Czcionka

A

A

A

Kontrast black-white mode white-black mode black-yellow mode yellow-black mode
Unia Europejska
Czcionka

A

A

A

Kontrast black-white mode white-black mode black-yellow mode yellow-black mode

25.01.2023

UWB RTLS – Anchors Arrangement

UWB RTLS – Anchors Arrangement

Przy planowaniu implementacji systemu lokalizacji w oparciu o UWB, należy rozważyć sposób rozmieszczenia węzłów referencyjnych (WR) w docelowej lokalizacji. Na precyzję pozycjonowania wpływ ma wybrana częstotliwość fal do komunikacji między węzłami mobilnymi (WM) a WR, odległość między WR oraz wzajemna widoczność WR (Line of Sight – LoS).

Kluczowym czynnikiem dla precyzyjnego śledzenia jest zapewnienie LOS między WR. Oznacza to, iż w idealnym scenariuszu WR powinny być rozmieszczone przestrzennie w taki sposób, aby droga radiowa między nimi nie była zakłócona przeszkodami tj. obiektami fizycznymi. Ta sama zasada dotyczy komunikacji między WR a WR, gdzie również zapewnienie LoS jest istotne z punktu widzenia dokładności systemu. Niemniej jednak, w literaturze znaleźć można opracowania potwierdzające dalszą użyteczność systemu lokalizacji w technologii UWB, nawet w przypadku scenariusza śledzenia NLOS (None Line of Sight). W przypadku scenariusza NLOS zauważony został błąd w estymacji pozycji, jednak na tyle niewielki, iż jego wpływ na funkcjonowanie systemu jest nieistotny.

Powodem tego zjawiska jest charakter fal UWB, który umożliwia dobrą penetrację przeszkód przez falę radiową. Co więcej, zakres fal UWB powoduje, iż nie interferują one z innymi popularnymi falami jak Wi-Fi czy Bluetooth. Typowe materiały dla konstrukcji magazynowej, halowej czy biurowej są łatwo penetrowane przez fale UWB, dzięki czemu system posiada wysoką sprawność nawet w przypadku braku pełnej widoczności pomiędzy WR oraz WM i WR.

Istnieją scenariusze wdrożeń systemu pozycjonowania w technologii UWB w obiektach, które uniemożliwiają zapewnienie scenariusza LoS. Konsekwencją tego może być występowanie błędu w estymacji położenia WM. Aby zminimalizować występujący błąd, możliwym jest integracja systemu RTLS UWB z innym systemem umożliwiającym estymację pozycji. Naturalnym kandydatem jest technologia pozycjonowania w oparciu o nawigację inercyjną z wykorzystaniem urządzeń AHRS (Attitude and Heading Reference System).

AHRS to sensor wyposażony w akcelerometr, żyroskop oraz magnetometr. Dane z AHRS poddawane są obróbce z wykorzystaniem odpowiedniego filtra Kalmana, dzięki czemu możliwym jest estymacja pozycji urządzenia w przestrzeni 3D. Znanym faktem jest narastający błąd pozycjonowania wynikający z ograniczeń systemów nawigacji inercyjnej, jednak w opisywanym scenariuszu ma on służyć fuzji danych. Wykonywanie korekty WM systemu RTLS UWB w oparciu o nawigację inercyjną znacząco poprawia precyzję śledzenia WM przez system. Znane są również inne metody fuzji danych w oparciu o np. LiDAR lub system wizyjny i algorytm SLAM, jednak te rozwiązania są bardziej kosztowne oraz trudniejsze w implementacji oraz skalowaniu.

    Zostańmy w kontakcie!