区域网格化定位

一、工业环境作业管理需求：

工业环境涉及不同作业和工序，为了提供生产效率以及工业作业安全管理要求，往往在一个共同作业环境中，存在划分区域的管理需求。目前还是利用栅栏或者地面上贴标识的方式做区域管理，缺少区域管理的科技手段。此外还有：

• AGV、RGV车、叉车、天车防碰撞需求
  

• 巡检及区域工作时间统计
  

• 高风险区电子围栏
  

• 高程作业安全监测

  
  

如果你是首次接触定位项目，或许你会关注定位精度，或许你会关注基站覆盖距离；但其实真正你应该关注的是现场环境。

如果你已经实施过定位的项目，基于二维定位的轨迹，不管你是采用UWB还是蓝牙定位，可能你吃了不少苦头：

• 首先两维定位，需要每个定位点至少和三个定位基站可视，不到现场勘测，根本没有办法知道需要部署多少基站。

• 如果现场准确的地理信息图纸没有，意味着需要现场复杂的专业地理信息测绘。

• 就算给出现场的CAD图纸，基站坐标的标定也是一个相当复杂的专业现场工作。

这些坑，也许让你以后再也不想碰定位项目。

工业现场的位置管理需求是普遍存在，但是工业现场采用三角定位几乎是一个不可能完成的任务，千万不能被UWB所谓的定位精度（小于10厘米）和所谓的抗干扰能力强的宣传给迷惑。

• 工业环境复杂性对于无线通讯是个困难，对于无线定位技术更是巨大的挑战

• 工业环境空间有很多的金属，会导致无线信号的反射照成的复杂多径干扰，无线载波基带通讯失效，这也是手机信号在工业现场环境很差的原因。
  

• 此外，工业现场还有很多类似天车以及大型运输车辆的移动金属干扰，会产生不定态的空间无线信息干扰。
  

• 工业现场可能利用低频的无线通讯绕射的能力，实现无线通讯更加靠谱些。其次面对定位需求，基站部署不能理想化，要考虑无线信号随机被遮挡的情况出现

  
  

工业现场实例：（采用西门子RTLS基站和标签）

在车间7*14m²范围内部署7 个定位基站（G1~G7），受现场条件约束，尽量选择合适位置固定；其中G1、G2、G5、G6 使用支架固定，G3、G4、G7 支架悬挂在型材支架上，定位基站内置全向天线，360°覆盖；基站坐标cm：

• G1：（0，0，227）

• G2：（0，435，226）

• G3：（524，30，250）

• G4：（666，492，267）

• G5：（1300，422，228）

• G6：（1472，0，226）

• G7：（590，266，225）

受现场条件约束，G3/G4 无法在现有基础上降低高度，由图可以发现G3、G4 高于G7 位置，G7位置存在下凸钢结构，导致G3、G4 间完全遮挡，G3/G7 和G4/G7 间分别被部分遮挡；并且每个网关基站周围存在大量的钢结构干扰；

胸口佩戴标签时，受金属纱架影响大；当标签在安全帽位置时，移动轨迹相对更加精准、平滑，该条件下定位精度在20~55cm 左右；

存在由于设备的遮挡，导致为无法定位的情况，由于遮挡设备是随机、移动，无法通过补充基站解决。最终用户由于投资过大且无法保证满足需求，导致项目搁浅。

二、工业环境管理解决方案-区域网格化定定位

区域网格化定位是相对三角定位以及AOA等经典定位而言，通过建立目标区域个特征属性，实现对于管理目标进入或离开区域的管理。

• 由于传统的三角定位需要至少三个基站可视，这个在工业现场是不切实际、无法保证。大量定位基站的部署对于成本以及实施都带来巨大工作量。
  

• 此外传统的三角定位需要对每个定位基站的坐标实现准确的标定，这个对于工业现场也是不可能完成的任务。
  

• 同时工业现场一般都有大型的行车以及运输车辆在移动，都会导致标签到基站的信号被遮挡的情况，这些都会导致三角定位失效或大幅度偏离的问题。

• 同样工业现场采用AOA定位是更不可能的事情。

  
  

工业现场的区域网格化定位更靠谱

有哪些区域网格化定位技术路线？

• 市场是多少采用蓝牙信标或RFID锚点基站路线，这两种方案都是采用蓝牙和RFID信号的覆盖（一般3-5米），利用简单的信号感知实现区域管理，体验一般
  

• 要达到区域的定位，需要在同一区域部署大量信标，后续维护麻烦

• 同时两个临近的区域，存在信号相互重叠覆盖，没有办法识别区分

• 此外，采用蓝牙或RFID的区域定义，实际是蓝牙或RFID信号的磁场覆盖（椭球体），但是由于周边的金属环境反射等影响，这个磁场覆盖区域根本是没有办法确定和定义，但是实际体验效果不好。

  
  

有好的解决办法吗？

我司创新性的基于UWB测距的网格化定位是解决工业环境网格化定位管理的一把利器。

我司UWB网格化定位有哪些特点：

• 距离覆盖及安全距离实时检测（基于UWB通讯，实时测距；单基站可以覆盖200-300米半径，实时检测目标到基站距离，实现类似区域覆盖以及防碰撞等安全距离要求场景，现场实时监测并声光报警，支持报警事件无线回传中心）

• 任意作业现场电子围栏(基于现场实际环境，任意定位各种形状的电子围栏，制定白名单和黑名单)
  

• 各种出入口管理（基于UWB测距的人员出入口管理，可以适应各种类型的出入口，实时监测记录人员进出信息，制定白名单和黑名单）

• 作业巡检（区域定位+视频联动）（根据区域定位，记录巡检目标、时长以及联动摄像机抓拍图片等巡检信息；可以实现区域电子考勤，记录区域内人员信息以及工作时长、现场视频图片等信息）

• 电子考勤（区域定位+视频联动）（记录区域内人员信息以及工作时长、现场视频图片等信息）
  

• 无卡报警（在特点区域，选择视频移动目标检测（或人体检测摄像机）+区域定位 ，判断有人出现没有检测到卡时，报警并抓拍视频图片）

• 视频联动及视频跟踪（通过关联区域摄像机，实现视频联动。通过设定多个连续区域的联动设定，实现视频跟踪）

• 高空作业安全管理（基于气压差的高度检测，实现高程检测）
  

• 现场2D、3D可视化，支持工业物联网数据可视化显示

• 支持无线通讯4G/NB、LORA、WIFI方式

• 具备移动部署特点，快捷多次部署使用
  

• 既适用工业现场环境，也适用办公楼环境

• UWB三角定位，需要每个定位保证至少三个基站可视
  
• UWB三角定位，需要基站的高度不低于1.8米，且基站尽量在一个高度
• 基站部署尽量离开金属或墙面20-30厘米
  
• 基站坐标的测绘精准都要求高，需要大量测绘工作和专业设备
  
• 需要和现场地理信息同比例的地图的制作
• UWB三角定位，如果不勘测现场，根本没有办法准确报价
  以上这些都是导致很多UWB定位项目，实验室验证没有问题，但是到了应用环境，最后都没有办法落地。
• UWB三角定位的这些困扰问题对于UWB精细网格化都不存在
  
• UWB精细网格化的基站可以随意部署，没有高度要求，没有可视要求，也不会坐标标定，也无需现场地图测绘。可以快速简单部署，非专业人士可以很快掌握。