UWB机器人定位之TDOA

uwb

最近项目原型初步完成，正在进行相关的精度，定位频率，定位延时等的测试，过程中也遇到很多困难，该贴的目地是作为一个交流区，大家分享各自的项目成果，问题，以及经验等。

先分享下我们的项目方案和初步结果：
1. 项目方案：
         方案采用客户端模式（被动式）TDOA方案，（服务器端模式和客户端模式比较如下）
         服务器端模式：标签发送信号，基站接收并送往服务器完成位置计算

   
        客户端模式：基站发送信号，标签接收并在本地完成位置计算
        

2. 初步结果：

    1. 定位精度：～30cm， 最大波动100cm
    1. 定位精度(2020.08更新)：～15cm， 视距下最大波动~30cm， 非视距情形暂时未大量测试获取统计结果

    2. 定位频率：10-50Hz

    3. 定位延迟：<5ms

    4. 用户容量：无限制


问题讨论：
目前我们的测试和优化主要关注在定位精度上面，为适合进行机器人定位，目标精度应<10cm
大家有没有同样做TDOA定位的，可以分享下你们目前的最高精度。（同样也欢迎做基于TOF方案的进行分享和比较）

相关博客测试结果：
UWB定位实验 - 晶振时钟频率偏移测试

UWB定位实验 - 客户端模式(被动式)TDOA定位精度测试


补充：

2020-08-05：分享下我们的方案在室内环境下的静态和动态实测效果，系统基站5个，定位频率10-50Hz，延迟~3ms
更多详细细节可查看博客：客户端模式(被动式)TDOA定位精度测试

基站部署：

静态定位效果（4个不同测试点位置，第一个位置位于网络内部，其余三个位于网络边界处）：


动态定位效果(GIF图片，时长大约1min，可点击放大观看)：

蓝点无限

TDOA 我们也在做，借你的帖子，也分享下
TDOA精度相对于TWR要差一些，我们目前测试TDOA精度如下：

A .静态测试结果
1 定位区域1.6 *1.6m，基站摆放(0,0) (1.6,0) 和 （0.8 1.9），同步时钟（0.8 0.8），分别在同步时钟上下左右各测试4个点。 以标签坐标再绘制圆，圆的半径是30cm

2 定位区域7 *7m，基站摆放(0,0) (7,0) 和 （3.5 ，8.45），同步时钟（3.5 3.5），分别在同步时钟上下左右各测试4个点。 以标签坐标再绘制圆，圆的半径是40cm

由于基站标签放置离地面15cm左右，最上面结果出现分层，可能是多径干扰。 每个区域测试500个点左右，基本很集中。

B 动态测试
动态测试效果较差， 由于玩具小车临时罢工，我自己在定位区域内手持标签走动，标签与基站高度差较大，不加滤波的情况，定位结果随机性非常大。 加kalman滤波后，轨迹比较清晰

uwb

蓝点无限 发表于 2020-6-29 10:54
TDOA 我们也在做，借你的帖子，也分享下
TDOA精度相对于TWR要差一些，我们目前测试TDOA精度如下：

1. 请问你们是用什么方案？客户端模式 or 服务器端模式
2. 从静态测试结果上看，我们的和你们这个很接近，我们测试场景大致为4x6m，基站和标签高度差大致范围0-1m内
3. 动态场景测试下波动较大，最大可到1m，然而我们没有真值作参考，所以精确误差还不确定
4. 关于使用滤波器结果，如果滤波器使用裸数据做观测，效果很差，甚至可能发散(具体原因还待确定，可能是程序问题，可能是滤波这种输入用法本身就不合适)，而如果滤波器使用TDOA的3D位置坐标做观测，可能可以避免发散的问题，不过我们还没做这种模式

uwb

另外，据有人说Decawave提供的TDOA方案可以实际测试中达到~10cm的精度，不知道有人做过实测没有，希望可以分享下

蓝点无限

uwb 发表于 2020-6-29 13:55
1. 请问你们是用什么方案？客户端模式 or 服务器端模式
2. 从静态测试结果上看，我们的和你们这个很接近 ...

你说的客户端模块 服务器端模式是什么意思？

静态测试，加滤波器，我们做的应该能到10cm。加滤波器需要增加刷新频率，不然运动起来，会产生严重拖尾

蓝点无限

蓝点无限 发表于 2020-6-29 14:12
你说的客户端模块 服务器端模式是什么意思？

静态测试，加滤波器，我们做的应该能到10cm。加滤波器需 ...

加滤波和不加滤波对比


加滤波器后，运动起来会产生拖尾

uwb

蓝点无限 发表于 2020-6-29 14:12
你说的客户端模块 服务器端模式是什么意思？

静态测试，加滤波器，我们做的应该能到10cm。加滤波器需 ...

服务器端模式：标签发送信号，基站接收并送往服务器完成位置计算


客户端模式：基站发送信号，标签接收并在本地完成位置计算

uwb

蓝点无限 发表于 2020-6-29 14:16
加滤波和不加滤波对比

请问你们的滤波器是用TDOA计算的3D坐标作为输入吧？

蓝点无限

uwb 发表于 2020-6-29 15:38
服务器端模式：标签发送信号，基站接收并送往服务器完成位置计算

你写的两个都是服务端模式啊

uwb

蓝点无限 发表于 2020-6-29 15:54
你写的两个都是服务端模式啊

不好意思，手误，第二个为客户端模式，原帖以修正