蓝牙AOA+RTK室内外融合高精度定位方案

2021-12-06 10:16

      人跟着人们活动的室内空间越来越庞大和杂乱,各种园区,厂房等场所的定位和引导需求日趋强烈,针对这一使用热点和蓝海级市场需求,实施室内外一体化定位导航技能解决方案,能够让您轻松地确定自己的方位并找到想去的当地。室内外一体的高精度定位技能,简单来说就是在终端上,将支撑室外场景的技能手段和支撑室内场景的技能手段进行结合运用。星火源头将室内蓝牙AOA定位+室外RTK差分定位融合在一起的方法解决了室内外一体定位的问题。

本系统组成:室内高精度蓝牙AOA基站、RTK+BT定位标签、地图引擎以及定位服务器。
 


 

二、AOA定位基站

      AOA定位基站,单个基站即可覆盖一个区域,AOA定位基站根据现场环境高度确定覆盖范围,理想情况是安装高度的1.5-2倍的区域。基站可通过网线连接交换机,通过交换机进行统一的数据回传,并通过POE的方式对基站供电。

定位标签固定在需要被定位的车身,定位标签内包含以及人员设备车辆以及人员定位。

室外通过RTK+CAT.1的方式实现GNSS定位,在室外无需再另外布设基站,室外定位数据通过CAT.1模块将数据回传至服务器。

标签核心模块

1.蓝牙4.0(含天线)
2.GPS/BDS(含天线)
3.物联网模块(含天线)
4.SIM卡
5.电源管理


核心技术
1.室外单频RTK定位

2.室内蓝牙定位
3.无线传输技术
      系统由AOA蓝牙基站定位基站、RTK定位标签、交换机以及定位服务器(云服务器程序及客户端)几部分组成,所服务对象主要面向装有蓝牙+RTK定位标签的重点车辆、人员物资等,实现人员车辆的位置获取,完善安全监管与智能管理体系。

选用交换机网线POE供电的方式,为AOA定位基站供电,并将采集到的数据回传到服务器中,系统架构如下图所示。
 



 

基站布设点位图(无遮挡情况下)
 

三、定位设备
 


 

监控软件

我司定位管理平台,既可以部署在本地服务器,也可以部署在共有云上。
定位管理平台包含几部分主要功能:定位引擎、基站和标签配置、定位呈现和管理。
当定位管理平台部署完毕后,打开任意一种终端(PC、平板、手机等)即可访问。






监控软件界面示意图
 

系统功能
人员管理

司机、挑拣人员、理货人员
物资管理

机场仓库内重要资产、商品、货物等
车辆及设备管理:

AGV管理、叉车管理、入场车俩管理、物流作业器具管理(货架、托盘等)

物资车辆跟踪:
可以指定中控软件自动跟随某人员/车辆,该人员/车辆定位位置始终在屏幕居中,并可自动随人员走动切换地图。
地图定位:
大场景多区域下的高精度定位引擎。以2D界面在电脑/手机屏幕上实时呈现机场所有待监控货物/车辆的实时位置。
车辆统计:
可以实时统计指定地图、围栏的人员/车辆总数量。
位置查找:
输入车辆编号等信息,可以搜索并定位显示该车辆的当前位置。
危险边界:
在系统界面上可以方便的划出虚拟围栏,设置该围栏属性为“危险”,设置“进入/退出/进出”等各种触发方式。如果车辆进入危险区域,一方面可以在中控室以各类声光电方式提示,也可以在定位标签上以声音/震动等方式进行提示。
人员/车辆测速
可通过对人员/车辆标签的移动距离及移动时间的分析来判断其移动速度。



设备配置清单
 

序号 设备名称 设备数量 备注
1 蓝牙AOA定位基站 依据现场条件确定
2 蓝牙AOA,RTK室内外一体标签 单频RTK,1000maH电池
CAT.1通信
 
3 监控软件 地图服务 1 高精度地图
4 定位引擎服务器软件 1  
5 小程序 1 扫码登录管理
6 网络设
 
核心交换机 汇总所有基站数据并与服务器通信
7 超CAT类网线/六类线 根据现场基站布设距离具体调整

    




按照四个基站为一组的方式级联
 



施工流程
 


 


 

 

现场勘测
      
了解勘测需求,现场勘测是整个工程项目实施的第一步,对工程质量起着至关重要的作用,勘测质量的高低、勘测资料的完整性都将决定后续工作的质量和效果,如勘察中出现了问题(不勘测或者不够细致),将会直接影响到整个工程的质量。先向我司销售人员,索要前期技术方案,以及对软件模拟效果。对于存在疑问的部分,尤其是技术偏离部分,及时与我司销售、技术部相关人员等沟通,现场勘测前做好内部交流沟通,明确技术偏离部分如何处理。
 

 

考察项目 考察方法以及主要事项
建筑层数及布局 观测建筑层数和每层布局是否一致
特殊楼 观测是否包括特殊楼层的定位
殊楼层 使用激光测距离仪测量建筑层高,注意特殊区域需标注清晰
基站安装高度 观测建筑是否有吊顶,确认并且记录基站安装高度
站安装位置

观察是否有特殊区域不能采用吸顶安装方式,如顶部为斜顶等不水平天花板,

需考虑设计支架吊装基站

遮挡 观测基站安装位置是否有遮挡物,如金属吊顶、铁制横梁或其他遮挡物
金属干扰因素

观察基站安装位置是否有金属干扰,如 金属墙壁,金属门,风扇、钢梁等对基站天线有影响的因素,

观察房间内可能存在对信标信号产生干扰的金属因素,如金属储物柜、保险柜、电视机等

机房位置

观测机房位置,观测网线可走线情况,观察 POE 交换机到机房的最远距离是多少?

根据机房位置距离选择对应类型网线类型等,80米内选择超五类线,80米~130米要采用六类线,

不建议超过130米。

定位精度要求 和项目负责人现场确认定位需要解决的问题及定位精度要求.
检测现场无线 AP 信号 使用无线信号检测 app,如:网络百宝箱 app,检测现场无线环境,并截图记录数据
 
其他 观察其他特殊环境情况

基站部署原则

       结合《建筑平面 CAD 图纸》、《现场环境勘察表》及客户需求,通过 CCS 软件进行规划基站部署,根据基站定位仿真效果来部署基站,输出基站标注图和布线图。

 

基站覆盖范围部署密度可根据客户对定位需求进行部署,部署原则可依据 CCS 内基站效果仿真进行部署,如下图 基站仿真说明图,绿色区域为高精度定位区域,黄色区域为较高精度定位区域,红色区域为较低精度定位区域,部署时,如客户对精度要求较高,基站之间间隔应为黄色与红色过度区域内区域,CCS 的详细操作指导请打开CCS 软件的帮助页。
 


 

网络初步规划

在项目规划阶段,也需同步规划网络部署方案,向客户现场网络管理员拿到网络拓扑,初步一同商定确定基站部署网络规划。

基站的安装设计标准

1.所有基站按照标注图进行安装,标注参考物应该是固定位置不可移动的,例如墙壁;
 

 


2.所有基站按照水平吸顶安装方式,基站正面面向地板,水平角度偏差不超过3°,所有基站安装方向尽量保持一致,(以基站网口为参考反向)方便调试校准。
 



 

3.基站安装应避免障碍物遮挡干扰,如墙角墙壁,金属横梁等对基站天线有较大影响基站前后左右1米无任何遮挡安装,以免影响定位效果调试。
 

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