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[讨论] UWB高精度厘米级定位方案
2018-12-14 17:44:45  2088 智能制造 UWB 物联网
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中国古代人类为了不让自己迷失在茫茫大自然中,白天用太阳辨别方向,日出为东,日落为西,中午太阳在南;夜间则用北斗七星来辨别方向。《甘石星经》云:“北斗星谓之七政,天之诸侯,亦为帝车。”北斗七星从头开始到斗尾结束,共有七颗行星,它们按照顺序分别被命名为天枢、天璇、天玑、天权、玉衡、开阳、摇光。这七颗行星连在一起,像一个勺子状,每个行星都有自己的存在和意义。找到像一个勺子状后的北斗七星后,找到“天枢”和“天璇”行星,两颗行星看成两个点,两点连线,从“天璇”行星开始向“天枢”方向向外延伸出一条直线,大约延长5倍多的距离,可以见到一颗很亮的星星,就是北极星。北斗七星一年四季有秩序的围绕着北极星运转,古人在晚上固定地点和固定时间观星的时候,发现北斗星一周年会回到原本的位置。北极星所在的方向就是正北,北斗七星绕着北极星自东向西不停的运动。于是古人利用斗柄的指向确定季节变换,在指导人民的农业生产活动上发挥了较大作用。战国时期楚人在《鹖冠子·环流》中描述北斗运转的特征时说:“斗柄东指,天下皆春;斗柄南指,天下皆夏;斗柄西指,天下皆秋;斗柄北指,天下皆冬”。古人在黄昏的时候也会观察北斗七星来确定季节,通过观察北斗七星的斗柄所指的方位,就可以判断出现处于是春、夏还是秋、冬。
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古人用北斗七星定位概念映入脑海至深,以至于中国开发的全球卫星系统就命名为北斗。可以说人类为了确定方向和位置,孜孜不倦的追求了几千年,当然最后的对位置定位要求越来越高。满足室外定位精度的前提下,室内定位的需要被提上日程,毕竟人类很多时间还是是室内工作、生活、娱乐等,因此BLE、WIFi、地磁、超声波基站定位、RFID、惯导等技术都开始盛行起来,解决了人们不少实际问题。在越来越迫切的需求下,近年室内精准定位引起了高度的关注。
   随着移动互联网技术的演进,“定位”技术在LBS应用在共享市场取得很大成功,如外卖、共享汽车、共享单车等型场景。然而, RFID、蓝牙技术实现的“房间级”米级定位已经不能满足更为精细级的定位业务应用,如人员管理、贵重资产管理、智能制造、智慧仓储物流、智慧体育娱乐、甚至自动驾驶领域,这时候便是UWB(Ultra Wide-Band,超宽带)技术需要展现的舞台。
各技术综合比较
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在定位方面,精位UWB技术有4大优势:
Ø 低功耗,对信道衰落(如多径、非视距等信道)不敏感;
Ø 抗干扰能力强,不会对同一环境下的其他设备产生干扰;
Ø 穿透性较强(能在穿透一堵砖墙的环境进行定位);
Ø 具有很高的定位精度和很小的时延
Ø 业界最高的刷新率,可达12000Hz
Ø 底层完全自主可控的协议
Ø 可提供有线(光纤、网线)、无线同步连接基站
Ø 芯片化,量产后极大降低设备成本
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高精度关键位置定位技术,是工业4.0工业信息化与智能化的重要组成部分。在越来越多的设备被互相连接起来的前提下,解决工业现场供应链组件、设备、车辆与人员精确定位成为一个问题需要解决。精位科技的UWB室内精确定位系统,采用先进脉冲无线定位技术、利用物联网、三维可视化,人工智能、大数据分析等技术,定位精度最高可达厘米级,可以满足不同场景下对人员、设备、车辆、货物等的高精度定位需求。且系统功能性、性能在国内外同类产品中具有软硬件完全自主研发、设备快速定制和场景快速部署等优势。借助创新的技术和对不同行业业务变革需求的深入洞察,精位科技打造的的UWB解决方案能够完美契合四大场景的业务需求,精位科技自主研发的位RU高精度定位系统已经在生产制造、能源交通、仓储物流、体育运动等行业得到了广泛应用。

场景一:智能制造
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Ø 工具、设备、产线的实时定位
Ø 人员行动跟踪、轨迹回放
Ø 越界(危险区域)告警
Ø 人员情况实时统计
Ø 定制定时点名
Ø 进出厂区统计
Ø 热力图统计
Ø 终端标签与门禁系统、消费系统、考勤系统对接
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场景二:能源交通的安全管理
在电厂管廊行业,一旦工作人员因疏忽走错设备检修区域、或行走至带电危险区间,将对电力运行造成破坏,危及人身安全,带来极为惨重的损失和伤害。
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UWB高精度方案中的人员巡检系统,在监控区域安装定位基站,对整个施工区域进行全覆盖。定位终端可以固定在巡检人员的安全帽上,或采用腕带式、腰挂式佩戴;也可以安装在日常巡检设备工具及车辆上。当佩戴终端的人或物体进入监控区域时就会自动被定位。
Ø 实时监控,人员查找定位
Ø 未按规定路线、进入禁区报警
Ø 巡检区域异常告警
Ø 施工人员滞留报警
Ø 紧急求助,SOS一键报警
Ø 活动轨迹回放
Ø 实时巡检状态查询

n 场景三:智能仓储物流
传统的仓库管理依赖于非自动化的系统来追踪进出货物,不仅效率低下,限制仓库规模,耗费大量人力、财力,还容易出现货物丢失等现象。
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精位科技结合RFID的成本优势,融合RFID、二维码、条码、UWB等定位技术,提出了WMS+,可以实现以下功能:
Ø 自动出入库
Ø 自动物品盘点
Ø 自动识别
Ø 物资定位
Ø 物资位置移动告警等功能
Ø 叉车调度导航
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场景四:智能体育娱乐
通过对球场架设定位基站,以及球员佩戴标签和内置UWB标签的球,蜂鸟平台可实时了解球员的控球时间、射门速度、精度、持球速度、跑动范围都可以通过标签来精确记录。将这些林林总总的数据整理和总结后,呈现给消费级和专业级用户,将有巨大的使用价值。
在VR和AR领域,利用硬件的优势解决了虚拟现实和增强现实的精准定位和动作捕捉。精位科技为VR和AR量身定位的UWB“安徒生”硬件系统已经实现三维空间定位误差在1厘米,能够实现全域VR和AR,实现多人交互。
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除了以上四个场景,精位科技推出全球首个主动定位寻ME系统,可以应用于自动驾驶、新零售、展馆会馆等需要高精度实时定位的场景,满足多用户的多样化需求,为各行各业提供最专业的物联网业务应用。
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