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室內定位常用演算法

發布時間:2024-10-19 23:34:19

⑴ 目前行業內有哪些比較高精度的室內定位演算法和實現

目前行業內高精度的室內定位演算法,藍牙的有AoA演算法,UWB的有TDoA演算法。

UWB定位演算法只TDoA演算法

目前已經落地的高精度室內定位方案基本是依靠UWB來實現的,UWB定位系統可以在UWB基站VDU2503覆蓋區域范圍內,結合UWB標簽(UWB工卡VDU1501,UWB手錶VDU1502,UWB資產標簽VDU1503),配合UWB的TDOA演算法及終端顯示設備,實現復雜的人員定位、監測和追蹤任務,並准確找尋到目標對象,實現對人員和物品的實時定位和監控管理,定位精度達到10~30厘米。

⑵ 目前行業內有哪些比較高精度的室內定位演算法和實現

目前室內定位常用的較高精度的定位方法,從原理上主要分為七種:鄰近探測法、質心定位法、多邊定位法、三角定位法、極點法、指紋定位法和航位推演算法。
一、鄰近探測法
通過一些有范圍限制的物理信號的接收,從而判斷移動設備是否出現在某一個發射點附近。該方法雖然只能提供大概的定位信息,但其布設成本低、易於搭建,適合於一些對定位精度要求不高的應用,例如自動識別系統用於公司的員工簽到。
二、質心定位法
根據移動設備可接收信號范圍內所有已知的信標(beacon)位置,計算其質心坐標作為移動設備的坐標。該方法易於理解,計算量小,定位精度取決於信標的布設密度。
三、多邊定位法
通過測量待測目標到已知參考點之間的距離,從而確定待測目標的位置。精度高、應用廣。
四、三角定位法
基於無線信號的三角測量定位演算法是室內定位演算法中非常常見的一種,三角測量定位演算法類似GPS衛星定位。實際定位過程中使用的是RSSI信號值衰減模型。原理是在無線信號強度在空間中傳播隨著距離衰減,而無線信號強度(RSSI值)對於定位標簽上的接收器來說是可測的,那麼依據測試到的信號強度,再根據信號衰減模型就可以反推出距離了。獲取待測目標相對2個已知參考點的角度後結合兩參考點間的距離信息可以確定唯一的三角形,即可確定待測目標的位置。基於三角測量定位演算法的定位方案是被動式藍牙定位方案和主被動一體式藍牙定位方案。
五、極點法
通過測量相對某一已知參考點的距離和角度從而確定待測點的位置。該方法僅需已知一個參考點的位置坐標,因此使用非常方便,已經在大地測量中得到廣泛應用。
六、指紋定位法
在定位空間中建立指紋資料庫,通過將實際信息與資料庫中的參數進行對比來實現定位。指紋定位的優勢是幾乎不需要參考測量點,定位精度相對較高;但缺點是前期離線建立指紋庫的工作量巨大,同時很難自適應於環境變化較大的場景。
七、航位推演算法
是在已知上一位置的基礎上,通過計算或已知的運動速度和時間計算得到當前的位置。數據穩定,無依賴,但該方法存在累積誤差,定位精度隨著時間增加而惡化。

⑶ 列舉處理wifi室內定位所需要的技術

最近半年也在研究和學習室內定位的一些技術知識。簡略概述如下,僅供參考哈。

對於硬體部分,我個人不是很熟悉。但是針對wifi的信號波做過一些實驗,可供借鑒:對於wifi熱點的特性,如wifi信號的特性(廣播頻率、波長、抗干擾性等)。

室內定位的演算法主要可以分為兩部分:對於信號處理的演算法,定位的演算法。
(1)對於信號處理的演算法:主要是一些濾波方法。如中值濾波、均值濾波、維納濾波、卡爾曼濾波,等等。
(2)定位的演算法:主要是基於機器學習的演算法,這些你上網搜一下相關的論文,有很多。但是最經典的應該是KNN分類演算法,以及在它基礎上的各種改進演算法。

⑷ 目前行業內有哪些比較高精度的室內定位演算法和實現

精度較高的有幾種:紅外線室內定位、超聲波室內定位、射頻識別室內定位、藍牙室內定位、超寬頻室內定位;另外還有wifi室內定位,Zigbee室內定位,這兩種定位精度不高,誤差比較大
每一種室內定位方案演算法都有所區別。
紅外線室內定位穿透性比較差,超聲波室內定位布局比較復雜,實現難度高,射頻識別室內定位抗干擾性差
藍牙室內定位基於低功耗藍牙,低功耗藍牙具有跳頻抗干擾特性,穿透性也不錯,布局也不復雜,比如天工測控 (SKYLAB)的藍牙beacon室內定位方案,部署的是SKYLAB開發的硬體基站beacon VG01/02/TD03等等,演算法也是SKYLAB開發的室內定位演算法,採用基於藍牙的三角定位技術,室內定位精度可以達到2米。
超寬頻定位技術利用事先布置好的已知位置的錨節點和橋節點,與新加入的盲節點進行通訊,並利用三角定位或者「指紋」定位方式來確定位置。其定位方案採用UWB超寬頻脈沖信號,由多個感測器採用TDOA和AOA定位演算法對標簽位置進行分析,定位精度高;天工測控目前也在開發這種定位技術,其穿透性、抗干擾性都不錯,但是成本比較高。
目前主流的就是上面這些方案

⑸ 哪種室內定位技術精度高,有沒有高精度室內定位解決方案

室內定位的應用技術分析,室內定位無線方案比較!

Wi-Fi定位、藍牙定位、RFID定位、UWB(超寬頻)室內定位、紅外技術、超聲波等技術紛紛進入市場,為不同行業的室內定位需求貢獻了諸多行之有效的位置服務方案。

各種室內定位技術各有優劣,在不同應用場景、不同預算要求下,也可將不同的原理組合使用。主流技術有以下幾種:

WiFi定位技術

目前WiFi是相對成熟且應用較多的技術,這幾年有不少公司投入到了這個領域。WiFi室內定位技術主要有兩種。

一種是通過移動設備和三個無線網路接入點的無線信號強度,通過差分演算法,來比較精準地對人和車輛的進行三角定位。另一種是事先記錄巨量的確定位置點的信號強度,通過用新加入的設備的信號強度對比擁有巨量數據的資料庫,來確定位置(「指紋」定位)。

WiFi定位可以實現復雜的大范圍定位,但精度只能達到2米左右,無法做到精準定位。因此適用於對人或者車的定位導航,可以於醫療機構、主題公園、工廠、商場等各種需要室內定位導航的場合。

藍牙技術

藍牙信標技術目前部署的也比較多,也是相對比較成熟的技術。藍牙跟WiFi的區別不是太大,精度會比WiFi稍微高一點。

藍牙室內定位技術的代表是Nokia,推出了HAIP的室內精確定位解決方案,採用基於藍牙的三角定位技術,除了使用手機的藍牙模塊外,還需部署藍牙基站,最高可以達到亞米級定位精度。

藍牙室內定位技術最大的優點是設備體積小、短距離、低功耗,容易集成在手機等移動設備中。只要設備的藍牙功能開啟,就能夠對其進行定位。藍牙傳輸不受視距的影響,但對於復雜的空間環境,藍牙系統的穩定性稍差,受雜訊信號干擾大且在於藍牙器件和設備的價格比較昂貴。

超寬頻UWB室內定位技術

超寬頻(UWB)室內定位技術利用事先布置好的已知位置的錨節點和橋節點,與新加入的盲節點進行通訊,並利用三角定位或者「指紋」定位方式來確定位置。

超寬頻室內定位的定位方案採用UWB(超寬頻)脈沖信號,由多個感測器採用TDOA和AOA定位演算法對標簽位置進行分析,多徑分辨能力強、精度高,定位精度可達亞米級。

超寬頻通信不需要使用傳統通信體制中的載波,而是通過發送和接收具有納秒或納秒級以下的極窄脈沖來傳輸數據,因此具有GHz量級的帶寬。由於超寬頻定位技術具有穿透力強、抗多徑效果好、安全性高、系統復雜度低、能提供精確定位精度等優點,前景相當廣闊。

之前的技術研究中,由於新加入的盲節點也需要主動通信使得功耗較高,而且事先也需要布局,使得成本還無法降低。

但是在恆高科技的產品設計之中,定位基站使用電池供電,滿足續航時間大於1年。且基站通過無線與通信基站傳輸數據,不需要鋪設線纜,既節省了安裝的硬體成本,又節省安裝的時間成本。不僅如此,日常運行成本,受台風、暴雨等影響時的恢復成本都會加到產品售出時的價格之上。對此,恆高科技形成了一套自組網、自維護的產品設計,有效的將維護費用降低,優化投入成本。

從技術上看,無論是從定位精度、安全性、抗干擾、功耗等角度來分析,UWB無疑是最理想的工業定位技術之一。

RFID技術

RFID室內定位的基本原理是,通過一組固定的閱讀器讀取目標RFID標簽的特徵信息(如身份ID、接收信號強度等),同樣可以採用近鄰法、多邊定位法、接收信號強度等方法確定標簽所在位置。

射頻識別室內定位技術作用距離很近,但它可以在幾毫秒內得到厘米級定位精度的信息,且由於電磁場非視距等優點,傳輸范圍很大,而且標識的體積比較小,造價比較低。但其不具有通信能力,抗干擾能力較差,不便於整合到其他系統之中,且用戶的安全隱私保障和國際標准化都不夠完善。

目前有大量成熟的商用定位方案基於RFID技術,廣泛應用於緊急救援、資產管理、人員追蹤等領域。

紅外室內定位技術

紅外線室內定位有兩種,第一種是被定位目標使用紅外線IR標識作為移動點,發射調制的紅外射線,通過安裝在室內的光學感測器接收進行定位;第二種是通過多對發射器和接收器織紅外線網覆蓋待測空間,直接對運動目標進行定位。

紅外線的技術已經非常成熟,用於室內定位精度相對較高,但是由於紅外線只能視距傳播,穿透性極差(可以參考家裡的電視遙控器),當標識被遮擋時就無法正常工作,也極易受燈光、煙霧等環境因素影響明顯。加上紅外線的傳輸距離不長,使其在布局上,無論哪種方式,都需要在每個遮擋背後、甚至轉角都安裝接收端,布局復雜,使得成本提升,而定位效果有限。

該技術目前主要用於軍事上對飛行器、坦克、導彈等紅外輻射源的被動定位,此外也用於室內自走機器人的位置定位。

超聲波室內定位技術

超聲波室內定位主要採用反射式測距法,通過多邊定位等方法確定物體位置,系統由一個主測距器和若干接收器組成,主測距儀可放置在待測目標上,接收器固定於室內環境中。定位時,向接收器發射同頻率的信號,接收器接收後又反射傳輸給主測距器,根據回波和發射波的時間差計算出距離,從而確定位置。

超聲波定位整體定位精度較高,結構簡單,但超聲波受多徑效應和非視距傳播影響很大,且超聲波頻率受多普勒效應和溫度影響,同時也需要大量基礎硬體設施,成本較高。

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