UWB机器人定位之TDOA

tismily · 发表于 2020-7-8 19:40:45

tismily 发表于 2020-7-8 19:38
如果标定天线延迟的话，目前没有什么好的办法。；我怎么感觉你们基站是有线连接。这个有点麻烦吧

我测的结果是，距离不一样，clockoffect是不一样的

tismily · 发表于 2020-7-8 19:38:11

uwb 发表于 2020-7-8 17:45
我们的系统目前定位信号输出周期为100ms一轮，因而在0.1s内的最大时间误差为:
0.1s * 2ppb = 0.2ns，原 ...

如果标定天线延迟的话，目前没有什么好的办法。；我怎么感觉你们基站是有线连接。这个有点麻烦吧

uwb · 发表于 2020-7-8 17:45:09

uwb 发表于 2020-7-8 17:39
基站和标签频率差必然需要考虑，我们在标签端对其相对系统全局时钟的频率偏差进行了补偿和估计，大致可以 ...

我们的系统目前定位信号输出周期为100ms一轮，因而在0.1s内的最大时间误差为:
0.1s * 2ppb = 0.2ns，原则上可以满足<10cm的定位能力

不过，还是如之前所说，系统运行过程中会出现较大跳变，目前为止的测试结果很大程度指向距离和天线方向所引起的误差，我们正在想办法消除

另外，请问你们对这个问题有没有进行优化，有没有简单的解决方案？

uwb · 发表于 2020-7-8 17:39:52

tismily 发表于 2020-7-8 16:57
基站与标签之间的晶振频偏也是要考虑的，不然相对位置的精度有了，绝对精度也是达不到。我怀疑你们绝对精 ...

基站和标签频率差必然需要考虑，我们在标签端对其相对系统全局时钟的频率偏差进行了补偿和估计，大致可以做到2ppb的偏差范围

uwb · 发表于 2020-7-8 17:37:59

tismily 发表于 2020-7-8 16:50
你们应该是每3个基站定位一块区域吧？其他的我还真想不到你们怎么弄的

正如我在前面所说，我们没有进行具体的划分定位区域，全局一体化，标签可利用接收范围内的所有基站信息进行定位

tismily · 发表于 2020-7-8 16:57:02

uwb 发表于 2020-7-8 15:24
1. 目前我们主要针对工厂，园区等中等规模，稍微空旷点的场景优化，至于你说的柱子遮挡等问题，我们系统 ...

基站与标签之间的晶振频偏也是要考虑的，不然相对位置的精度有了，绝对精度也是达不到。我怀疑你们绝对精度一方面来自这个距离对时间戳的影响，另一方面基站和标签的晶振频偏你们没有考虑？

tismily · 发表于 2020-7-8 16:50:13

uwb 发表于 2020-7-8 15:24
1. 目前我们主要针对工厂，园区等中等规模，稍微空旷点的场景优化，至于你说的柱子遮挡等问题，我们系统 ...

你们应该是每3个基站定位一块区域吧？其他的我还真想不到你们怎么弄的

uwb · 发表于 2020-7-8 15:40:39

目前为止，对我们这个为机器人和人机协作定位导航的系统所需要的精度来说，最大的问题还是距离和天线方向所引起的误差，其它包括时间同步，延迟校准和修正补偿，位置自测量和标定等，我们都有专有的协议和算法来进行自动实现（目前的初步实验已验证），反而不是我们目前面对最大困难

uwb · 发表于 2020-7-8 15:32:55

tismily 发表于 2020-7-8 11:30
单个网络的误差来源于时钟同步的误差，不过一般可以控制在100ps左右吧。单个网络另一个就是天线延迟的补偿 ...

时钟同步误差我们测试下来发现大致可控制在0.2ns左右，对于10cm左右的机器人定位导航需求来说是勉强满足的，天线延迟我们有专有的协议和算法来进行补偿，大体上也能取得至少80%的补偿效果

不过最大的问题现在感觉就是距离和天线方向对测量时间戳的影响，这块是我们目前最棘手的问题，处理方式：
1. 通过大量测量来建立距离/RSSI/方向等和接收时间戳偏差值的关系，然后进行补偿，成本太高，也不适合我们想要的开箱即用的实际思路，暂时不考虑
2. 通过手动测量基站位置和部分基站间的距离来实现部分修正和消除，我们正在考虑这种（这里说测量基站位置是因为，我们最终的设计目标是不需要对所有基站进行位置测量来减少安装时间和代价）
3. 其它...

uwb · 发表于 2020-7-8 15:24:44

tismily 发表于 2020-7-8 11:26
你这个下行的模式，对于多个网络组网的时候应该不好搞，比如一个场地，中间有一根柱子，你要做基站选择？ ...

1. 目前我们主要针对工厂，园区等中等规模，稍微空旷点的场景优化，至于你说的柱子遮挡等问题，我们系统后端维护有相关的鲁棒性的噪点过滤模块支持，且另一方面后期我们会利用平面CAD地图来加入外部先验信息进行融合
2. 时钟这块，我们不是采用传统的那种分级时钟同步的机制，而是设计了一种私有的全局时钟（没有一级，二级等时钟节点的概念）/分级组网，的协议和算法，可抑制你说的时钟误差放大问题，保证相邻区域尽可能不会有大的时间跳变
3. 基站的拓扑这块，目前我们没做太多优化，采用通用原则进行普通安装和测试，我们的目标就是最终减小对安装的高要求，理想上是小场景下30分钟内的安装和开箱即用

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