如何解決UWB定位系統(tǒng)時(shí)間不同步問(wèn)題？

發(fā)布時(shí)間：2020-01-17

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超寬帶UWB定位，是一種基于極窄脈沖無(wú)線技術(shù)，它通過(guò)測(cè)量無(wú)線電信號(hào)的飛行時(shí)間，以此來(lái)計(jì)算位置信息。想要實(shí)現(xiàn)精確定位，對(duì)時(shí)間測(cè)量的要求就極高，時(shí)間測(cè)量不準(zhǔn)確會(huì)嚴(yán)重影響定位精度，1ns的時(shí)間差就會(huì)造成30cm的位置誤差。
一、時(shí)間不同步原因分析
每個(gè)UWB定位設(shè)備內(nèi)部都有晶體震蕩器，它的作用是產(chǎn)生時(shí)鐘頻率，定位設(shè)備的UWB信號(hào)的收發(fā)，都是在該時(shí)鐘的節(jié)拍下進(jìn)行的，測(cè)量收發(fā)時(shí)間也是以該時(shí)鐘為基礎(chǔ)。這也就是說(shuō)每個(gè)硬件設(shè)備都有自己的內(nèi)部時(shí)鐘，UWB定位基站各自按照自己的時(shí)間體系運(yùn)行，這就導(dǎo)致各個(gè)基站存在初始時(shí)間差。
并且，還存在著一個(gè)時(shí)鐘漂移現(xiàn)象，這就使得多個(gè)時(shí)鐘即使在同一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間啟動(dòng)，它們也不可能長(zhǎng)期保持同步。影響時(shí)鐘漂移的因素還有很多，如：生產(chǎn)工藝、溫度變化、環(huán)境變化、老化程度等。
二、如何解決時(shí)間不同步？
目前，有兩種解決UWB定位時(shí)間不同步的方法，分別為：有線同步和無(wú)線同步。
1、有線同步

有線同步就相當(dāng)于所有的基站都用同一個(gè)表，也就是同步控制器。同步控制器通過(guò)有線通信的方式，將時(shí)間信息傳輸?shù)矫總€(gè)基站，使每個(gè)基站處于同一時(shí)間體系，實(shí)現(xiàn)時(shí)間同步。

UWB有線同步

時(shí)間測(cè)量精度高，各個(gè)基站之間時(shí)間可保持高度同步，并且技術(shù)難度低，容易實(shí)現(xiàn)。但是部署成本較高，因?yàn)槊總€(gè)基站都需要通過(guò)有線的方式連接到同步控制器，線路規(guī)劃變得很復(fù)雜，部署UWB定位系統(tǒng)時(shí)會(huì)大量布線。但同步精度會(huì)相對(duì)來(lái)說(shuō)高一些。
2、無(wú)線同步

無(wú)線同步就是各個(gè)基站通過(guò)不斷與其他基站交換本隊(duì)時(shí)鐘信息，最終達(dá)到并且保持全局時(shí)間協(xié)調(diào)一致。無(wú)線同步方法依賴(lài)于UWB的測(cè)量時(shí)間精度，時(shí)間精度越高，兩個(gè)基站之間的時(shí)間誤差越小，那么它們的時(shí)間同步程度越高。基站與基站之間不需要有線連接，因此部署難度較低，成本也低。

UWB無(wú)線同步

綜合比較兩種同步方法，各有優(yōu)劣。EHIGH恒高UWB定位系統(tǒng)采用的是無(wú)線同步方法，也是業(yè)內(nèi)第一家擁有UWB無(wú)線同步技術(shù)的廠家。當(dāng)前，EHIGH恒高的時(shí)間測(cè)量精度已經(jīng)達(dá)到ps級(jí)，基站與基站之間時(shí)間可達(dá)到高度同步，實(shí)現(xiàn)10cm精確定位。