背景
人体对于UWB测距和TOA的影响是非常严重的,导致UWB定位宣传的高精度,实际体验效果很糟糕。
基于TOF或TOA三角定位的局限性:
1. 首先需要基站坐标准确标定
2. 其他需要至少三个基站可视
就算这两点通过专业的测绘以及部署大量基站,数据的预处理以及算法的优化,同时降低对于定位精度的要求。但是人体造成的测距及TOA的误差,无法避免,依然会让用户对UWB在真实环境的定位效果无法满意。
微文:UWB之囧
微文:人体对于UWB信号影响
测试
基站选择外置棒状天线以及严格挑选了标签陶瓷天线,保证基站和标签UWB的360度有信号;
l 在基站和标签可视的情况下,天线不同方向会导致丢包率不同,测距精度基本一致,丢包率和精度没有关联;
l 基站和标签之间存在人体遮挡时:
1. 非佩戴方式:标签离开人体50厘米以上,人体会导致UWB丢包率增加,但是测距精度影响不大。
2. 佩戴方式:不同部位导致测距误差十分明显,严重的误差1-2米;每个基站到标签由于遮挡方向不同,误差各不同,基本都在30-50厘米的误差。
结论:人体对于UWB测距精度的影响远超过玻璃、门等非金属遮挡物。人员定位最 佳佩戴方式就是天线宝宝。
启发
l 定位精度对于UWB技术本身而言,只是理论意义,很多落地的实际表现相差甚远。为了室内定位行业的健康发展,呜呼同行不要再去误导和夸大宣传UWB的定位精度。
l 坚持走场景空间位置感知的技术路线
1. 场景比较的干净,并且可以头部、肩部佩戴标签,可以保证坐标定位的效果;近期我们在操场配合体育跑步过线以及多项运动体能测试,看来操场的环境还是可以基于UWB三角坐标定位;
2. 正常室内办公环境,人员正常佩戴标签(比如胸前或口袋),由于人体对于测距和TOA的不可预知,基于测距或TOA的三角定位要慎用,基于这类坐标定位技术的轨迹以及电子围栏等应用的体验效果就不要指望了;
3. 工业环境的金属遮挡十分严重,保证至少三个基站可视基本不可能,基于测距或TOA的三角定位不建议使用;
基于测距以及TOA信号深度学习的精细化网格定位,目前看是室内位置空间感知的唯 一出路;
基于测距以及TOA信号深度学习的精细化网格定位,采用模糊匹配非数学公式计算,基于大量数据的统计、学习和分类,在采样和学习的时候,尽可能提供多样化的样本,算法就能达到准确的分类和区别的目的。
目前我们联合武汉大学以及上海交大两所高等学府测试结果准确率可以达到95%以上;同时我司也已经在办公环境以及大型钢厂环境做的测试验证,基本可以达到应用落地的目的,算法还在持续优化和迭代。
同时我们和知名智能楼宇解决方案、智能照明解决方案、智慧消防解决方案、智慧体育解决方案、铁路/电力智慧工地解决方案厂家一起推进UWB高精度场景化位置空间感知的赋能。
总结
和几乎所有无线通讯技术相比,UWB的TOF和TOA的精度优势是无可比拟的;此外独有的PDOA技术也是2C侧重要应用基础。
充分发挥UWB的TOF和TOA的精度优势,充分了解应用环境对于UWB的干扰,能让我们更加理性的利用好UWB技术服务于位置空间感知,而非简单的TOF/TOA的高精度三角定位。
相信基于深度学习的UWB高精度精细化网格定位,一定在为了有越来越多的应用,也会为越来越多的智慧系统赋能。
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