基于超寬帶的室內定位技術研究綜述

基于超寬帶的室內定位技術研究綜述

楊狄,唐小妹,李柏渝,王飛雪

(國防科技大學電子科學與工程學院衛星導航定位技術工程研究中心,長沙 410073)

摘要：超寬帶(UWB)技術憑借其時間和空間分辨率高、保密性好、穿透性強、定位精度高等優點,為高精度室內定位提供了很好的室內定位解決方案。本文首先從超寬帶技術特性出發,對適用于室內定位的算法及可行性做了概述和對比。然后針對適用于UWB室內定位的到達時間(TOA)算法進行詳細介紹和分析。最后將業內對于UWB室內定位性能的研究進行歸納和總結。

關鍵詞：室內定位;超寬帶(UWB);TOA

doi:10.13442/j.gnss.1008-9268.2015.05.007

中圖分類號：TN967.1

文獻標志碼：A

文章編號：1008-9268(2015)05-0034-07

收稿日期：2015-06-15

作者簡介

Abstract:Ultra Wideband (UWB) technique,with its numerous advantages of high spatial resolution,good secrecy,strong penetrability and excellent location accuracy,provides a widely used solution in indoor localization.From the point of UWB tags used in the indoor localization,there is a brief introduction and comparison about the primary UWB-based indoor localization algorithms and their feasibility.Two kinds of TOA algorithms fit for UWB-based indoor localization are presented in detail.The performance of TOA algorithms fit for UWB-based indoor localization which have been studied is summarized.

0引言

全球衛星定位系統(GPS)具有應用范圍廣、定位精度高等特點在室外已經可以完美提供定位服務解決方案。然而,由于障礙物遮擋,墻壁阻隔等因素存在以及室內環境極為復雜,GPS無法實現室內精確定位。近年來,隨著近距離無線通信和移動網絡技術發展迅速,基于位置的服務(LBS)越來越受到重視[1]。據統計,人類近80%的時間是活動在室內,因此對室內高精度定位的研究成為熱點。

為了克服GPS的定位缺陷并實現在復雜室內環境中的精確定位,國內外研究人員在室內定位中引入了紅外傳播技術、WLAN技術、超聲波技術、射頻識別(RFID)技術、低功耗藍牙技術、紫蜂(Zigbee)、無線傳感器網絡(WSNs)技術等多種技術[2]。紅外線定位技術原理簡單,應用較早,但是僅能直線視距、傳輸距離較短、易受光線干擾等缺點使其室內定位的效果很差,較為典型的應用系統有Active Badge。……