🔍 Mikä on BU03 ja mikä on UWB?
BU03-Kit on Ai-Thinkerin kehittämä UWB (Ultra-Wideband) -kehitysmoduuli, joka on suunniteltu erittäin tarkkoihin sisätilapaikannus- ja etäisyyden mittaussovelluksiin. Se sisältää DW3000-piirin ja tukee senttimetriluokan tarkkuutta, mikä tekee siitä ihanteellisen robotiikkaan, älykkääseen infrastruktuuriin ja IoT-järjestelmiin.
UWB (Ultra-Wideband) on lyhyen kantaman langaton viestintäprotokolla, joka käyttää erittäin vähän energiaa laajalla taajuusalueella. Sen keskeinen etu on tarkka etäisyyden mittaus ja tilatietoisuus, joita käytetään usein reaaliaikaisissa paikannusjärjestelmissä (RTLS), omaisuuden seurannassa ja eleiden tunnistuksessa.
🧪 BU03-Kit arviointi: UWB-etäisyyden kalibrointi
Tämä artikkeli kuvaa kalibrointiprosessin Ai-Thinker BU03-Kit UWB -moduulin etäisyyden mittaustarkkuuden parantamiseksi.
🛠️ Kalibrointityönkulku
🧭 Asetus
-
Kiinnitä tukiaseman lauta paikalleen.
-
Siirrä tag-lauta tunnetuille etäisyyksille mittanauhan avulla.
-
Tallenna UWB-lukemat ja syötä ne Excelin kalibrointilomakkeeseen (Lataa Excel malli).
📐 Lineaarinen sovitus
-
Käytä Exceliä suorittaaksesi lineaarisen regressioanalyysin kerätyille tiedoille.
-
Johda kalibrointiyhtälö: y = 6.4624 x - 87.918（This is my data）
-
Käytä kaltevuutta ja leikkauspistettä laitteeseen AT-komennoilla.
📊 Datan keruumenettely
🧪 Mittaus vaihe vaiheelta
-
Aseta tag-lauta 10 cm päähän tukiasemasta ja tallenna UWB-lukema.
-
Siirry 20 cm päähän, tallenna uudelleen.
-
Toista useille etäisyyksille tietojoukon rakentamiseksi.
📈 Käyrän sovitus
-
Syötä tiedot Exceliin.
-
Luo trendiviiva ja erota kaltevuus/leikkauspiste.
-
Käytä näitä arvoja laitteen parametrien päivittämiseen AT-komennoilla.
⚙️ AT-komennon kalibrointi
🧾 Komentomuoto
AT+SETDEV=X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9
| Parametri | Kuvaus |
|---|---|
| X1 | Tagin päivitysnopeus |
| X2 | Antenniviive |
| X3 | Kalman-suodattimen aktivointi |
| X4 | Kalman-suodattimen Q-arvo |
| X5 | Kalman-suodattimen R-arvo |
| X6 | Kalibroinnin kaltevuus (a) |
| X7 | Kalibroinnin leikkauspiste (b) |
| X8 | Paikannuksen aktivointi |
| X9 | Sijainnin ulottuvuuden asetus |
🧪 Esimerkkikäsky
AT+SETDEV=5,16336,1,0.018,0.642,0.6386,-65.06,0,0
-
Lähetä sarjaportin kautta Ai-Thinkerin debug-avustajalla.
-
Vahvista onnistuminen ja tallenna komennolla
AT+SAVE.
📋 Alkuperäisten parametrien tilannekuva
🧾 Tukiasema
-
Suodatin: Käytössä
-
Kalman Q: 0.018
-
Kalman R: 0.642
-
Kalibrointi a: 1.0000
-
Kalibrointi b: 0.00
-
Antenniviive: 16336
-
Nopeus: 6.8 Mbps
🧾 Tunnisteen laite
Sama kuin tukiasema.
🔁 Jälkikalibrointitestaus
📐 Mittaustulokset
| Testaa | Todellinen etäisyys | UWB-lukema | Virhe |
|---|---|---|---|
| 1. | 20 cm | 10 cm | 50% |
| 2. | 17 cm | 22 cm | 30% |
| 3. | 15 cm | 15 cm | 0% |
📊 Virheanalyysi
-
Keskivirhe pieneni arvoon 26.67%, laskien 50 %:sta.
-
Pienet vaihtelut voivat johtua kulmasta tai pinnan häiriöistä valokuvauksen aikana.
🚀 Optimointiehdotukset
-
Lisää otoskokoa paremman regressiotarkkuuden saavuttamiseksi.
-
Paranna kiinnityksen vakautta perus-/tag-piirilevyille.
-
Käytä liukukiskoja varmistaaksesi tasaisen liikkeen ja etäisyyden hallinnan.
🧾 Yhteenveto
Tämä arviointi osoittaa, kuinka kalibroida BU03-Kit UWB -moduuli parannetun etäisyyden mittaustarkkuuden saavuttamiseksi. Keräämällä useita mittauksia, soveltamalla lineaarista sovitusta ja päivittämällä laitteen parametreja AT-komennoilla saavutettiin merkittävä virheen vähennys. Nämä menetelmät tarjoavat arvokasta ohjausta kehittäjille, jotka tarvitsevat tarkkaa UWB-paikannusta.
