
UWB技術特點
1. 安全通信- 與一般無線電通信信號相比,超寬帶信號可能更為隱秘,也更難檢測到,UWB信號相當于白噪聲。超寬帶信號占用較大帶寬,信號能量分布在極寬頻帶范圍內(nèi),一般其功率譜密度低于自然的電子噪聲,檢出UWB信號較為困難,而采用編碼對脈沖參數(shù)進行偽隨機化后,脈沖的檢測將更加困難。
2. 多徑效應 - 在復雜的環(huán)境中,UWB由于具有較寬的傳輸帶寬,可以抵御多徑衰落。由于常規(guī)無線通信的射頻信號大多為連續(xù)信號或其持續(xù)時間遠大于多徑傳播時間,多徑傳播效應限制了通信質(zhì)量和數(shù)據(jù)傳輸速率。而超寬帶無線電發(fā)射的是持續(xù)時間極短的單周期脈沖且占空比極低,多徑信號在時間上是可分離的。
3. 精準無線測距 - 基于TWR測距精度可達10厘米以內(nèi)
4. 相對低功耗 - UWB系統(tǒng)使用間歇的極短脈沖來傳輸數(shù)據(jù),脈沖時間短,一般在0.20ns~1.5ns之間,有很低的占空比,系統(tǒng)耗電可以做到很低,在高速通信時系統(tǒng)的耗電量僅為幾百μW~幾十mW。
5. 傳輸距離遠-CH2+PA 可以支持200以上的通訊距離
基于UWB信號實現(xiàn)UUV在船外以及船倉內(nèi)的高精度定位
定位需求:
1. 基于UWB多點(3個即可)TWR測距區(qū)域模糊匹配算法的區(qū)域定位,實現(xiàn)船尾直徑200米園的高精度定位檢查區(qū)域以及進倉區(qū)檢測,邊界精度50厘米;
2. 檢測區(qū)域內(nèi)基于UWB的兩點TWR測距,實現(xiàn)AOA角度+距離精準定位,測距精度30厘米以內(nèi),100米以外角度精度10度以內(nèi),50米以內(nèi)角度精度5度以內(nèi);
3. 基于UWB多點TWR測距區(qū)域模糊匹配算法的區(qū)域定位,實現(xiàn)船艙內(nèi)精細網(wǎng)格化的塢口區(qū)域檢測,邊界精度50厘米;
n 基于UWB多點TWR測距區(qū)域模糊匹配算法的區(qū)域定位
精細網(wǎng)格化定位根據(jù)物理空間管理目的,將任意大空間分成不同任意區(qū)域,實現(xiàn)目標實時區(qū)域管理(Who、What time and Where)。每個區(qū)域的邊界基于UWB信號建立一個UWB信號學習和匹配的庫,采用經(jīng)典的模式模糊匹配算法,實現(xiàn)目標的區(qū)域定位。
? 區(qū)域定義十分簡單,只需標簽在每個管理區(qū)域邊界活動一圈就可以。
? 模糊匹配技術路線,對于無線信號的擾動有容忍度和適應性,適合環(huán)境金屬干擾大的場景。
? 區(qū)域邊界精度可以達到30-50厘米。UWB精細區(qū)域網(wǎng)格化定位適用任意室內(nèi)、室外大/小場景的區(qū)域網(wǎng)格化目標的空間區(qū)域定位。
? 船艙內(nèi)部署4-6個UWB基站,實現(xiàn)每個塢口的定位檢測
n 基于UWB的兩點TWR測距實現(xiàn)AOA定位
1. 采用TWR實現(xiàn)UWB基站到標簽Distance1和Distance2的精準測距,TWR的測距精度理論10厘米以內(nèi),實際環(huán)境30厘米以內(nèi);
2. 兩個天線距離精準測量,間隔d建議5米-8米,保證角度測量精度
3. 船尾部署3-4個基站,基于多AOA角度計算,實現(xiàn)一定的抗干擾能力及設備冗余備份
4. 基于UUV標簽到基站角度及距離,以及基站的坐標,解算UUV的坐標
5. 采用20HZ交互頻率,實現(xiàn)UUV實時軌跡
n 基于UWB多點TWR測距區(qū)域模糊匹配算法的區(qū)域定位
船尾部署的3-4臺UWB定位基站,實現(xiàn)AOA定位的同時實現(xiàn)基于UWB多點TWR測距區(qū)域模糊匹配算法的區(qū)域定位。
1. 和AOA定位算法相比,基于UWB多點TWR測距區(qū)域模糊匹配算法的區(qū)域定位采用的模糊匹配算法,算法具備更好的抗干擾能力。
2. 實現(xiàn)直徑可達150-200米的檢測區(qū)域定位,支持任意形狀,區(qū)域的定義采用標簽沿著區(qū)域邊界運動一周就可以實現(xiàn)UWB信號采集及模型建立
3. 在近倉區(qū)可以定義多個區(qū)域,控制每個進倉區(qū)的UUV數(shù)量,控制UUV有序快速進倉。
4. 進倉區(qū)形狀和數(shù)量可以任意定義,區(qū)域邊界的精度30-50厘米
UWB基站和標簽
目前設備圖片供參考,上艦結(jié)構(gòu)以及PCB都要做防腐、防水等特殊處理
基站內(nèi)置UWB無線通訊,通訊距離70-80米,實現(xiàn)高精度測距(10-30厘米)及定位。(采用UWB CH5頻道,船艙內(nèi)可考慮120度的定向天線;船尾采用CH5+PA設計,支持200米以上通訊距離)
基站內(nèi)置5口千兆交換機,對外提供一路千兆PSE接口和一路千兆POE接口
基站支持兩路報警輸出,可本地連接聲光報警設備
基站內(nèi)置SD卡,支持本地數(shù)據(jù)存儲,支持數(shù)據(jù)離線仿真
基站內(nèi)置定位算法,無需現(xiàn)場部署定位解算服務器
支持精細網(wǎng)格化定位,網(wǎng)格區(qū)域邊界精度30-50厘米
基站和標簽內(nèi)置氣壓計,支持基于氣壓差的高度定位
支持LORA無線數(shù)據(jù)上報定位數(shù)據(jù)
基站內(nèi)置電池,滿足3*24小時工作;
基站天線盡量離開金屬表面30厘米
? 適用手環(huán)、肩佩、安全帽卡扣方式
? 支持磁鐵,支持設備磁吸安裝
? 定位精度10-30厘米
? 支持三維/二維/一維定位
? 內(nèi)置加速度傳感器,運動、靜止、休眠三種狀態(tài)
? 支持藍牙通訊,可接入健康手環(huán)、RFID手持掃描儀等藍牙設備
? 欠電、藍牙、工作、呼救、充電指示
? 支持SOS按鍵報警
? 支持接收中心報警并燈閃指示
? 600/800/1000mAH 電池可選
? 磁吸充電,防水/防撞設計
? 尺寸:54*30mm
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