为实现精确定位，早已涌现出许多不同的室内定位算法，即根据直接从无线设备得到的已知数据来计算出待定位目标的位置坐标信息。UWB 定位技术在选择定位算法时需要根据实际情况进行考虑，有文献指出[12]，RSSI、AOA、TOA等定位算法均不适用于UWB 室内定位技术，利用TDOA 定位算法不要求移动标签与参与定位的几个基站在时间上的同步性，仅要求参与定位基站的时间的同步，降低了定位的难度。......
2023-11-17
室内定位技术选择：方便、准确、实用
【摘要】：UWB 室内定位系统抗干扰能力强、穿透力强、定位精度高、生产成本低、运营成本低，最高定位精度可达15 cm[10]。比较各类定位技术的定位精度、对环境要求以及相对成本，UWB 室内定位技术具有较强的穿透力，可应用于涂装车间内的复杂环境，同时定位精度达厘米级别，具有较好定位精度，定位系统整体布设和成本呈中等水平，故本文选择UWB 室内定位技术作为研究对象，开展在大型涂装车间的应用研究。
室内定位技术相对于室外定位技术起步较晚，但是国内外研究者对其研究从未中断，目前室内定位技术主要是基于无线通信系统，例如蓝牙、红外线、射频（RFID）、无线网（WiFi）、超宽带（UWB）、超声波等[4]，这几种技术基本覆盖了目前的定位需求。
蓝牙室内定位技术通过测量待测点和蓝牙信标之间的信号强度来实现室内环境下的定位。该技术不易被障碍物影响，但传输距离有限，适用于小范围的精确定位，定位精度2～3 m。对于复杂的空间环境，蓝牙定位系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大。大型涂装车间屋顶较高、工件较多，无法利用蓝牙技术实现准确定位。
WLAN 即无线局域网络定位技术，最常见的就是WiFi，目前WiFi 技术比较成熟，主要用于无线数据的传输，是目前最热门的定位技术之一[5]。WiFi 室内定位系统主要包括3 个部分[6]：终端无线网卡、位置固定的WLAN 热点（AP）和定位平台。但是WiFi定位技术的局限性在于无线信号非常不稳定，能耗较大，大型车间需要布置多个接入点，定位精度一般只能做到2～20 m 的水平。大型涂装车间内有大量钢结构工件，WiFi 定位技术的精度范围并不适用，无法取得良好的定位效果。
RFID 定位技术是利用射频信号进行非接触式双向通信交换数据以达到识别和定位的目的。日常生活中，RFID 定位技术主要用于感应式门禁卡、感应式刷卡机等近场通信领域。但是该技术作用距离较近，抗干扰能力差，同时RFID 室内定位不具有通信能力，不便于整合到其他系统之中，无法应用于大型涂装车间实现设备控制和调节。
Zigbee 室内定位技术的原型是蜜蜂之间的一种简单信息传递方式，蜜蜂在发现花丛后会通过一种特殊的肢体语言来向同伴发送信息，Zigbee 技术就是据此命名的一种可靠性非常高的短距离低功耗无线数据传输网络，与蓝牙技术类似。但是该定位技术只适用于小范围内，且需要在室内铺设大量的设备，成本相对较高，不适用于大型涂装车间。(www.chuimin.cn)
超声波是频率高于2 000 Hz 的声波[7]，它具有穿透力强、方向性好的特点，并且可以在水、空气等多种介质中传播，利用超声波可以判断障碍物。但是该技术在环境较为复杂的室内，存在严重的散射和反射现象以及强烈的多径效应，容易出现较大误差，且对硬件及其部署的要求很高，故成本相对较高。大型涂装车间内，由于工件在车间内分散，室内环境复杂，不利于实现超声波定位技术。
红外线室内定位技术被广泛应用于日常生活、医疗、军事、影像分析等领域，例如夜视仪、红外热成像仪等[8]。由于光线传播的特性，使其作用范围局限于视觉范围内的定位，并且红外线定位技术容易受到光照、不规则形状的影响而产生盲区[9]，红外线不能穿过障碍物，不适用于大型涂装车间。
超宽带（UWB）室内定位技术是一种不用载波，利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据的无线通信技术，使用频段为3.1～10.6 GHz，发射功率低于41 dB，UWB 在超宽的频带上发送一系列非常窄的低功率脉冲，其数据速率可达几十Mbps 到几百Mbps。UWB 室内定位系统抗干扰能力强、穿透力强、定位精度高、生产成本低、运营成本低，最高定位精度可达15 cm[10]。
比较各类定位技术的定位精度、对环境要求以及相对成本，UWB 室内定位技术具有较强的穿透力，可应用于涂装车间内的复杂环境，同时定位精度达厘米级别，具有较好定位精度，定位系统整体布设和成本呈中等水平，故本文选择UWB 室内定位技术作为研究对象，开展在大型涂装车间的应用研究。
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2023-11-17
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2023-11-08
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