aoa高精度定位解决方案_蓝牙AOA定位精度

文章导读:

• 1、高精度定位系统功能是如何实现的？
• 2、哪种室内定位技术精度高，有没有高精度室内定位解决方案？
• 3、AOA指什么？
• 4、什么是蓝牙AOA定位系统？
• 5、蓝牙aoa定位技术，可以在哪些领域使用？

高精度定位系统功能是如何实现的？

从市场需求来说，定位的精度是越高越好，所以，所有的定位技术也在精度方面不断地进行突破，而成本也在产业规模化之后逐渐地降低，“高精度、低成本”的定位方案无疑是未来市场的趋势。本篇SKYLAB君就来为大家简单介绍几款高精度、低成本的室内外定位方案。

基于GNSS定位模块的室外定位方案：

GPS定位，目前市场中GPS定位是最常见的，它信号好、定位精度高、使用范围广，几乎所有需要定位的设备都会优先使用GPS定位。像SKYLAB的GPS模块，在有AGPS或EPO辅助定位的情况下，冷启动速度已经能控制在23s左右了，温启动在2-3s，热启动更是小于1s。北斗定位，北斗定位原理跟GPS是一样的，都是根据天上的卫星来确定当前的位置的。北斗三号性能在北斗二号的基础上，提升了1至2倍的定位精度，建成后的北斗全球导航系统将为民用用户免费提供约10米精度的定位服务、0.2米/秒的测速服务。目前，SKYLAB的北斗模块(多模)的独立定位精度为3M，基于星基增强系统的情况下，定位精度能达到2.5M。

基于UWB技术的高精度室内定位方案：

UWB的定位原理和卫星导航定位原理很相似。如下图，天上的卫星坐标为已知，地上的接收设备同时接收到四个卫星信号就能确定自己的位置坐标（平面和高程坐标）。UWB的定位原理就是通过在室内布置4个已知坐标的定位基站，需要定位的人员或者设备携带定位标签，标签按照一定的频率发射脉冲，不断和四个已知位置的基站进行测距，通过一定的算法精确的计算定位标签的位置。

相比WiFi、蓝牙、红外线等室内定位技术，UWB室内定位具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点。因此，超宽带技术可以应用于室内静止或者移动物体以及人的定位跟踪与导航，且能提供十分精确的定位精度。基于UWB的室内定位方案正在逐步渗透机场、展厅、 写字楼、仓库、地下停车、监狱、军事训练基地等需要使用准确的室内定位信息的应用。

目前，天工测控的室内定位解决方案多以定制开发为主，毕竟各个行业领域的客户应用需求各有不同。如

哪种室内定位技术精度高，有没有高精度室内定位解决方案？

室内定位的应用技术分析，室内定位无线方案比较！

Wi-Fi定位、蓝牙定位、RFID定位、UWB（超宽带）室内定位、红外技术、超声波等技术纷纷进入市场，为不同行业的室内定位需求贡献了诸多行之有效的位置服务方案。

各种室内定位技术各有优劣，在不同应用场景、不同预算要求下，也可将不同的原理组合使用。主流技术有以下几种：

WiFi定位技术

目前WiFi是相对成熟且应用较多的技术，这几年有不少公司投入到了这个领域。WiFi室内定位技术主要有两种。

一种是通过移动设备和三个无线网络接入点的无线信号强度，通过差分算法，来比较精准地对人和车辆的进行三角定位。另一种是事先记录巨量的确定位置点的信号强度，通过用新加入的设备的信号强度对比拥有巨量数据的数据库，来确定位置(“指纹”定位)。

WiFi定位可以实现复杂的大范围定位，但精度只能达到2米左右，无法做到精准定位。因此适用于对人或者车的定位导航，可以于医疗机构、主题公园、工厂、商场等各种需要室内定位导航的场合。

蓝牙技术

蓝牙信标技术目前部署的也比较多，也是相对比较成熟的技术。蓝牙跟WiFi的区别不是太大，精度会比WiFi稍微高一点。

蓝牙室内定位技术的代表是Nokia，推出了HAIP的室内精确定位解决方案，采用基于蓝牙的三角定位技术，除了使用手机的蓝牙模块外，还需部署蓝牙基站，最高可以达到亚米级定位精度。

蓝牙室内定位技术最大的优点是设备体积小、短距离、低功耗，容易集成在手机等移动设备中。只要设备的蓝牙功能开启，就能够对其进行定位。蓝牙传输不受视距的影响，但对于复杂的空间环境，蓝牙系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大且在于蓝牙器件和设备的价格比较昂贵。

超宽带UWB室内定位技术

超宽带（UWB）室内定位技术利用事先布置好的已知位置的锚节点和桥节点，与新加入的盲节点进行通讯，并利用三角定位或者“指纹”定位方式来确定位置。

超宽带室内定位的定位方案采用UWB（超宽带）脉冲信号，由多个传感器采用TDOA和AOA定位算法对标签位置进行分析，多径分辨能力强、精度高，定位精度可达亚米级。

超宽带通信不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，因此具有GHz量级的带宽。由于超宽带定位技术具有穿透力强、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能提供精确定位精度等优点，前景相当广阔。

之前的技术研究中，由于新加入的盲节点也需要主动通信使得功耗较高，而且事先也需要布局，使得成本还无法降低。

但是在恒高科技的产品设计之中，定位基站使用电池供电，满足续航时间大于1年。且基站通过无线与通信基站传输数据，不需要铺设线缆，既节省了安装的硬件成本，又节省安装的时间成本。不仅如此，日常运行成本，受台风、暴雨等影响时的恢复成本都会加到产品售出时的价格之上。对此，恒高科技形成了一套自组网、自维护的产品设计，有效的将维护费用降低，优化投入成本。

从技术上看，无论是从定位精度、安全性、抗干扰、功耗等角度来分析，UWB无疑是最理想的工业定位技术之一。

RFID技术

RFID室内定位的基本原理是，通过一组固定的阅读器读取目标RFID标签的特征信息（如身份ID、接收信号强度等），同样可以采用近邻法、多边定位法、接收信号强度等方法确定标签所在位置。

射频识别室内定位技术作用距离很近，但它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且由于电磁场非视距等优点，传输范围很大，而且标识的体积比较小，造价比较低。但其不具有通信能力，抗干扰能力较差，不便于整合到其他系统之中，且用户的安全隐私保障和国际标准化都不够完善。

目前有大量成熟的商用定位方案基于RFID技术，广泛应用于紧急救援、资产管理、人员追踪等领域。

红外室内定位技术

红外线室内定位有两种，第一种是被定位目标使用红外线IR标识作为移动点，发射调制的红外射线，通过安装在室内的光学传感器接收进行定位;第二种是通过多对发射器和接收器织红外线网覆盖待测空间，直接对运动目标进行定位。

红外线的技术已经非常成熟，用于室内定位精度相对较高，但是由于红外线只能视距传播，穿透性极差(可以参考家里的电视遥控器)，当标识被遮挡时就无法正常工作，也极易受灯光、烟雾等环境因素影响明显。加上红外线的传输距离不长，使其在布局上，无论哪种方式，都需要在每个遮挡背后、甚至转角都安装接收端，布局复杂，使得成本提升，而定位效果有限。

该技术目前主要用于军事上对飞行器、坦克、导弹等红外辐射源的被动定位，此外也用于室内自走机器人的位置定位。

超声波室内定位技术

超声波室内定位主要采用反射式测距法，通过多边定位等方法确定物体位置，系统由一个主测距器和若干接收器组成，主测距仪可放置在待测目标上，接收器固定于室内环境中。定位时，向接收器发射同频率的信号，接收器接收后又反射传输给主测距器，根据回波和发射波的时间差计算出距离，从而确定位置。

超声波定位整体定位精度较高，结构简单，但超声波受多径效应和非视距传播影响很大，且超声波频率受多普勒效应和温度影响，同时也需要大量基础硬件设施，成本较高。

AOA指什么？

在物联网技术领域，AOA普遍的含义是：到达角度测距

到达角度测距(Angle-of-Arrival：AOA)：基于信号到达角度的定位算法是一种典型的基于测距的定位算法，通过某些硬件设备感知发射节点信号的到达方向，计算接基站和标签（终端）的相对方位或角度，然后再利用三角测量法或其他方式计算出未知节点的位置。基于信号到达角度(AOA)的定位算法是一种常见的无线传感器网络节点自定位算法，算法通信开销低。

AOA原理示意

应用特性：

      目前AOA主要应用的技术领域有蓝牙、UWB，利用AOA计算方法，可在室内定位应用领域形成较为有效的高精度效果。

       AOA的重点优势是，可利用单基站，进行覆盖区域内的位置定位识别；

       AOA的典型劣势是，因为利用角度进行计算，所以基站与标签的相对高度需要较高，一般4米以上较为优，相对高度决定了单基站的覆盖面积，一般计算方式为：S=π*（2h）²。

未来前景：

       AOA具备较为典型的优劣势，所以在不同应用场景展现的效果具有一定差异。因而，目前市面对于高精度定位，使用较多的，是TOF/TDOA方法，但此类方法，基本配套与UWB使用，AOA配合蓝牙使用更有利于其优势发挥。

什么是蓝牙AOA定位系统？

在蓝牙5.1中实现的到达角度(AoA)方法中，例如实时定位系统(RTLS)中的标签之类的设备从单个天线发射信号。接收器包含多个天线，因为每个接收天线到发射天线的距离不同，从而接收器可以得出相位差。在离开角度(AoD)方法中，例如蓝牙定位信标通过天线阵列发射信号，而像智能手机这样的接收设备使用单个天线来接收信号，并将信号解码以计算出相对信号方向。这种寻向方法目标用于室内定位系统，例如寻路系统。

蓝牙aoa定位技术，可以在哪些领域使用？

蓝牙AOA能够运用外部追寻体系丈量某个对象的方位或视点，追寻设备在室内环境中的方位，例如库房的物流或商场顾客方位追寻，寻息科技蓝牙AOA高精度定位系统，可以实现0.5米的定位精度，标签的功耗低、应用灵活。