超宽带一维精准测距系统

　　优璞科技有开发的超宽带（UWB）一维精准测距系统，基于飞行时间（Time Of Flight）算法，可以支持250米视距范围内、分米级精度的精准测距需求。同一台测距仪（目前为手机形态）可以同时提供针对多个定位标签的实时测距服务。

采用TOF算法的UWB测距技术具有以下优势：

1）定位精度高，实测下的距离分辨精度可达10-15厘米；

2）定位速度快，可以提供长时间、高可靠性的实时距离数据；

3）抗干扰能力强。

　　本系统工作在UWB频段（3.1GHz-10.6GHz）上，最常用的是信道2 （3.75GHz – 4.25GHz），带宽500MHz。按照欧洲和北美的UWB频段管制要求，信号发射功率为-41.3 dBm/MHz。

　　一维精准测距系统可用于对重要人物或资产的监控，比如寻人寻物、避免贵重物品遗落、照顾老人或者儿童、追踪目标的轨迹监控等。相应的应用场景举例如上图所示。

　　在UWB测距的基础上，通过综合运用陀螺仪、数字罗盘和加速度传感器等其它测距仪自带的传感设备，可以进一步识别追踪标的物的方向角，大大增加系统的易用性。

一维测距系统用于反向定位

反向定位系统基本组成包括一台测距仪和若干定位标签。

　　和采用TDOA算法的实时定位系统不同，在反向定位系统中，测距仪主要依靠精确测量与多个标签间的距离，通过三角定位法计算自身位置。示意图如下：

　　应用于反向定位时，测距仪自己位置未知，作为参考点的标签位置固定，根据不同标签距离测距仪的距离推算出测距仪的位置。精度可保持不变。

采用此导航模式的主要优缺点总结如下：

优点：

1、  定位及导航精度高，通常情况下可达亚米级精度，略逊于RTLS系统；

2、  实时性好，最高定位速率可达16Hz，即每秒16次定位；

3、  系统构成简单，相对RTLS系统，成本大幅度降低；

4、  系统布设相对容易，但长期使用时标签需要外部电源供给；

5、  用户侧定位模式，机器人自己计算自己的位置，无需其它设备支持。

缺点：

1、  反向定位系统仅能支持一个测距仪的定位及导航；

2、  测距仪硬件需集成UWB模块；

3、  原测距仪中的软件和算法，需移植到测距仪的主处理器中，导致额外的工作量和移植费用。

　　反向定位适用于服务机器人等单元素的定位及导航。参见解决方案之机器人导航方案简介。