科普——谈谈室内定位精度的几个影响因素

2017-09-21 15:10:20 Alisa

谈到不同的室内定位技术,大多数人都会首先对比各个技术的定位精度,毕竟抛开精度谈定位技术是毫无意义的。对于室内环境而言,定位精度1米和10米已经是天壤之别了,很可能是人或物已经出了房间,而定位点还在房间内游荡。

科普——谈谈室内定位精度的几个影响因素

而且在实际应用中的精度和理论精度差别也是很大的,这主要受制于无线信号在室内传播过程中,信号强度会出现不同程度的衰减,而这些影响信号传播的因素主要有以下几种:

  • 非视距传播

    由于无线信号发射端与接收端的直射路径之间存在尺寸大于其波长的障碍物,如墙壁、门窗、桌椅等,导致无线信号不能直接传播,在传播路径中会发生反射、折射,这样在接收端测得的信号无法获取信号发送端发送的真实数据。这种因障碍物阻挡而导致的信号衰减称为非视距传播。

  • 多径传播

    由于信号所处的区域存在多个无线信号同时发送数据,但由于信号所处的室内结构复杂,使得单一信号传播时会遇到障碍物发生反射、散射、绕射等影响,接收端接收的信号可能是多路无线信号强度的矢量和。这种因为多个无线信号影响而导致的信号失真的现象称为多径传播。多径效应除了影响信号衰减,还会带来时延不同步、极化改变、链路不稳定等一些列问题。

科普——谈谈室内定位精度的几个影响因素

多径效应示意(A为发射端,B为接收端)

  • 阴影效应

大型障碍物阻挡传播路径。信号在传播过程中可能会遇到大型物体的阻挡,如墙壁拐角、石柱等,导致信号骤降,在信号接收区域存在半盲区.接收端在这一区域内无法获取信号,致使终端在移动过程中信号起伏变化。这种因大型障碍物阻挡而导致的信号强度变化称为阴影效应。例如蓝牙信号在经过一个墙壁转角后,信号衰减程度呈直线下降,信号强度仅为空旷环境下的二分之一或三分之一。

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这种拐角最致命

此外,还有磁场、周围同频设备等各种不可预见的因素也会对信号传播产生较大影响。

一般来说,非视距传播主要影响基于TOA(信号到达时间)定位方法或基于TDOA(信号到达时间差)定位方法的精度,而多径效应和阴影效应则主要影响AOA(到达角测量)定位方法和基于RSSI参数的定位方法的估计精度,同时也影响基于时间的定位算法。

因此,在实际部署室内定位系统工程之前,进行现场环境的考察是非常重要的,根据环境来设计合理的AP节点部署方案,并对定位算法进行优化,才能减少实际定位精度的误差。

科普——谈谈室内定位精度的几个影响因素

定位节点部署(蓝色点为定位基站,绿色圈为覆盖范围)

无锡艾森高精度室内定位系统采用几何算法、惯性算法、滤波算法、差分去噪算法等多种融合定位算法技术,有效解决信号在室内环境中受非视距传输、多径效应等因素的影响,将定位精度控制在厘米级,将定位跳点控制在5%以内,将时延控制在1s左右,使得定位过程非常平滑,定位体验非常良好,欢迎感兴趣的朋友们前来体验!