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一分钟读懂AOD&AOA测距原理

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针对室内环境无法使用卫星定位的问题,目前市场上已经有了很多不同的室内定位技术。常见的室内无线定位技术有:Wi-Fi、蓝牙、红外线、超宽带、RFIDZigBee等。蓝牙作为一种短距离低功耗的无线传输技术,在室内安装适当的蓝牙局域网接入点后,将网络配置成基于多用户的基础网络连接模式,并保证蓝牙局域网接入点始终是这个微网络的主设备,这样通过检测信号强度就可以获得用户的位置信息。


什么是AOA&AOD定位?

蓝牙5.1协议中提出了两种新的更加精确的定位方法。一种是到达角度(AOA),领一种是离开角度(AOD)。

蓝牙AOA&AOD

AOA定位:即蓝牙接收器拥有复数个天线,发射天线与每个接收天线距离有差异,故发射出的信号在每个接收天线有接收时差,就可以计算出相位差。

AOD定位:则是通过蓝牙的定位信标通过天线阵列发出信号,而接收设备通过单根天线接收信号,通过解码接收信号计算出信号的发送方向。

通过这种三角的距离测量,可以实现较高精确度的实时室内定位。值得一提的是,不论AOA还是AOD定位,都需要保证发射端与接收端之间的环境空旷无阻挡,当两者之间有明显的障碍物阻挡时,蓝牙的信号强度会有所下降,必然会导致定位的准确度会有非常明显的下降。

这种寻向功能采用的是同相、正交采样来测量出天线的接收相位。例如在到达角度的测量方法中,信号过程是通过阵列中的所有的天线,依次按照预先设计好的天线顺序进行测试数据发送。采用数据通过主机的控制器接口传递到设备内部的蓝牙协议栈中,运用协议栈中的算法运算来确定一台设备处于另一台设备的什么方向上,在通过复数的天线定向,确认设备处于另一台设备的哪个位置上。

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在整个应用,用于跟踪设备的实时定位系统设备会调用安装在整个场景中的复数个固定位置的蓝牙接收器,这个设备一般被称为定位器。定位器会连接到整个系统的数据中心,即集中服务器上。将蓝牙发射器放到需要跟踪位置的物体上,发射器会以一定的周期向四周发送定位型号,定位系统会通过每次的信号来大致计算每一个发射器的位置。用户可以通过访问手机等应用终端的应用程序来查询具体的蓝牙定位信标,应用程序可以通过即时接收到的信号质量来推算出所查询信标的实时位置,并将其显示出来。

相对其他室内定位技术,AOA、AOD定位的定位精度更加精确,并且采用蓝牙技术,可以与用户手机直接适配,使用更加灵活、方便,适合于室内导航等应用。


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