UWB定位算法TDOA和TWR哪個更好，6點對比告訴你！
發布日期：2019-12-18 瀏覽次數：521次

        UWB定位是基于時間飛行的算法（飛行時間，TOF）。測量一個UWB定位標簽和多個UWB定位基站之間的光傳播時間。至少需要三個定位基站才能使用三邊法精確定位標簽的位置。UWB定位基站和定位標簽之間也必須保持直線和可視無遮擋。在UWB定位中，有兩種基本的定位算法：基于差分飛行時間（TDOA）和雙向測距（TWR）的UWB定位算法，這兩種定位算法各有優劣，下面比較一下。

飛行時間差（TDOA）和雙向測距（TWR）定位算法區別如下：

（1）準確度

超寬帶（UWB）無線電技術使我們能夠在室內和室外定位物體，精度一般在10厘米-30厘米之間。時差法和雙向測距法都能達到這一精度。由于時差法是由光速和時間差的乘積來計算的，因此雙向測距技術總體上更為精確。

（2）可伸縮性-UWB定位基站和定位標簽的數量

到達時差法TDOA要求定位標簽使用一個小的時間段發送一條脈沖消息。因此大量的定位標簽可以在幀速率內傳輸信號，所以TDOA定位算法相對容納的定位標簽數量更多，UWB定位基站的數量相對也比較少。

雙向測距在設備之間發送一系列消息，從而導致有限數量的定位標簽可以在刷新率內傳輸信號，因此標簽數量相對較少。而定位基站分成主基站和從基站，一個主基站可以對應4個從基站，主基站負責和定位引擎進行通信，因此需要的基站數量總體比較多，部署比較麻煩。

（3）電池壽命

TDOA到達時差算法只需要脈沖信號來定位UWB定位標簽，從而將電池壽命延長到幾年。

采用雙向TWR測距算法，UWB標簽必須多次發送和接收定位基站的信號。TWR需要交換9條消息來定位UWB定位標簽，這大大縮短了標簽的待機時間。

（4）魯棒性

到達時間差算法要求UWB定位基站的時間同步非常精確，這會對魯棒性產生負面影響。如前所述，TDOA定位算法的一個基本要求是保持定位基站的同步。

雙向測距算法TWR不需要定位基站的同步，這增加了系統的魯棒性。

（5）可擴展性-面積大小

到達時差算法可以在不更改系統或設置的情況下向系統添加定位基站。

雙向測距算法你要求系統中的所有從UWB定位基站與主UWB定位基站直接通信。從定位基站和主定位基站之間的通信區域限制了區域的大小。主定位基站都與定位服務器通信。

（6）易用性

在定位系統中增加基于TDOA的定位基站，需要測量定位基站的位置并標記分配定位基站ID，所以增加基站或者擴容相對簡單。

對于TWR算法的系統，添加額外的定位基站或標簽需要在服務器上進行修改系統算法，以便新定位基站和定位標簽之間能夠融入到原有的系統中進行通信。因此，相對比較麻煩些。

綜上所述，

        在目前的許多UWB定位系統中，TDOA和TWR兩種定位算法都有使用。

        用TWR雙向測距算法對UWB基站同步要求低，但是耗電相對較大；而采用TDOA定位算法的UWB標簽容量和耗電上都有優勢，但是對基站的同步要求比較高，系統的健壯性相比TWR算法的系統稍弱。所以最合理的方法是根據室內定位現場的情況而定，采用合理的UWB定位算法解決方案。

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