1. 二維定位(平面定位)
- 至少需要3個基站:通過TDOA(到達時間差)、TOF(飛行時間)等算法可以實現二維平面上的精確定位。在實際應用中,為了確保系統的穩定性和精度,通常建議使用4個基站。
2. 三維定位(立體定位)
- 至少需要4個基站:為了提供足夠的幾何約束來解算目標物體的三維坐標,尤其是在復雜環境中,通常需要至少4個基站。這些基站按照正四面體的形式布局,部署在正四面體的4個頂點,以確認Z軸的坐標取值問題。
3. 一維定位(線性定位)
- 至少需要2個基站:在一維定位中,如隧道中的人員或車輛定位,可以通過兩個基站之間的距離測量來確定目標的位置。
4. 零維定位(存在性檢測)
- 至少需要1個基站:只需判斷目標是否存在于某個區域內,而不需要精確位置信息時,一個基站就足夠了。
特殊情況:AOA(到達角度)技術
- 至少需要1個基站:對于采用AOA(到達角度)技術的基站,內置天線陣列可以通過PDOA(相位差到達)方式來判斷信號的角度,并結合TOF測量標簽的距離,從而實現精確定位。因此,在某些特定條件下,僅需一個基站即可完成定位任務。
實際應用中的考慮因素
- 環境因素:實際環境中可能存在墻壁、柱子、人體遮擋等障礙物,這可能會影響無線電信號的傳播路徑,導致定位誤差增加。在這種情況下,可能需要更多的基站來提高定位精度和系統的魯棒性。
- 覆蓋范圍與密度:較大的區域可能需要更多的基站以確保全面覆蓋;而在高密度區域,則需要更密集地布置基站以保證每個點都能獲得準確的定位結果。
綜上所述,UWB定位系統所需的基站數量會根據定位維度、所用算法及具體應用場景的不同而有所變化。一般而言,對于二維定位推薦使用3到4個基站,而對于三維定位則至少需要4個基站。在選擇基站數量時,還應考慮到實際環境的影響以及預期達到的定位精度。