🔍 Cos'è BU03 e cos'è UWB?
BU03-Kit è un modulo di sviluppo UWB (Ultra-Wideband) creato da Ai-Thinker, progettato per applicazioni di posizionamento e misurazione indoor ad alta precisione. Integra il chip DW3000 e supporta un'accuratezza a livello di centimetri, rendendolo ideale per robotica, infrastrutture intelligenti e sistemi IoT.
UWB (Ultra-Wideband) è un protocollo di comunicazione wireless a corto raggio che utilizza pochissima energia su un ampio spettro di frequenze. Il suo vantaggio principale risiede nella misurazione precisa della distanza e nella consapevolezza spaziale, spesso utilizzato in sistemi di localizzazione in tempo reale (RTLS), tracciamento di beni e riconoscimento dei gesti.
🧪 Valutazione BU03-Kit: Calibrazione della distanza UWB
Questo articolo descrive il processo di calibrazione per migliorare la precisione della misurazione della distanza del modulo UWB Ai-Thinker BU03-Kit.
🛠️ Flusso di lavoro di calibrazione
🧭 Configurazione
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Fissa il board della stazione base in posizione.
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Sposta il tag board a distanze note usando un metro a nastro.
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Registra le letture UWB e inseriscile in un foglio di calibrazione Excel (Scarica il modello Excel template).
📐 Adattamento lineare
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Usa Excel per eseguire una regressione lineare sui dati raccolti.
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Deriva l'equazione di calibrazione: y = 6.4624 x - 87.918（Questi sono i miei dati）
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Applica la pendenza e l'intercetta al dispositivo usando i comandi AT.
📊 Procedura di raccolta dati
🧪 Misurazione passo dopo passo
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Posiziona il tag board a 10 cm dalla stazione base e registra la lettura UWB.
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Spostati a 20 cm, registra di nuovo.
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Ripeti per più distanze per costruire un set di dati.
📈 Adattamento della curva
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Inserisci i dati in Excel.
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Genera una linea di tendenza ed estrai pendenza/intercetta.
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Usa questi valori per aggiornare i parametri del dispositivo tramite comandi AT.
⚙️ Calibrazione comando AT
🧾 Formato comando
AT+SETDEV=X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9
| Parametro | Descrizione |
|---|---|
| X1 | Frequenza aggiornamento tag |
| X2 | Ritardo antenna |
| X3 | Abilita filtro Kalman |
| X4 | Valore Q filtro Kalman |
| X5 | Valore R filtro Kalman |
| X6 | Pendenza calibrazione (a) |
| X7 | Intercetta calibrazione (b) |
| X8 | Abilita posizionamento |
| X9 | Impostazione dimensione posizionamento |
🧪 Comando Esempio
AT+SETDEV=5,16336,1,0.018,0.642,0.6386,-65.06,0,0
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Invia tramite porta seriale usando l'assistente di debug di Ai-Thinker.
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Conferma il successo e salva con
AT+SAVE.
📋 Snapshot Parametri Originali
🧾 Stazione Base
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Filtro: Abilitato
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Kalman Q: 0,018
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Kalman R: 0,642
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Calibrazione a: 1,0000
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Calibrazione b: 0,00
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Ritardo antenna: 16336
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Velocità: 6,8 Mbps
🧾 Dispositivo Tag
Uguale alla stazione base.
🔁 Test post-calibrazione
📐 Risultati della misurazione
| Testa | Distanza reale | Lettura UWB | Errore |
|---|---|---|---|
| 1° | 20 cm | 10 cm | 50% |
| 2° | 17 cm | 22 cm | 30% |
| 3° | 15 cm | 15 cm | 0% |
📊 Analisi degli errori
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Errore medio ridotto a 26.67%, in calo dal 50%.
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Piccole fluttuazioni possono essere dovute all'angolo o a interferenze sulla superficie durante la cattura fotografica.
🚀 Suggerimenti per l'ottimizzazione
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Aumentare la dimensione del campione per una migliore accuratezza della regressione.
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Migliorare la stabilità del fissaggio per le schede base/tag.
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Usare guide scorrevoli per garantire un movimento e un controllo della distanza costanti.
🧾 Conclusione
Questa valutazione dimostra come calibrare il modulo UWB BU03-Kit per migliorare la precisione della misurazione della distanza. Raccogliendo più misurazioni, applicando un fitting lineare e aggiornando i parametri del dispositivo tramite comandi AT, è stata ottenuta una significativa riduzione dell'errore. Questi metodi offrono indicazioni preziose per gli sviluppatori che necessitano di un posizionamento UWB ad alta precisione.
