室內AOA定位技術

室內定位一直被炒的非常火的黑科技，也是近年資本追逐的熱點，市場上一直有眾多宣稱可以做到厘公尺級，公尺級精度定位的公司，但問題很多，無法大規模商用。近些年有很多人嘗試使用藍芽beacon方式做定位，小眾應該可以滿足需要，但是依然問題很多；直到今天，出現了新的技術：藍芽aoa定位。

先介紹一下現有室內定位方案：

1. 超聲波室內定位技術

超聲波定位主要採用反射式測距法，通過多邊定位等方法確定物體位置，系統由乙個主測距器和若干接收器組成，主測距儀可放置在待測目標上，接收器固定於室內環境中。定位時，向接收器發射同頻率的訊號，接收器接收後又反射傳輸給主測距器，根據回波和發射波的時間差計算出距離，從而確定位置。

超聲波定位整體定位精度較高，結構簡單，但超聲波受多徑效應和非視距傳播影響很大，且超聲波頻率受都卜勒效應和溫度影響，同時也需要大量基礎硬體設施，成本較高。

2. wifi室內定位技術位置指紋法

室內定位中的位置指紋法，簡單來說，就是事先把各個位置上的訊號特徵（各wi-fi的訊號強度）測量一遍，存入指紋資料庫。定位的時候，將當前的訊號特徵與指紋庫中的進行匹配，從而確定位置。示意圖（ap就是wifi，rp是離線採集選取的參考點）

3. uwb（超寬頻）定位 aoa定位演算法

aoa(angle of arrival，到達角度)定位是一種兩基站定位方法，基於訊號的入射角度進行定位。

如圖所示，知道了基站1到裝置之間連線與基準方向的夾角α1，就可以畫出一條射線l1；同樣知道了知道了基站2到裝置之間連線與基準方向的夾角α2，就可以畫出一條射線l2。那麼l1月l2的交點就是裝置的位置。這就是aoa定位的基本數學原理。用函式呼叫表達如下：

location=getlocation([pisition1,α1],[position2,α2]);

aoa定位通過兩直線相交確定位置，不可能有多個交點，避免了定位的模糊性。但是為了測量電磁波的入射角度，接收機必須配備方向性強的天線陣列。

超寬頻定位技術具有穿透力強、抗多徑效果好、安全性高、系統複雜度低、能提供精確定位精度等優點，但其射頻頻段工作在6-7g hz，設計難度大，軟體複雜，商用場合受限。

4. 藍芽beacon室內定位技術三邊測量法

市面上藍芽定位的方式都是採用三邊測量原理，裝置端採用ibeacon，或者私有beacon廣播方式傳送beacon訊號，接收機，通常是手機，根據接收到廣播裝置的訊號強度和裝置id號，根據事先繪製的座標地圖，反向判定自己所處的位置點。該方案的優勢有幾點：

1.rssi直接是藍芽協議棧的一部分，方便獲取。

2.手機支援藍芽

3.發射端硬體設計簡單，功耗低

幾種定位方式的總結

超聲波定位基本不適用，需要大量布點，對周圍環境有特殊要求；uwb頻段高，設計難度大只使用於尖端地方，收發都需要專用aoa射頻裝置；藍芽定位目前在人員管控，危險區域布防**室內導航有部分應用，但精度不好，網路阻塞嚴重，效果一般，但可以和手機互聯互通，所以得到許多公司折中認可。

aoa 角度位置演算法

本質只需要藍芽晶元只要開放藍芽射頻端的載波振幅和相位值收發(i/q值)，工程師自行設計天線整列即可通過使用i/q值計算出aoa角度方位，通過兩個接收機，就可以判斷發射機的精確位置。

如wub圖示，乙個發射機配合兩個接收機，通過兩個接收機的訊號到達角即可在二維平面中畫出發射機的相對kyj位置，首先單看乙個接收機br，發射機b持續傳送廣播訊號，接收機br的天線整列接收到的波形肯定是不同步的，其相位差

ϕ是我們可以通過數**算得到的引數，圖示為2整列天線，同時可以設計多整列天線，ϕ可以為天線的相位差求均值。