UWB定位系统中为何要加入陀螺仪

UWB定位系统中为何要加入陀螺仪

UWB定位系统，几乎是室内精度最高的定位技术，无遮挡条件下，可以达到30厘米的精度。最近我们在UWB定位标签中新增了陀螺仪，既然UWB精度如此之高，为何还要加陀螺仪呢？

陀螺仪是用高速回转体的动量矩敏感壳体相对惯性空间绕正交于自转轴的一个或二个轴的角运动检测装置。简单的理解，就是有了陀螺仪我们可以做到监测UWB定位标签的角速度和加速度，而且这个角速度和加速度是在多个方向上。

UWB想要达到30厘米的精度，必须有个预置条件，也就是必须在同一个时间刻度 内，同时有三只以上的定位基站收到UWB定位标签发来的数据包，而且这三只不同的定位基站离定位标签之间不能有太多的遮挡。在实验室中，此条件非常容易实现，但是在现实定位场景中，很有可能有多个遮挡物，受限于现场的网络或者电源或者部署位置，很有可能会出现，同一时间只有一个或者两个定位基站收到了定位标签的数据，这个时候精度将会直线下降。这也是很多时候，看演示效果的时候非常棒，但是实际项目中大打折扣的原因。

既然我们在实际项目中无法规避基站安装数量和位置。那么就要在定位标签上做文章。因此有了现在的增加陀螺仪的方案。

有了陀螺仪，在每一次标签运动的时候，我们都可以监测到他的角速度和加速度，只不过由于采样时间，我们没法直接使用，但是却可以将定位标签在一个发送周期内的偏移方向和距离进行控制，这样就可以避免飞行过远，飘动的现象，特别是当定位基站数量不够的时候，陀螺仪显得尤为重要。

但是陀螺仪也有问题，问题就在于随着时间的积累，精度会降低，所以必须要隔一段时间进行一次修正，这也是为什么以陀螺仪为核心的惯导需要增加信标的原因。但是在我们UWB定位系统中不需要信标，因为当有三个基站无遮挡的时候，就会以最高优先级进行定位，将偏移位置精度直接拉升到30厘米。

增加陀螺仪还有一个重要原因，就是在于降低功耗。当陀螺仪监测到定位标签处于静止状态，功耗很高的UWB模块就可以进入休眠状态，一旦产生了加速度，再次唤醒UWB，这样就可以大幅度降低功耗了。