【大話UWB定位】之分絕不差:時間同步

經過以前《【大話UWB定位】之核心命脈:TOF與TDOA》的介紹,咱們能夠知道TDOA須要測量到達時間差。若是說TDOA定位的前提是須要測量到達時間差,那麼測量到達時間差的前提就是時間必須同步。工具

 

知己知彼——什麼是時間同步? blog

TDOA是一種利用到達時間差進行定位的方法。標籤卡對外發送一次UWB信號,在UWB定位標籤覆蓋範圍內的全部基站都會收到無線信號,因標籤距離基站的距離不一樣,基站收到信號的時間點是不同的。部署

就像小明對外大聲的吼了一聲「幾點啦?」,分佈在周圍的人會在不一樣時間收到聲音信息。若是A在13:22:20接收到信號,B在13:22:21接收到信息,那麼這1秒鐘就是到達時間差。那麼小明到B的距離就比到A的距離遠:聲波的傳播速度×(13:22:21-13:22:20)=340m/s×1s=340m。同步


可是若是B來自東京,他習慣使用東京時間進行計時,那麼在接收到信號時,B看到的時間就是14:22:21(東京時間比北京時間快1個小時)。class


若是不對A和B進行時區換算,那麼,信息的到達時間差就爲1個小時零1秒,按剛剛計算公式計算,小明到B就比到A遠了1200多千米,嚇死小編了,小明練就了一身千里傳音的好本領。基礎

很明顯,這樣計算出來的時間差是沒有任何意義的,由於他們使用不一樣的時間體系進行計時,時間起點不相同,計算出來的到達時間差也是不許確的。硬件

因此爲了能精確測量時間,咱們須要對計時工具進行時間調整,使它們都處於同一時間體系下,好比說你們都是標準的北京時間,這就是時間同步。方法

 

推本溯源——爲何會時間不一樣步?im

每一個UWB定位設備內部都有晶體震盪器,它的做用是產生時鐘頻率,UWB定位設備的UWB信號的收發,都是在該時鐘的節拍下進行的,測量收發時間也是以該時鐘爲基礎。這也就是說每一個硬件設備都有本身的內部時鐘,基站各自按照本身的時間體系運行,這就致使各個基站存在初始時間差。技術

而且,還存在着一個時鐘漂移現象,這就使得多個時鐘即便在同一個標準時間啓動,它們也不可能長期保持同步。就像是咱們每一個人的手錶,走一段時間後就會不許了,主要緣由是咱們時鐘的精度,也就是咱們手錶所走的1s,並非標準的1s,而是接近1s,長時間不對錶的話,咱們的時間體系就會發生偏移。

除此以外,影響時鐘漂移的因素還有不少,如:生產工藝、溫度變化、環境變化、老化程度等。 綜上所述,時間不一樣步問題是沒法避免的。

 

釜底抽薪——如何解決時間不一樣步?

從《【大話UWB定位】之UWB應運而生》篇中,咱們知道UWB定位系統對時間測量的要求極高,時間測量不許確會嚴重影響定位精度,1ns的時間差就會形成30cm的位置偏差。所以,時間不一樣步問題,必需要得以解決,目前,有兩種最經常使用的解決方式,有線同步和無線同步。

一、有線同步

有線同步就至關於全部的UWB定位基站都用同一個表,也就是同步控制器。同步控制器經過有線通訊的方式,將時間信息傳輸到每一個基站,使每一個基站處於同一時間體系,實現時間同步。

這種同步方式的優點在於時間測量精度高,各個UWB定位基站之間時間可保持高度同步,而且技術難度低,容易實現。存在的問題在於部署成本較高,由於每一個基站都須要經過有線的方式鏈接到同步控制器,線路規劃變得很複雜,部署UWB定位系統時會大量佈線。但同步精度會相對來講高一些。

二、無線同步

無線同步就是各個UWB定位基站經過不斷與其餘基站交換本隊時鐘信息,最終達到而且保持全局時間協調一致。也就是說UWB定位基站之間每隔一段時間進行信號交互,告訴其餘基站本身如今處於什麼時間,而後各自調整自身時間與其餘基站保持一致。

無線同步方法依賴於UWB的測量時間精度,時間精度越高,兩個基站之間的時間偏差越小,那麼它們的時間同步程度越高。無線同步方式的優點在於基站與基站之間不須要有線鏈接,所以UWB定位系統的部署難度較低,成本也低。

 

 

身先士卒——EHIGH恆高使用哪一種同步方法?

綜合比較兩種同步方法,各有優劣。EHIGH恆高UWB定位系統採用的是無線同步方法,也是業內第一家擁有UWB無線同步技術的廠家。當前,EHIGH恆高的時間測量精度已經達到ps級,基站與基站之間時間可達到高度同步,實現10cm精肯定位。

相關文章
相關標籤/搜索