UWB定位算法TDOA和TWR哪个更好，6点对比告诉你！
发布日期：2019-12-18 浏览次数：521次

        UWB定位是基于时间飞行的算法（飞行时间，TOF）。测量一个UWB定位标签和多个UWB定位基站之间的光传播时间。至少需要三个定位基站才能使用三边法精确定位标签的位置。UWB定位基站和定位标签之间也必须保持直线和可视无遮挡。在UWB定位中，有两种基本的定位算法：基于差分飞行时间（TDOA）和双向测距（TWR）的UWB定位算法，这两种定位算法各有优劣，下面比较一下。

飞行时间差（TDOA）和双向测距（TWR）定位算法区别如下：

（1）准确度

超宽带（UWB）无线电技术使我们能够在室内和室外定位物体，精度一般在10厘米-30厘米之间。时差法和双向测距法都能达到这一精度。由于时差法是由光速和时间差的乘积来计算的，因此双向测距技术总体上更为精确。

（2）可伸缩性-UWB定位基站和定位标签的数量

到达时差法TDOA要求定位标签使用一个小的时间段发送一条脉冲消息。因此大量的定位标签可以在帧速率内传输信号，所以TDOA定位算法相对容纳的定位标签数量更多，UWB定位基站的数量相对也比较少。

双向测距在设备之间发送一系列消息，从而导致有限数量的定位标签可以在刷新率内传输信号，因此标签数量相对较少。而定位基站分成主基站和从基站，一个主基站可以对应4个从基站，主基站负责和定位引擎进行通信，因此需要的基站数量总体比较多，部署比较麻烦。

（3）电池寿命

TDOA到达时差算法只需要脉冲信号来定位UWB定位标签，从而将电池寿命延长到几年。

采用双向TWR测距算法，UWB标签必须多次发送和接收定位基站的信号。TWR需要交换9条消息来定位UWB定位标签，这大大缩短了标签的待机时间。

（4）鲁棒性

到达时间差算法要求UWB定位基站的时间同步非常精确，这会对鲁棒性产生负面影响。如前所述，TDOA定位算法的一个基本要求是保持定位基站的同步。

双向测距算法TWR不需要定位基站的同步，这增加了系统的鲁棒性。

（5）可扩展性-面积大小

到达时差算法可以在不更改系统或设置的情况下向系统添加定位基站。

双向测距算法你要求系统中的所有从UWB定位基站与主UWB定位基站直接通信。从定位基站和主定位基站之间的通信区域限制了区域的大小。主定位基站都与定位服务器通信。

（6）易用性

在定位系统中增加基于TDOA的定位基站，需要测量定位基站的位置并标记分配定位基站ID，所以增加基站或者扩容相对简单。

对于TWR算法的系统，添加额外的定位基站或标签需要在服务器上进行修改系统算法，以便新定位基站和定位标签之间能够融入到原有的系统中进行通信。因此，相对比较麻烦些。

综上所述，

        在目前的许多UWB定位系统中，TDOA和TWR两种定位算法都有使用。

        用TWR双向测距算法对UWB基站同步要求低，但是耗电相对较大；而采用TDOA定位算法的UWB标签容量和耗电上都有优势，但是对基站的同步要求比较高，系统的健壮性相比TWR算法的系统稍弱。所以最合理的方法是根据室内定位现场的情况而定，采用合理的UWB定位算法解决方案。

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