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油库人员定位项目用UWB方案需要装多少基站?
来源:原创 | 作者:华安联大 | 发布时间: 807天前 | 766 次浏览 | 分享到:
华安联大北斗RTK+蓝牙或UWB定位系统,通过在油库区域内布设特定数量的定位基站,实时精确的对人员、车辆、资产上的标签进行定位,并将位置信息采集到中控平台,从而实现区域管控、人员监控、异常报警、位置跟踪、电子围栏、历史轨迹查询、数据统计分析等功能。

石油石化厂区属于危险系数较高的作业环境,尤其是油库作业场景,面临诸多安全管理问题。华安联大北斗RTK+蓝牙或UWB定位系统,通过在油库区域内布设特定数量的定位基站,实时精确的对人员、车辆、资产上的标签进行定位,并将位置信息采集到中控平台,从而实现区域管控、人员监控、异常报警、位置跟踪、电子围栏、历史轨迹查询、数据统计分析等功能。进而为企业健全安全管控体系,提升企业智慧化管理程度,切实保障企业安全作业,最大限度的预防生产事故发生。



UWB(超宽带)定位系统具有3-5厘米级高精度、免布线等优势,但相对系统部署成本较高;蓝牙信标+LoRa定位系统成本低、部署容易,定位精度在3-5米;如果油库厂区有厘米级定位精度的需求,怎样合理部署UWB信标才能最大限度降低成本?

UWB定位基站的部署原则

二维定位原理基于三角定位算法实现(如下图所示),要保证良好的定位精度就需要保证标签和不少于3个基站可靠的测距,理想的情况是标签和不少于3个基站可视(基站和标签之间不存在遮挡)这种情况将会获得最好的定位精度。 



定位原理说明


      如右图所示,信号发射源发射信号脉冲,信号接收机需要提前安装在需要定位的空间里面,并需要自定义一个直角坐标系统,测绘出每个接收机的X,Y,Z坐标。信号发射源发射的脉冲飞行速度为光速C,脉冲到达3个信号接收机的时间分别为T1,T2,T3,通过光速C*时间T就可以算得三个距离L1,L2,L3,分别以三个距离为半径画出三个圆圈的交集处就是信号发射源的位置,这就是三角定位原理。 

 三角定位原理示意图


      如下图所示的定位空间,部署的时候如果要求较高的定位精度(10~30cm)需要按照长宽比尽量接近1:1的原则部署定位基站(图中红色圆圈代表定位基站),1:1的意思就是说如果该空间的宽度10米那么部署基站长度方向最好也不要超过10米部署,原因在于长宽比过大会导致精度因子变差,定位精度变差。

    如下图所示的定位空间,部署的时候如果要求的定位精度不高。比如只需要1米内的定位精度,可以按照长宽比不超过1:3的原则部署定位基站(图中红色圆圈代表定位基站)。


     部署基站的时候如果存在较大的设备遮挡需要增加基站密度,保证在需要定位的位置,二维定位模式,标签都能和不少于3个基站可靠的测距、一维的定位模式需要标签能和不少于2个基站可靠的测距。如下图所示,比如中间位置存在3米高的金属罐体,那么需要新增绿色基站使得在左右区域能够保证最基本的定位条件。 


遮挡环境UWB定位基站布点示意图

 

空旷环境UWB定位基站布点示意图 


 长宽比例限制定位基站布点示意图


在只有3个基站的时候,尽可能安装成锐角三角形,避免出现钝角三角形情况,钝角三角形会对系统精度造成影响 。