经过以前《【大话UWB定位】之核心命脉:TOF与TDOA》的介绍,咱们能够知道TDOA须要测量到达时间差。若是说TDOA定位的前提是须要测量到达时间差,那么测量到达时间差的前提就是时间必须同步。工具
知己知彼——什么是时间同步? blog
TDOA是一种利用到达时间差进行定位的方法。标签卡对外发送一次UWB信号,在UWB定位标签覆盖范围内的全部基站都会收到无线信号,因标签距离基站的距离不一样,基站收到信号的时间点是不同的。部署
就像小明对外大声的吼了一声“几点啦?”,分布在周围的人会在不一样时间收到声音信息。若是A在13:22:20接收到信号,B在13:22:21接收到信息,那么这1秒钟就是到达时间差。那么小明到B的距离就比到A的距离远:声波的传播速度×(13:22:21-13:22:20)=340m/s×1s=340m。同步
可是若是B来自东京,他习惯使用东京时间进行计时,那么在接收到信号时,B看到的时间就是14:22:21(东京时间比北京时间快1个小时)。class
若是不对A和B进行时区换算,那么,信息的到达时间差就为1个小时零1秒,按刚刚计算公式计算,小明到B就比到A远了1200多千米,吓死小编了,小明练就了一身千里传音的好本领。基础
很明显,这样计算出来的时间差是没有任何意义的,由于他们使用不一样的时间体系进行计时,时间起点不相同,计算出来的到达时间差也是不许确的。硬件
因此为了能精确测量时间,咱们须要对计时工具进行时间调整,使它们都处于同一时间体系下,好比说你们都是标准的北京时间,这就是时间同步。方法
推本溯源——为何会时间不一样步?im
每一个UWB定位设备内部都有晶体震荡器,它的做用是产生时钟频率,UWB定位设备的UWB信号的收发,都是在该时钟的节拍下进行的,测量收发时间也是以该时钟为基础。这也就是说每一个硬件设备都有本身的内部时钟,基站各自按照本身的时间体系运行,这就致使各个基站存在初始时间差。技术
而且,还存在着一个时钟漂移现象,这就使得多个时钟即便在同一个标准时间启动,它们也不可能长期保持同步。就像是咱们每一个人的手表,走一段时间后就会不许了,主要缘由是咱们时钟的精度,也就是咱们手表所走的1s,并非标准的1s,而是接近1s,长时间不对表的话,咱们的时间体系就会发生偏移。
除此以外,影响时钟漂移的因素还有不少,如:生产工艺、温度变化、环境变化、老化程度等。 综上所述,时间不一样步问题是没法避免的。
釜底抽薪——如何解决时间不一样步?
从《【大话UWB定位】之UWB应运而生》篇中,咱们知道UWB定位系统对时间测量的要求极高,时间测量不许确会严重影响定位精度,1ns的时间差就会形成30cm的位置偏差。所以,时间不一样步问题,必需要得以解决,目前,有两种最经常使用的解决方式,有线同步和无线同步。
一、有线同步
有线同步就至关于全部的UWB定位基站都用同一个表,也就是同步控制器。同步控制器经过有线通讯的方式,将时间信息传输到每一个基站,使每一个基站处于同一时间体系,实现时间同步。
这种同步方式的优点在于时间测量精度高,各个UWB定位基站之间时间可保持高度同步,而且技术难度低,容易实现。存在的问题在于部署成本较高,由于每一个基站都须要经过有线的方式链接到同步控制器,线路规划变得很复杂,部署UWB定位系统时会大量布线。但同步精度会相对来讲高一些。
二、无线同步
无线同步就是各个UWB定位基站经过不断与其余基站交换本队时钟信息,最终达到而且保持全局时间协调一致。也就是说UWB定位基站之间每隔一段时间进行信号交互,告诉其余基站本身如今处于什么时间,而后各自调整自身时间与其余基站保持一致。
无线同步方法依赖于UWB的测量时间精度,时间精度越高,两个基站之间的时间偏差越小,那么它们的时间同步程度越高。无线同步方式的优点在于基站与基站之间不须要有线链接,所以UWB定位系统的部署难度较低,成本也低。
身先士卒——EHIGH恒高使用哪一种同步方法?
综合比较两种同步方法,各有优劣。EHIGH恒高UWB定位系统采用的是无线同步方法,也是业内第一家拥有UWB无线同步技术的厂家。当前,EHIGH恒高的时间测量精度已经达到ps级,基站与基站之间时间可达到高度同步,实现10cm精肯定位。