機器人室內精確定位模塊

開發的時候時常需要知道機器人所在的位置信息，我找了個可以提供三維15cm的精確定位系統。
系統構成：
　　iLocateTM UWB定位系統採用無線超寬帶UWB技術，構建了革命性的高精度實時定位系統RTLS，該系統在傳統的應用環境中穩定達到15cm的3D定位精度，系統包含三個組成部分：傳感器sensor、有源定位標籤tag和定位平台iLocateTRM,在該系統中，定位標籤tag利用uwb脈衝信號發射出位置信息給傳感器sensor，傳感器接受到信號後採用TDOA和AOA定位算法對標籤位置進行分析，最終通過有線以太網傳輸到iLocate服務器。iLocateTMUWB定位單元可以實現無縫蜂窩連接，將定位空間無限擴展，定位標籤可以在各個單元自由行走，通過定位平台軟件分析，將定位目標真實地以虛擬動態三維效果顯示出來。
　　1. 定位傳感器Sensor
　　
　　Series 7000系列傳感器是一種精密測量儀器。它包含一個天線陣列，以及UWB信號接收器；可以通過檢測定位標籤發出的UWB信號，來計算該標籤的實際位置。在工作過程中，每個傳感器獨立測定UWB信號的方向角和仰角(AOA)；而到達時間差信息(TDOA)則必須由一對傳感器來測定，而且這兩個傳感器均部署了時間同步線；這種獨特的AOA、TDOA相結合的測量技術，可以構建靈活而強大的定位系統。目前Ubisense 單個傳感器能測得較為準確的標籤位置；而通過兩個傳感器的接收信號能測定更為精密的3D 信息；傳感器的這種特性大大降低了系統部署的硬件開銷，顯著改善了系統的穩定性與可靠性。7000series傳感器系統特點：系統適時性好每個傳感器均支持持續達160HZ的刷新速率，這意味著每個傳感器或定位單元能夠以6.25ms的速度對標籤(Tag)進行定位。? 安裝靈活可擴展性強Ubisense採用蜂窩單元體系結構來適應小規模到較大規模的系統部署。用戶能夠將數以千計的傳感器集成到單一的企業應用系統中，並能夠監控無限大區域，管理大量的定位標籤。支持有線、無線方式傳感器能夠工作於標準的有線或無線環境，採用諸如802.11接入點、以太網關、5類線，實現傳感器與服務器之間的通訊。雙向通訊模式Ubisense 7000系列傳感器與任意標籤(Tag)之間的通訊支持雙向通訊模式。這使得Ubisense定位系統能夠動態管理標籤，包括根據最佳的定位與電源管理方式，適時改變標籤的刷新速率；系統同時採用這種雙向通訊模式來對控制、測算信息進行動態管理。保養維護方便傳感器採用標準的以太網通訊方式進行遠程管理。固件程序可以通過網絡下載到傳感器中，這使得用戶很容易對傳感器進行升級，也方便了傳感器對新功能的加載。
　　2. 定位標籤Tag
　　
　　緊湊型標籤是一種較小的設備，可置於資產設備、交通工具上，並獲取精度達15cm的3D動態定位信息。它針對苛刻的工業應用環境設計，並包含許多先進的功能：一個LED指示燈；一個能立即激活靜止標籤的運動檢測傳感器；一個事件觸發按鈕。緊湊型標籤集成多種安裝固定方式，以方便的部署於任何物體或表面。特別需要指出的是，UWB信號並不受所貼附物體(包括金屬和液體容器等)材料特性的影響。? 雙重射頻體系Ubisense 標籤採用獨特的雙重射頻體系結構。標籤的精密定位測量採用UWB 超寬帶脈衝信號，同時採用常規的雙向2.4GHz 信號進行控制與測算信息傳輸。雙向通訊模式雙向通訊的功能使得Ubisense 系統能夠做到：動態管理標籤；刷新速率可變；發送自識別碼命令實現LED 燈指示；報告電池狀態信息和可編程按鈕的觸發事件。靈活的刷新速率Ubisense 軟件平台允許標籤根據當前活動情況，自動的調節刷新率。如果標籤正在快速移動，標籤的刷新率能夠隨著速度的減緩而自動調節；這容易使定位與電源的管理得到最佳化。在標籤不移動的時候，能夠進入睡眠狀態以保存電能。標籤內置了運動檢測傳感器，確保在移動時立刻進入數據傳輸狀態。可編程交互按鍵緊湊型標籤提供一個可編程的按鈕，為交互應用提供上下文輸入，例如一扇門可以編程為鎖定和打開；攝像機能夠編程為放大和縮小。環境適應性強緊湊型標籤設計能夠適用於苛刻的工業現場環境，並具防水防塵功能。長電池生命週期對於典型的應用，緊湊型標籤能夠持續5年的使用時間而不需要更換電池；自動化的電池狀態報告使得維護更為方便。當電池用完時，電池也比較容易更換。
　　3.定位平台iLocateTM
　　
　　iLocateTM定位平台是唐恩自主研發的能夠支持多種硬件底層如UWB、WSN、RFID、WIFI等，與上層場景、業務軟件相結合，用戶可以很方便地對監控場所進行部署，並將定位網絡協同在一個實時、高精度的狀態下獲取定位的性能，能將場景實時動態地虛擬出來，改平台具有系統穩定可靠，定位功能完整，實時性能好，管理功能健全，系統安裝方便，集成方式簡單，使用簡單，易於二次開發等擴展特點。? 定位功能完整能夠實時監控指定空間的人、物位置信息，並通知監控終端；能夠存儲並向多個終端客戶發佈2D/3D位置信息數據；實時存儲並發佈用戶自定義2D/3D圖像；能夠創建、導入或編輯用戶自定義的2D/3D空間模型；? 實時性能卓越蜂窩狀子區域定位管理，能夠覆蓋無限\空間範圍內的人、物；運用工業級標準的UDP與多客戶端進行實時數據通訊；? 管理功能健全完整的容錯機制，易於群集化服務的體系結構；所有服務支持WinXP、Linux交叉平台操作；圖形化工具，支持監控、備份、恢復與升級；所有服務具有用戶自定義權限和256位AES加密功能；? 系統安裝方便系統的圖形化功能，支持導入建築模型、定義人物模型、創建可視化圖像、定義空間關係、加密權限等各種服務；? 集成方式簡單100%可操控的.NET 2.0 API，可用於觀察每一個系統函數的所有數據和控制；方便的管理基於DirectX.NET 2.0的2D/3D可視化控件；? 易於開發擴展圖形化數據模型工具利用.NET 2.0 API 產生穩定的用戶自定義服務；用戶自定義服務均繼承了容錯、易管理特性；傳感器模擬器工具允許對複雜的定位感知應用進行腳本測試；
　　UWB與其他定位技術的優勢
　　
　　以往基於場強信號和信號質量技術來定位的RFID,WIFI,ZIGBEE等傳統定位技術，定位精度往往不能令人滿意，UWB定位技術的出現填補了高精度定位領域的空白。
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