Hoe werkt positiebepaling binnenshuis op 10 cm nauwkeurig?
Voor positiebepaling buitenshuis wordt veel gebruik gemaakt van GPS. In huizen of gebouwen werkt deze techniek helaas niet, omdat communicatie met GPS satellieten dan niet mogelijk is.
Zoals uitgelegd in deel 1 is Ultra Wide Band technologie uitermate geschikt voor positiebepaling in huizen of gebouwen, vooral doordat het robuust is tegen multi-pad storing. Hieronder leggen we uit hoe positiebepaling met UWB werkt.
Methode 1 – Two way ranging
Hoe bepalen we de afstand tussen een tag (T) en een anchor (A)?
afstand = snelheid x tijd
- Een anchor stuurt een signaal en noteert het tijdstip (t1) waarop het signaal verstuurd is.
- De tag ontvangt het signaal en stuurt het direct weer terug.
- Het anchor ontvangt het signaal en noteert het tijdstip (t2)
- Het anchor berekend de afstand aan de hand van het tijdsverschil (t2 – t1)
afstand* = snelheid x (t2-t1) / 2
Methode 2 – Time Difference of Arrival
- Alle anchors synchroniseren de tijd
- De tag stuurt een signaal
- Alle anchors noteren het tijdstip waarop het signaal van de tag ontvangen wordt. (TOA1, TOA2, TOA3)
- De anchors communiceren deze tijdstippen naar 1 centraal anchor.
- Het centrale anchor berekent aan de hand van de tijdstippen de positie.
Conclusie
- UWB kan gebruikt worden voor accurate positiebepaling in huizen en gebouwen (dm nauwkeurigheid)
- Twee veelgebruikte plaatsbepaling technieken in UWB zijn ’two-way ranging’ en ’time difference of arrival’
- ‘Two way ranging’ heeft als nadeel dat de tag in luister mode moet zijn, waardoor de tag minder lang meegaat op een batterij
- ’Time-difference of arrival’ lost dit probleem op, maar vereist een zeer nauwkeurige tijd synchronisatie tussen de anchors ( minder dan 1 ns)