先來(lái)看看UWB 在百科中的定義：

UWB(Ultra Wideband)是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。有人稱它為無(wú)線電領(lǐng)域的一次革命性進(jìn)展，認(rèn)為它將成為未來(lái)短距離無(wú)線通信的主流技術(shù)。 總的來(lái)說(shuō)，UWB在早期被用來(lái)應(yīng)用在近距離高速數(shù)據(jù)傳輸，近年來(lái)國(guó)外開始利用其亞納秒級(jí)超窄脈沖來(lái)做近距離精確室內(nèi)定位， UWB又名超寬帶。

UWB(Ultra Wideband)無(wú)線通信是一種不用載波，而采用時(shí)間間隔極短(小于1ns)的脈沖進(jìn)行通信的方式。

UWB（UltraWideband）是一種無(wú)載波通信技術(shù)，利用納秒至微微秒級(jí)的非正弦波窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)。通過在較寬的頻譜上傳送極低功率的信號(hào)，UWB能在10米左右的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)數(shù)百M(fèi)bit/s至數(shù)Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。

抗干擾性能強(qiáng)，傳輸速率高，系統(tǒng)容量大發(fā)送功率非常小。UWB系統(tǒng)發(fā)射功率非常小，通信設(shè)備可以用小于1mW的發(fā)射功率就能實(shí)現(xiàn)通信。低發(fā)射功率大大延長(zhǎng)系統(tǒng)電源工作時(shí)間。而且，發(fā)射功率小，其電磁波輻射對(duì)人體的影響也會(huì)很小，應(yīng)用面就廣。

在這種優(yōu)秀條件的背景下，UWB就被應(yīng)用在了室內(nèi)的或者室外的小范圍的定位技術(shù)上面了，那么UWB如何進(jìn)行定位呢。這就需要用到一個(gè)東西叫做TOF（Time Of Flight）翻譯過來(lái)也就是光飛行的時(shí)間。

首先定義一下再定位中需要哪些東西，大家都知道GPS需要三個(gè)衛(wèi)星才能對(duì)移動(dòng)設(shè)備完成定位，UWB定位中也是一樣，我們需要固定三個(gè)UWB板卡，我們稱這三個(gè)固定的UWB板卡為Anchor,然后稱需要被定位的 處于移動(dòng)狀態(tài)的UWB板卡為Tag。

好了這樣，Anchor 到 Tag 之間的就可以通過光的飛行時(shí)間來(lái)進(jìn)行測(cè)量了，舉個(gè)最簡(jiǎn)單的例子， 一個(gè)Anchor 到一個(gè)Tag 的距離，可以直接使用Tag發(fā)送一個(gè)帶有時(shí)間戳的數(shù)據(jù)包，Anchor接收到數(shù)據(jù)包之后，如果Anchor和Tag已經(jīng)經(jīng)過時(shí)間同步的話，Anchor根據(jù)本地時(shí)間和Tag發(fā)送時(shí)間包的時(shí)間戳的時(shí)間做差值，就能知道光飛行了多長(zhǎng)時(shí)間，這樣就能計(jì)算距離了，當(dāng)然，這樣會(huì)有很大的干擾，導(dǎo)致測(cè)不準(zhǔn)，所以Decawave的工程師使用了另外一種方法：

Decawave測(cè)量TOF通過二次握手進(jìn)行TOF時(shí)間的測(cè)量，測(cè)量原理如下圖：

定位原理：

將三個(gè)Anchor設(shè)置在同一高度，在確認(rèn)UWB模塊可以比較準(zhǔn)確的測(cè)量相對(duì)距離后，可以設(shè)置Anchor A作為定位坐標(biāo)原點(diǎn)，將Anchor A與Anchor B連線作為定位坐標(biāo)系的x軸，垂直底面為z軸，根據(jù)右手系可以確定y軸，在建立起定位坐標(biāo)系后，以Anchor A為圓心，Anchor C到Anchor A相對(duì)距離為半徑，畫圓。再以Anchor B為圓心, Anchor C到Anchor B為半徑，畫圓。兩圓會(huì)交于兩點(diǎn)，然后設(shè)置Anchor C再交點(diǎn)中y軸坐標(biāo)為正的點(diǎn)，即可以得到Anchor A,B,C在定位坐標(biāo)系中的位置。

在確定定位坐標(biāo)系后，可以通過三個(gè)Anchor的位置對(duì)Tag位置進(jìn)行定位。Anchor A 為原點(diǎn)和 Anchor A到Tag距離為半徑可確定一球，Anchor B、C同理，兩球相交可得到一圓，該圓與第三個(gè)球相交可得到兩點(diǎn)，默認(rèn)Tag位置為低于Anchor平面。

如果想要不辭啊用先驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行Z軸的定位的話，就需要另外一個(gè)Anchor處于不出于之前三個(gè)Anchor所在Z軸平面的就可以啦。
另外，不要人為UWB的原理這么簡(jiǎn)單就覺得Decawave 不過爾爾哦， 因?yàn)閁WB定位本身就不是個(gè)學(xué)術(shù)問題而是一個(gè)工程問題，比如時(shí)間戳怎么打，多機(jī)怎么同步，超視距問題等等，Decawave還是很厲害的！

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Decawave UWB定位原理的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。