openelab.de
openelab.com
🔍 Was ist BU03 und was ist UWB?
BU03-Kit ist ein UWB (Ultra-Wideband) Entwicklungsmodul von Ai-Thinker, das für hochpräzise Innenraumpositionierung und Distanzmessung entwickelt wurde. Es integriert den DW3000-Chip und unterstützt Zentimeter-genaue Genauigkeit, was es ideal für Robotik, intelligente Infrastruktur und IoT-Systeme macht.
UWB (Ultra-Wideband) ist ein Nahbereichs-Funkkommunikationsprotokoll, das sehr wenig Energie über ein breites Frequenzspektrum verwendet. Sein Hauptvorteil liegt in der präzisen Distanzmessung und räumlichen Erkennung, die häufig in Echtzeit-Ortungssystemen (RTLS), Asset-Tracking und Gestenerkennung eingesetzt wird.
🧪 BU03-Kit Bewertung: UWB-Distanzkalibrierung
Dieser Artikel beschreibt den Kalibrierungsprozess zur Verbesserung der Entfernungsgenauigkeit des Ai-Thinker BU03-Kit UWB-Moduls.
🛠️ Kalibrierungsablauf
🧭 Einrichtung
-
Befestigen Sie das base station board an seinem Platz.
-
Bewegen Sie das tag board mit einem Maßband zu bekannten Entfernungen.
-
Notieren Sie die UWB-Messwerte und geben Sie sie in ein Excel-Kalibrierungsblatt (Excel-Vorlage herunterladen ) ein.
📐 Lineare Anpassung
-
Verwenden Sie Excel, um eine lineare Regression der gesammelten Daten durchzuführen.
-
Leiten Sie die Kalibrierungsgleichung ab: y = 6.4624 x - 87.918（Dies sind meine Daten）
-
Wenden Sie die Steigung und den Schnittpunkt mit AT-Befehlen auf das Gerät an.
📊 Datenaufnahmeverfahren
🧪 Schritt-für-Schritt-Messung
-
Platzieren Sie das Tag-Board 10 cm von der Basisstation entfernt und zeichnen Sie die UWB-Messung auf.
-
Bewegen Sie sich auf 20 cm, erneut aufzeichnen.
-
Wiederholen Sie dies für mehrere Entfernungen, um einen Datensatz zu erstellen.
📈 Kurvenanpassung
-
Geben Sie die Daten in Excel ein.
-
Erstellen Sie eine Trendlinie und extrahieren Sie Steigung/Schnittpunkt.
-
Verwenden Sie diese Werte, um Geräteparameter über AT-Befehle zu aktualisieren.
⚙️ AT-Befehl Kalibrierung
🧾 Befehlsformat
AT+SETDEV=X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9
| Parameter | Beschreibung |
|---|---|
| X1 | Tag-Aktualisierungsrate |
| X2 | Antennenverzögerung |
| X3 | Kalman-Filter aktivieren |
| X4 | Kalman-Filter Q-Wert |
| X5 | Kalman-Filter R-Wert |
| X6 | Kalibrierungssteigung (a) |
| X7 | Kalibrierungsabschnitt (b) |
| X8 | Positionsbestimmung aktivieren |
| X9 | Einstellung der Positionsdimension |
🧪 Beispielbefehl
AT+SETDEV=5,16336,1,0.018,0.642,0.6386,-65.06,0,0
-
Über die serielle Schnittstelle mit Ai-Thinkers Debug-Assistent senden.
-
Erfolg bestätigen und speichern mit
AT+SAVE.
📋 Originalparameter-Snapshot
🧾 Basisstation
-
Filter: Aktiviert
-
Kalman Q: 0,018
-
Kalman R: 0,642
-
Kalibrierung a: 1,0000
-
Kalibrierung b: 0,00
-
Antennenverzögerung: 16336
-
Rate: 6,8 Mbps
🧾 Tag-Gerät
Gleich wie Basisstation.
🔁 Nachkalibrierungstest
📐 Messergebnisse
| Testen | Tatsächliche Entfernung | UWB-Messung | Fehler |
|---|---|---|---|
| 1. | 20 cm | 10 cm | 50% |
| 2. | 17 cm | 22 cm | 30% |
| 3. | 15 cm | 15 cm | 0% |
📊 Fehleranalyse
-
Durchschnittlicher Fehler reduziert auf 26.67%, gesunken von 50 %.
-
Kleine Schwankungen können durch Winkel- oder Oberflächeninterferenzen während der Fotoaufnahme verursacht werden.
🚀 Optimierungsvorschläge
-
Erhöhen Sie die Stichprobengröße für eine bessere Regressionsgenauigkeit.
-
Verbessern Sie die Stabilität der Halterung für Basis-/Tag-Platinen.
-
Verwenden Sie Schienen, um eine gleichmäßige Bewegung und Distanzkontrolle sicherzustellen.
🧾 Fazit
Diese Bewertung zeigt, wie das BU03-Kit UWB-Modul zur Verbesserung der Entfernungsgenauigkeit kalibriert wird. Durch das Sammeln mehrerer Messungen, die Anwendung linearer Anpassung und die Aktualisierung der Geräteparameter über AT-Befehle wurde eine signifikante Fehlerreduktion erzielt. Diese Methoden bieten wertvolle Hinweise für Entwickler, die eine hochpräzise UWB-Positionierung benötigen.
