Cuál es el alcance de AOA?
Ángulo de llegada (AOA): el algoritmo de posicionamiento basado en el ángulo de llegada de la señal es un algoritmo de posicionamiento típico basado en el rango. En la aplicación de redes de sensores inalámbricos, AOA (ángulo de llegada: AOA) se utiliza como nodo de red. El autoposicionamiento es un algoritmo de posicionamiento común, y sus características principales son: bajo costo y alta precisión de posicionamiento. Detecta principalmente la dirección de llegada de la señal transmitida a través de algún firmware de aplicación y luego utiliza la triangulación u otros ángulos para calcular la posición del nodo desconocido en la señal transmitida según el ángulo escalonado entre el nodo receptor y el nodo de origen. Es ampliamente utilizado en el mercado de aplicaciones inalámbricas.
Sobre el principio básico del algoritmo AOA
En el proceso de transmisión de señales inalámbricas, para las señales del conjunto de antenas de diferentes ángulos y rangos formados por la dirección de propagación de la señal en la transmisión de la señal, las señales recibidas por diferentes antenas tendrán una diferencia de tiempo de señal recibida, y esta diferencia de tiempo se puede utilizar para corresponder a diferentes El ángulo de llegada de la señal, que es el principio básico del algoritmo de posicionamiento basado en AOA basado en el ángulo de llegada de la señal, puede consultar la siguiente figura.
De acuerdo con la idea de la diferencia de tiempo formada por diferentes ángulos de llegada de la señal, desde la perspectiva de la transmisión de la señal, la teoría central del algoritmo AOA es calcular la diferencia de tiempo recibida por diferentes antenas. Es decir, cuando el chip bluetooth abre los valores de envío y recepción de amplitud y fase de la portadora del extremo RF del bluetooth, de acuerdo con diferentes diseños de conjuntos de antenas, el valor I/Q (valor de fase) se usa para calcular el ángulo de llegada de la señal y el acimut, y luego a través de dos extremos de recepción en diferentes direcciones, puede determinar la posición exacta del transmisor (el error es de unos 5 cm, que actualmente es el dato más preciso del mercado).
Métodos comunes de cálculo de diferencia horaria
Hay dos métodos para calcular la diferencia de tiempo de llegada de las señales en diferentes antenas:
①Cuando se recibe una señal, se usa el método de cálculo del retraso de la señal para determinarla y luego se calcula el ángulo de llegada en función de la tasa de propagación actual de la señal y la distribución geométrica de la matriz.
②Formación de haces——Tecnología de formación de haces, que fortalecerá y amplificará las señales desde diferentes direcciones, y luego determinará el ángulo de llegada de acuerdo con la fuerza de la información en diferentes direcciones.
Algoritmo específico de posicionamiento según el ángulo de llegada
Con la condición de que se conozca la posición de la estación base, la señal enviada por la estación base llega a dos nodos que se han posicionado: el ángulo α1 entre la conexión entre la estación base 1 y el dispositivo y la dirección de referencia, y un rayo L1 se dibuja en base a esta dirección; la misma estación base 2 al ángulo α2 entre la línea de conexión entre el dispositivo y la dirección de referencia, y dibujar un rayo L2 basado en esta dirección. Entonces la intersección del rayo L1 y el rayo L2 es la posición angular de llegada del dispositivo.
Las coordenadas de la estación base BS1 están marcadas como (x1, y1), las coordenadas de BS2 están marcadas como (x2, y2) y las coordenadas del nodo medido son (x, y).
Suponiendo que tanto α1 como α2 no son 90°, las ecuaciones de línea recta de los dos rayos son y−y1=k1(x−x1), y−y2=k2(x−x2), donde k1=tan(α1), k2= tan(α2)
Asumiendo que las coordenadas de la estación base BS1 son (0,0), las coordenadas de BS2 son (1,0), α1=30°, α2=120°, el código para encontrar el nodo a ubicar es el siguiente:
x1=0;y1=0;x2=1;
y2=0;α1=30;
α2=120;k1=bronceado(α1/180pi);k2=bronceado(α2/180pi);
x=(k1x1-k2x2-y1+y2)/(k1-k2)
y=(k1k2(x1-x2)-k2y1+k1y2)/(k1-k2)
El resultado es
x = 0,750, y = 0,433
(x, y)=(0.75, 0.433) es la posición determinada como nodo.
Si α1 o α2 es de 90°, la ecuación de dos rayos es x=x1 o x=x2, y la posición del nodo medido se puede obtener de inmediato mediante la vinculación con otro rayo.
Escenarios de aplicaciones técnicas
Como una de las principales tecnologías de posicionamiento en interiores, AOA puede proporcionar información de posicionamiento precisa a las etiquetas de objetos y también se puede utilizar para rastrear la trayectoria de las actividades del personal y controlar los activos fijos en interiores. Los principales escenarios de aplicación actuales son:
①Smart City - Supermercados y centros comerciales: los servicios de posicionamiento en los centros comerciales y los productos en los centros comerciales se pueden arreglar con etiquetas para evitar la situación de no pagar por recoger los productos.
②Inteligencia industrial-fábrica: Puede localizar trabajadores y priorizar/autorizar áreas de trabajo. Además, los robots industriales también se pueden posicionar, enrutar y controlar, etc.
