一鍵還原現(xiàn)場(chǎng)越界軌跡。企業(yè)管理是基礎(chǔ)版中的一個(gè)功能，可以進(jìn)行人員管理，提供增刪改查人員信息的操作，支持上傳照片、附件等功能，并提供人員信息、篩選條件自定義功能，同時(shí)還有超齡自動(dòng)提醒功能。設(shè)備管理是基礎(chǔ)版中的最后一個(gè)功能，它可以進(jìn)行欠壓提醒和呼叫求救功能，實(shí)時(shí)報(bào)警提醒。現(xiàn)代司法/監(jiān)獄系統(tǒng)對(duì)于安全管理的要求越來越高，需要對(duì)囚犯、工作人員和設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理，以確保安全和秩序。我們的智能化系統(tǒng)可以滿足這些需求。5.2.2定位系統(tǒng)方案采用EH100602定位系統(tǒng)，產(chǎn)品形態(tài)如圖5.2.1所示。圖5.2.15.2.3部署方案圖5.2.25.2.4系統(tǒng)功能1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)囚犯的位置和動(dòng)態(tài)信息，確保安全管理；2）記錄囚犯的行為軌跡，提供證據(jù)支持；3）監(jiān)控工作人員的位置和動(dòng)態(tài)信息，提高管理效率；4）自動(dòng)報(bào)警提醒，及時(shí)響應(yīng)特殊情況；5）設(shè)備自動(dòng)報(bào)修，杜絕漏檢；6）支持報(bào)表導(dǎo)出、打印等操作，方便管理人員查看和分析數(shù)據(jù)。5.6.3系統(tǒng)功能我們的系統(tǒng)提供統(tǒng)一的、規(guī)范化的風(fēng)險(xiǎn)管理平臺(tái)，有效實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的分級(jí)管控。同時(shí)，它還能有效保障物資財(cái)產(chǎn)安全，合理利用，減少巡檢難度，及時(shí)響應(yīng)救援，保障員工人身安全。通過對(duì)員工行為的監(jiān)管，形成良好的作業(yè)習(xí)慣，減少“三違”。此外，我們還可以統(tǒng)一巡查或隱患排查標(biāo)準(zhǔn)或要求，避免員工執(zhí)行差異。最后，我們的系統(tǒng)還可以進(jìn)行圍欄管理，限制進(jìn)出，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)。5.7港口5.7.1應(yīng)用背景現(xiàn)代港口一般規(guī)模較大，集裝箱數(shù)目多，不易進(jìn)行管理。我們提供的集人員、物資、設(shè)備管控的安全管理系統(tǒng)可以幫助解決輪胎吊的頻繁操作使駕駛員疲勞駕駛，容易造成安全隱患；同時(shí)各種設(shè)備的檢修與維護(hù)工作量及成本都十分巨大；提高港口的管理水平，增加企業(yè)效益的問題。5.7.2定位系統(tǒng)方案我們采用EH100602系統(tǒng)，產(chǎn)品形態(tài)如圖5.7.1所示。5.7.3系統(tǒng)功能我們的系統(tǒng)可以減少設(shè)備、物資管理成本，提高管理效率。同時(shí)，它可以智能檢測(cè)維修，減少維護(hù)時(shí)間，提高工作效率。此外，我們的系統(tǒng)還可以進(jìn)行特殊區(qū)域限制出入，保護(hù)人員及物資安全，并實(shí)時(shí)考勤，提高員工工作積極性。最后，我們的系統(tǒng)還可以及時(shí)響應(yīng)特殊情況，及時(shí)救援，減少安全事故發(fā)生，并提高港口整體管理水平，提高整體效益。5.8博物館5.8.1應(yīng)用背景博物館的基本功能是對(duì)文物的宣傳、教育和研究。由于講解員配備人數(shù)有限，不能逐一滿足觀眾的講解需求。如何實(shí)現(xiàn)博物館基本功能，為觀眾提供更多的、一流的服務(wù)，為博物館的管理工作帶來便捷成為了目前需要解決的問題。通過室內(nèi)定位技術(shù)，我們就可以在參觀游覽方面進(jìn)行改善，例如利用觀眾自帶移動(dòng)終端（如手機(jī)），將展品信息以及整個(gè)展館的參觀線路全部加載到觀眾的手機(jī)上，觀眾可自行安排參觀行程。在參觀過程中，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將觀眾周邊的展品信息顯示在手機(jī)屏幕上。這樣不僅解決了博物館在長(zhǎng)期存有藏品的保護(hù)與展示之間的矛盾，同時(shí)還帶動(dòng)了博物館的其他業(yè)務(wù)的信息化管理，提高了工作效率，為博物館的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)字化管理發(fā)揮了積極作用。5.8.2定位系統(tǒng)方案我們采用EH100603系統(tǒng)，產(chǎn)品形態(tài)如圖5.8.2所示。5.8.3系統(tǒng)功能我們的系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)覽，一鍵導(dǎo)航，提高觀展人員效率。同時(shí)，它可以實(shí)時(shí)顯示人員位置信息，便于實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的管理，并全方位智能化管理，提高博物館科技含量。此外，我們的系統(tǒng)還可以及時(shí)推送信息，提高展品曝光率。隨著機(jī)器人、AGV、VR、無人機(jī)等智能設(shè)備的廣泛應(yīng)用，其定位技術(shù)也越來越重要。準(zhǔn)確的定位能夠提高設(shè)備的效率和精度，為未來智能制造和智能物流等領(lǐng)域的發(fā)展提供支持。我司提供的定位系統(tǒng)能夠滿足這些設(shè)備的定位需求，具有以下功能：1.實(shí)現(xiàn)設(shè)備的精確定位和路徑規(guī)劃；2.提高設(shè)備的自主導(dǎo)航能力和運(yùn)動(dòng)控制精度；3.支持設(shè)備的自主避障和安全控制；4.提高設(shè)備的生產(chǎn)效率和準(zhǔn)確度，降低人工干預(yù)成本。5.11.2定位系統(tǒng)方案采用EH100604系統(tǒng)，產(chǎn)品形態(tài)如圖5.11.1所示。圖5.11.15.11.3系統(tǒng)功能1）支持多種設(shè)備的定位，如機(jī)器人、AGV、VR、無人機(jī)等；2）提供精確定位和路徑規(guī)劃功能，提高設(shè)備的運(yùn)動(dòng)控制精度；3）支持設(shè)備的自主避障和安全控制；4）提供實(shí)時(shí)監(jiān)控和遠(yuǎn)程控制功能，提高設(shè)備的生產(chǎn)效率和準(zhǔn)確度；5）支持多種通信方式，如Wi-Fi、藍(lán)牙、ZigBee等，便于設(shè)備的聯(lián)網(wǎng)和數(shù)據(jù)傳輸。隨著智能移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，其在軍事、醫(yī)療和商業(yè)等領(lǐng)域扮演著重要的角色。人們對(duì)智能移動(dòng)機(jī)器人的需求和期望也越來越高，因此移動(dòng)機(jī)器人研究進(jìn)入了新的發(fā)展階段。定位技術(shù)是智能移動(dòng)機(jī)器人的核心研究領(lǐng)域，也是實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)。自主定位和環(huán)境分析是移動(dòng)機(jī)器人最重要的能力之一。我們的公司通過在空間區(qū)域內(nèi)