项目定位需求

  • 平台上的区域级定位(米级),在人员落水后可以确认落水的大致方位
  • 平台上不可部署有线设备,若需部署无线设备则需要满足至少1年续航

UWB多种定位算法的对比

项目初期采用UWB方案的原因

  • 开放区域内的分米级高精度实时定位
  • 有DS-TWR室内定位的成功经验
  • 对其他定位方式不了解

    目前的开发过程中遇到的一些问题

  • DS-TWR定位算法的网络可扩展性较弱,且始终要有基站(TREK1000是基站0)来控制标签发送的TDMA时隙来避免碰撞

  • 原有DS-TWR定位算法对基站的功耗要求高,基站部署的续航问题难以解决
  • 改用Client-Based TDOA算法刚好可以改善网络可扩展性和基站续航,但无线时间同步是一个大难点(比较感兴趣的一个方向,但是实现起来把握不大,也要花比较长的时间)

关于定位方案的思考 - 图1

UWB和RFID的对比

由于项目时间比较紧,短时间可能无法实现TDOA解决以上问题,所以在考虑要不要换用RFID定位方案
同时深入了解RFID后发现,其可能更适用于项目需求

UWB RFID
测距精度 10cm 1m
定位原理 ToF RSSI
功耗 标签(头盔)功耗较低
基站(部署在环境中)功耗很高
非常低
标签(部署在环境中)纽扣电池供电1Hz发射频率续航2~3年
成熟度 TWR比较成熟,TDOA有厂家可以做但不开源,网络规模不好扩充 非常成熟,节点容量大
成本

关于定位方案的思考 - 图2

RFID选型

标签

淘宝链接
标签部署在环境中
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读卡器模块

淘宝链接
读卡器模块安装在头盔上,串口通信直读RSSI
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小结

对比了UWB的多种定位算法、以及其他定位技术,换用RFID方案可能更符合项目需求。

  • UWB最大的优势是高精度和实时性,但项目需求对这方面并没有特别高的要求
  • RFID很容易采购到成熟的读卡器模块进行二次开发
  • RFID的功耗更低,环境中部署的节点续航时间远高于1年
  • 虽然RFID的RSSI定位精度相对较低,但RFID的标签容量非常大,也就是说可以通过在环境中部署更多标签的方式来进行更精确的区域识别
  • RFID不像UWB需要修改底层协议栈,开发难度相对低,项目进度的可控性将提高

如果坚持使用UWB方案,可能需要采用TDOA算法,并需要重点解决无线时钟同步问题

在这个时间节点修改关键技术方案其实是不合适的,但以目标为导向,继续停留在UWB方案项目可能很难有新进展,同时也反映了前期调研和验证工作非常重要,在后面的工作中一定要吸取教训。

同时我对RFID也是最近才开始深入了解,若以上方案如果有考虑不周到的地方请及时指出,欢迎在评论区讨论。