
1. 二維定位(平面定位)
- 至少需要3個(gè)基站:通過(guò)TDOA(到達(dá)時(shí)間差)、TOF(飛行時(shí)間)等算法可以實(shí)現(xiàn)二維平面上的精確定位。在實(shí)際應(yīng)用中,為了確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精度,通常建議使用4個(gè)基站。
2. 三維定位(立體定位)
- 至少需要4個(gè)基站:為了提供足夠的幾何約束來(lái)解算目標(biāo)物體的三維坐標(biāo),尤其是在復(fù)雜環(huán)境中,通常需要至少4個(gè)基站。這些基站按照正四面體的形式布局,部署在正四面體的4個(gè)頂點(diǎn),以確認(rèn)Z軸的坐標(biāo)取值問(wèn)題。
3. 一維定位(線性定位)
- 至少需要2個(gè)基站:在一維定位中,如隧道中的人員或車輛定位,可以通過(guò)兩個(gè)基站之間的距離測(cè)量來(lái)確定目標(biāo)的位置。
4. 零維定位(存在性檢測(cè))
- 至少需要1個(gè)基站:只需判斷目標(biāo)是否存在于某個(gè)區(qū)域內(nèi),而不需要精確位置信息時(shí),一個(gè)基站就足夠了。
特殊情況:AOA(到達(dá)角度)技術(shù)
- 至少需要1個(gè)基站:對(duì)于采用AOA(到達(dá)角度)技術(shù)的基站,內(nèi)置天線陣列可以通過(guò)PDOA(相位差到達(dá))方式來(lái)判斷信號(hào)的角度,并結(jié)合TOF測(cè)量標(biāo)簽的距離,從而實(shí)現(xiàn)精確定位。因此,在某些特定條件下,僅需一個(gè)基站即可完成定位任務(wù)。
實(shí)際應(yīng)用中的考慮因素
- 環(huán)境因素:實(shí)際環(huán)境中可能存在墻壁、柱子、人體遮擋等障礙物,這可能會(huì)影響無(wú)線電信號(hào)的傳播路徑,導(dǎo)致定位誤差增加。在這種情況下,可能需要更多的基站來(lái)提高定位精度和系統(tǒng)的魯棒性。
- 覆蓋范圍與密度:較大的區(qū)域可能需要更多的基站以確保全面覆蓋;而在高密度區(qū)域,則需要更密集地布置基站以保證每個(gè)點(diǎn)都能獲得準(zhǔn)確的定位結(jié)果。
綜上所述,UWB定位系統(tǒng)所需的基站數(shù)量會(huì)根據(jù)定位維度、所用算法及具體應(yīng)用場(chǎng)景的不同而有所變化。一般而言,對(duì)于二維定位推薦使用3到4個(gè)基站,而對(duì)于三維定位則至少需要4個(gè)基站。在選擇基站數(shù)量時(shí),還應(yīng)考慮到實(shí)際環(huán)境的影響以及預(yù)期達(dá)到的定位精度。