本帖最后由 ryan4yun 于 2020-7-29 15:51 编辑
为了让更多对UWB实时定位感兴趣的朋友，以更加全面的方式了解UWB定位系统中的关键技术，接下来的一段时间我将连更几篇文章，介绍：UWB RTLS，Wireless Clock Synchronization，Location Estimation 以及 Anchor Deployment。
名词解下行TDoA到此结束。下一节将会描述上行TDoA无线时钟同步算法。释： Anchor：基站； Tag：标签； EUI：UWB设备的唯一标识码； SeqNum：报文序列号； 1. UWB RTLS 规则该部分描述RTLS中的下行TDoA模式的基本原理和功能。下行TDoA就意味着，标签只用来接收基站的报文，这样的优势就是系统中理论标签的数目是无限的。 TDoA的意思是到达的时间差，它是基于测量两个基站之间的距离的想法，而不是测量从标签到基站的距离的两种测距方法。由于在这种情况下时间与无线电波的传播有关，时间可以用光速转换为距离。例如，如果标签位于距离基站0是2米和距离基站1是 3米的地方，那么TDoA值(转换为距离)将是1米。注意，在TDoA模式中，我们无法访问距离(本例中为3米和2米)，只能访问差异。 2. UWB的时钟每个基站和标签都有一个时钟，驱动高分辨率计时器。时钟频率随时间漂移，这个误差必须在每个单元中通过连续跟踪其他单元时钟的漂移来补偿。这个过程叫做时钟校正。 每个基站和标签都有自己的时钟，与其他时钟完全不同步，理解这一点很重要。对于每个时钟脉冲，本地计时器计数器增加，并且该计数器的当前值用于发送和接收时间戳。请注意，包中的传输时间戳是由传输基站使用传输基站的时钟/计数器设置的。接收时间戳是由接收器(在不同的设备中)使用它的时钟/计数器设置的。这两个时钟运行的频率(略有)不同，计数器的值也不同。 任何一个单元不知道一个远程时钟的确切状态，它只能通过接收包的传输时间戳间接地看到它。此外，它不知道发送单元的确位置，因此也不知道数据包到达接收器需要多长时间。 3. 无线时钟同步这部分将结合图示来说明如何进行下行TDoA无线时钟同步算法。我们考虑基站0和基站1最后的三个数据包： 图片1： 我们可以通过计算和的差值来计算到达的时差(即到达时间的差值，TDoA)。从标签的一边，这可以通过接收来自每个基站的最后一个包来完成。图片2： 另在接收两在接收两个数据包时测量, 如果我们知道从基站0到基站1的飞行时间，就可以在基站1的时钟上计算出:。基站1测量了数据包P2的到达时间，因此也就知道了数据包到达1的时间，我们就可以计算它什么时候被基站0所发出来。基站0到基站1之间的飞行时间由两基站测量，并在数据包中传输。采用双向测距的方法。图片3： 一旦我们知道了基站1中P2的传输时间，我们就可以计算出传输量和传输量。虽然在基站1时钟中表示了。每个节点都有一个独立特性的时钟，我们需要对时钟之间的漂移进行补偿。为此，标签使用来自基站1的两个连续包来跟踪它自己的时钟和基站1时钟之间的时钟漂移系数:图片4： 使用如上图所示的这两个包我们可以计算α₁=δrx1 /δtx1。我们现在可以计算出标签的 TDoA=δrx -(α₁*δtx)。 下行TDoA到此结束。下一节将会描述上行TDoA无线时钟同步算法。
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发表于 2020-7-29 15:45:44
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