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室内定位常用算法

发布时间:2024-10-19 23:34:19

⑴ 目前行业内有哪些比较高精度的室内定位算法和实现

目前行业内高精度的室内定位算法,蓝牙的有AoA算法,UWB的有TDoA算法。

UWB定位算法只TDoA算法

目前已经落地的高精度室内定位方案基本是依靠UWB来实现的,UWB定位系统可以在UWB基站VDU2503覆盖区域范围内,结合UWB标签(UWB工卡VDU1501,UWB手表VDU1502,UWB资产标签VDU1503),配合UWB的TDOA算法及终端显示设备,实现复杂的人员定位、监测和追踪任务,并准确找寻到目标对象,实现对人员和物品的实时定位和监控管理,定位精度达到10~30厘米。

⑵ 目前行业内有哪些比较高精度的室内定位算法和实现

目前室内定位常用的较高精度的定位方法,从原理上主要分为七种:邻近探测法、质心定位法、多边定位法、三角定位法、极点法、指纹定位法和航位推算法。
一、邻近探测法
通过一些有范围限制的物理信号的接收,从而判断移动设备是否出现在某一个发射点附近。该方法虽然只能提供大概的定位信息,但其布设成本低、易于搭建,适合于一些对定位精度要求不高的应用,例如自动识别系统用于公司的员工签到。
二、质心定位法
根据移动设备可接收信号范围内所有已知的信标(beacon)位置,计算其质心坐标作为移动设备的坐标。该方法易于理解,计算量小,定位精度取决于信标的布设密度。
三、多边定位法
通过测量待测目标到已知参考点之间的距离,从而确定待测目标的位置。精度高、应用广。
四、三角定位法
基于无线信号的三角测量定位算法是室内定位算法中非常常见的一种,三角测量定位算法类似GPS卫星定位。实际定位过程中使用的是RSSI信号值衰减模型。原理是在无线信号强度在空间中传播随着距离衰减,而无线信号强度(RSSI值)对于定位标签上的接收器来说是可测的,那么依据测试到的信号强度,再根据信号衰减模型就可以反推出距离了。获取待测目标相对2个已知参考点的角度后结合两参考点间的距离信息可以确定唯一的三角形,即可确定待测目标的位置。基于三角测量定位算法的定位方案是被动式蓝牙定位方案和主被动一体式蓝牙定位方案。
五、极点法
通过测量相对某一已知参考点的距离和角度从而确定待测点的位置。该方法仅需已知一个参考点的位置坐标,因此使用非常方便,已经在大地测量中得到广泛应用。
六、指纹定位法
在定位空间中建立指纹数据库,通过将实际信息与数据库中的参数进行对比来实现定位。指纹定位的优势是几乎不需要参考测量点,定位精度相对较高;但缺点是前期离线建立指纹库的工作量巨大,同时很难自适应于环境变化较大的场景。
七、航位推算法
是在已知上一位置的基础上,通过计算或已知的运动速度和时间计算得到当前的位置。数据稳定,无依赖,但该方法存在累积误差,定位精度随着时间增加而恶化。

⑶ 列举处理wifi室内定位所需要的技术

最近半年也在研究和学习室内定位的一些技术知识。简略概述如下,仅供参考哈。

对于硬件部分,我个人不是很熟悉。但是针对wifi的信号波做过一些实验,可供借鉴:对于wifi热点的特性,如wifi信号的特性(广播频率、波长、抗干扰性等)。

室内定位的算法主要可以分为两部分:对于信号处理的算法,定位的算法。
(1)对于信号处理的算法:主要是一些滤波方法。如中值滤波、均值滤波、维纳滤波、卡尔曼滤波,等等。
(2)定位的算法:主要是基于机器学习的算法,这些你上网搜一下相关的论文,有很多。但是最经典的应该是KNN分类算法,以及在它基础上的各种改进算法。

⑷ 目前行业内有哪些比较高精度的室内定位算法和实现

精度较高的有几种:红外线室内定位、超声波室内定位、射频识别室内定位、蓝牙室内定位、超宽带室内定位;另外还有wifi室内定位,Zigbee室内定位,这两种定位精度不高,误差比较大
每一种室内定位方案算法都有所区别。
红外线室内定位穿透性比较差,超声波室内定位布局比较复杂,实现难度高,射频识别室内定位抗干扰性差
蓝牙室内定位基于低功耗蓝牙,低功耗蓝牙具有跳频抗干扰特性,穿透性也不错,布局也不复杂,比如天工测控 (SKYLAB)的蓝牙beacon室内定位方案,部署的是SKYLAB开发的硬件基站beacon VG01/02/TD03等等,算法也是SKYLAB开发的室内定位算法,采用基于蓝牙的三角定位技术,室内定位精度可以达到2米。
超宽带定位技术利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点,与新加入的盲节点进行通讯,并利用三角定位或者“指纹”定位方式来确定位置。其定位方案采用UWB超宽带脉冲信号,由多个传感器采用TDOA和AOA定位算法对标签位置进行分析,定位精度高;天工测控目前也在开发这种定位技术,其穿透性、抗干扰性都不错,但是成本比较高。
目前主流的就是上面这些方案

⑸ 哪种室内定位技术精度高,有没有高精度室内定位解决方案

室内定位的应用技术分析,室内定位无线方案比较!

Wi-Fi定位、蓝牙定位、RFID定位、UWB(超宽带)室内定位、红外技术、超声波等技术纷纷进入市场,为不同行业的室内定位需求贡献了诸多行之有效的位置服务方案。

各种室内定位技术各有优劣,在不同应用场景、不同预算要求下,也可将不同的原理组合使用。主流技术有以下几种:

WiFi定位技术

目前WiFi是相对成熟且应用较多的技术,这几年有不少公司投入到了这个领域。WiFi室内定位技术主要有两种。

一种是通过移动设备和三个无线网络接入点的无线信号强度,通过差分算法,来比较精准地对人和车辆的进行三角定位。另一种是事先记录巨量的确定位置点的信号强度,通过用新加入的设备的信号强度对比拥有巨量数据的数据库,来确定位置(“指纹”定位)。

WiFi定位可以实现复杂的大范围定位,但精度只能达到2米左右,无法做到精准定位。因此适用于对人或者车的定位导航,可以于医疗机构、主题公园、工厂、商场等各种需要室内定位导航的场合。

蓝牙技术

蓝牙信标技术目前部署的也比较多,也是相对比较成熟的技术。蓝牙跟WiFi的区别不是太大,精度会比WiFi稍微高一点。

蓝牙室内定位技术的代表是Nokia,推出了HAIP的室内精确定位解决方案,采用基于蓝牙的三角定位技术,除了使用手机的蓝牙模块外,还需部署蓝牙基站,最高可以达到亚米级定位精度。

蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、短距离、低功耗,容易集成在手机等移动设备中。只要设备的蓝牙功能开启,就能够对其进行定位。蓝牙传输不受视距的影响,但对于复杂的空间环境,蓝牙系统的稳定性稍差,受噪声信号干扰大且在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵。

超宽带UWB室内定位技术

超宽带(UWB)室内定位技术利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点,与新加入的盲节点进行通讯,并利用三角定位或者“指纹”定位方式来确定位置。

超宽带室内定位的定位方案采用UWB(超宽带)脉冲信号,由多个传感器采用TDOA和AOA定位算法对标签位置进行分析,多径分辨能力强、精度高,定位精度可达亚米级。

超宽带通信不需要使用传统通信体制中的载波,而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据,因此具有GHz量级的带宽。由于超宽带定位技术具有穿透力强、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点,前景相当广阔。

之前的技术研究中,由于新加入的盲节点也需要主动通信使得功耗较高,而且事先也需要布局,使得成本还无法降低。

但是在恒高科技的产品设计之中,定位基站使用电池供电,满足续航时间大于1年。且基站通过无线与通信基站传输数据,不需要铺设线缆,既节省了安装的硬件成本,又节省安装的时间成本。不仅如此,日常运行成本,受台风、暴雨等影响时的恢复成本都会加到产品售出时的价格之上。对此,恒高科技形成了一套自组网、自维护的产品设计,有效的将维护费用降低,优化投入成本。

从技术上看,无论是从定位精度、安全性、抗干扰、功耗等角度来分析,UWB无疑是最理想的工业定位技术之一。

RFID技术

RFID室内定位的基本原理是,通过一组固定的阅读器读取目标RFID标签的特征信息(如身份ID、接收信号强度等),同样可以采用近邻法、多边定位法、接收信号强度等方法确定标签所在位置。

射频识别室内定位技术作用距离很近,但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息,且由于电磁场非视距等优点,传输范围很大,而且标识的体积比较小,造价比较低。但其不具有通信能力,抗干扰能力较差,不便于整合到其他系统之中,且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。

目前有大量成熟的商用定位方案基于RFID技术,广泛应用于紧急救援、资产管理、人员追踪等领域。

红外室内定位技术

红外线室内定位有两种,第一种是被定位目标使用红外线IR标识作为移动点,发射调制的红外射线,通过安装在室内的光学传感器接收进行定位;第二种是通过多对发射器和接收器织红外线网覆盖待测空间,直接对运动目标进行定位。

红外线的技术已经非常成熟,用于室内定位精度相对较高,但是由于红外线只能视距传播,穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器),当标识被遮挡时就无法正常工作,也极易受灯光、烟雾等环境因素影响明显。加上红外线的传输距离不长,使其在布局上,无论哪种方式,都需要在每个遮挡背后、甚至转角都安装接收端,布局复杂,使得成本提升,而定位效果有限。

该技术目前主要用于军事上对飞行器、坦克、导弹等红外辐射源的被动定位,此外也用于室内自走机器人的位置定位。

超声波室内定位技术

超声波室内定位主要采用反射式测距法,通过多边定位等方法确定物体位置,系统由一个主测距器和若干接收器组成,主测距仪可放置在待测目标上,接收器固定于室内环境中。定位时,向接收器发射同频率的信号,接收器接收后又反射传输给主测距器,根据回波和发射波的时间差计算出距离,从而确定位置。

超声波定位整体定位精度较高,结构简单,但超声波受多径效应和非视距传播影响很大,且超声波频率受多普勒效应和温度影响,同时也需要大量基础硬件设施,成本较高。

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