科普——談?wù)勈覂?nèi)定位精度的幾個影響因素

談到不同室內(nèi)定位技術(shù),大多數(shù)人都會首先對比各個技術(shù)的定位精度,畢竟拋開精度談技術(shù)是毫無意義的。對于室內(nèi)環(huán)境而言,定位精度1米和10米已經(jīng)是天壤之別了,很可能是人或物已經(jīng)出了房間,而定位點還在房間內(nèi)游蕩。

而且在實際應(yīng)用中的精度和理論精度差別也是很大的,這主要受制于無線信號在室內(nèi)傳播過程中,信號強度會出現(xiàn)不同程度的衰減,而這些影響信號傳播的因素主要有以下幾種:

  • 非視距傳播

    由于無線信號發(fā)射端與接收端的直射路徑之間存在尺寸大于其波長的障礙物,如墻壁、門窗、桌椅等,導(dǎo)致無線信號不能直接傳播,在傳播路徑中會發(fā)生反射、折射,這樣在接收端測得的信號無法獲取信號發(fā)送端發(fā)送的真實數(shù)據(jù)。這種因障礙物阻擋而導(dǎo)致的信號衰減稱為非視距傳播。

  • 多徑傳播

    由于信號所處的區(qū)域存在多個無線信號同時發(fā)送數(shù)據(jù),但由于信號所處的室內(nèi)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,使得單一信號傳播時會遇到障礙物發(fā)生反射、散射、繞射等影響,接收端接收的信號可能是多路無線信號強度的矢量和。這種因為多個無線信號影響而導(dǎo)致的信號失真的現(xiàn)象稱為多徑傳播。多徑效應(yīng)除了影響信號衰減,還會帶來時延不同步、極化改變、鏈路不穩(wěn)定等一些列問題。


    多徑效應(yīng)示意(A為發(fā)射端,B為接收端)

  • 陰影效應(yīng)

    大型障礙物阻擋傳播路徑。信號在傳播過程中可能會遇到大型物體的阻擋,如墻壁拐角、石柱等,導(dǎo)致信號驟降,在信號接收區(qū)域存在半盲區(qū).接收端在這一區(qū)域內(nèi)無法獲取型號,致使終端在移動過程中信號起伏變化。這種因大型障礙物阻擋而導(dǎo)致的信號強度變化稱為陰影效應(yīng)。例如藍(lán)牙信號在經(jīng)過一個墻壁轉(zhuǎn)角后,信號衰減程度呈直線下降,信號強度僅為空曠環(huán)境下的二分之一或三分之一。


    這種拐角最致命

  • 此外,還有磁場、周圍同頻設(shè)備等各種不可預(yù)見的因素也會對信號傳播產(chǎn)生較大影響。

    一般來說,非視距傳播主要影響基于TOA(信號到達(dá)時間)定位方法或基于TDOA(信號到達(dá)時間差)定位方法的精度,而多徑效應(yīng)和陰影效應(yīng)則主要影響AOA(到達(dá)角測量)定位方法和基于RSSI參數(shù)的定位方法的估計精度,同時也影響基于時間的定位算法。

    因此,在實際部署室內(nèi)定位系統(tǒng)工程之前,進(jìn)行現(xiàn)場環(huán)境的考察是非常重要的,根據(jù)環(huán)境來設(shè)計合理的AP節(jié)點部署方案,并對定位算法進(jìn)行優(yōu)化,才能減少實際定位精度的誤差。

    定位節(jié)點部署(藍(lán)色點為定位基站,綠色圈為覆蓋范圍)

    美迪索科高精度室內(nèi)定位系統(tǒng)采用幾何算法、慣性算法、濾波算法、差分去噪算法等多種融合定位算法技術(shù),有效解決信號在室內(nèi)環(huán)境中受非視距傳輸、多徑效應(yīng)等因素的影響,將定位精度控制在2米以內(nèi),將定位跳點控制在5%以內(nèi),將時延控制在1s左右,使得定位過程非常平滑,定位體驗非常良好,歡迎感興趣的朋友們前來體驗!

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