🔍 Czym jest BU03 i czym jest UWB?
BU03-Kit to moduł rozwojowy UWB (Ultra-Wideband) stworzony przez Ai-Thinker, zaprojektowany do zastosowań wymagających wysokiej precyzji pozycjonowania i pomiarów wewnątrz pomieszczeń. Integruje chip DW3000 i obsługuje dokładność na poziomie centymetrów, co czyni go idealnym dla robotyki, inteligentnej infrastruktury i systemów IoT.
UWB (Ultra-Wideband) to protokół komunikacji bezprzewodowej na krótkie odległości, który wykorzystuje bardzo niską energię na szerokim spektrum częstotliwości. Jego kluczową zaletą jest precyzyjny pomiar odległości i świadomość przestrzenna, często stosowane w systemach lokalizacji w czasie rzeczywistym (RTLS), śledzeniu zasobów oraz rozpoznawaniu gestów.
🧪 Ocena BU03-Kit: Kalibracja odległości UWB
Ten artykuł opisuje proces kalibracji mający na celu poprawę dokładności pomiaru odległości modułu Ai-Thinker BU03-Kit UWB.
🛠️ Przebieg kalibracji
🧭 Ustawienia
-
Zamocuj tablicę stacji bazowej na miejscu.
-
Przesuń tablicę tagów na znane odległości za pomocą miarki.
-
Zanotuj odczyty UWB i wprowadź je do arkusza kalibracyjnego Excel (Pobierz szablon Excel ).
📐 Dopasowanie liniowe
-
Użyj Excela do przeprowadzenia regresji liniowej na zebranych danych.
-
Wyprowadź równanie kalibracji: y = 6.4624 x - 87.918（This is my data）
-
Zastosuj nachylenie i przecięcie do urządzenia za pomocą poleceń AT.
📊 Procedura zbierania danych
🧪 Pomiar krok po kroku
-
Umieść tablicę tagów w odległości 10 cm od stacji bazowej i zanotuj odczyt UWB.
-
Przesuń na 20 cm, nagraj ponownie.
-
Powtórz dla wielu odległości, aby zbudować zestaw danych.
📈 Dopasowanie krzywej
-
Wprowadź dane do Excela.
-
Wygeneruj linię trendu i wyodrębnij nachylenie/przecięcie.
-
Użyj tych wartości do aktualizacji parametrów urządzenia za pomocą poleceń AT.
⚙️ Kalibracja polecenia AT
🧾 Format polecenia
AT+SETDEV=X1,X2,X3,X4,X5,X6,X7,X8,X9
| Parametr | Opis |
|---|---|
| X1 | Częstotliwość odświeżania tagu |
| X2 | Opóźnienie anteny |
| X3 | Włącz filtr Kalmana |
| X4 | Wartość filtra Kalmana Q |
| X5 | Wartość filtra Kalmana R |
| X6 | Nachylenie kalibracji (a) |
| X7 | Przechwyt kalibracji (b) |
| X8 | Włącz pozycjonowanie |
| X9 | Ustawienie wymiaru pozycjonowania |
🧪 Przykładowe polecenie
AT+SETDEV=5,16336,1,0.018,0.642,0.6386,-65.06,0,0
-
Wyślij przez port szeregowy używając asystenta debugowania Ai-Thinker.
-
Potwierdź sukces i zapisz za pomocą
AT+SAVE.
📋 Migawka oryginalnych parametrów
🧾 Stacja bazowa
-
Filtr: Włączony
-
Kalman Q: 0.018
-
Kalman R: 0.642
-
Kalibracja a: 1.0000
-
Kalibracja b: 0.00
-
Opóźnienie anteny: 16336
-
Prędkość: 6.8 Mbps
🧾 Urządzenie tagujące
Takie samo jak stacja bazowa.
🔁 Testy po kalibracji
📐 Wyniki pomiarów
| Testuj | Rzeczywista odległość | Odczyt UWB | Błąd |
|---|---|---|---|
| 1. | 20 cm | 10 cm | 50% |
| 2. | 17 cm | 22 cm | 30% |
| 3. | 15 cm | 15 cm | 0% |
📊 Analiza błędów
-
Średni błąd zmniejszony do 26.67%, spadek z 50%.
-
Niewielkie wahania mogą wynikać z kąta lub zakłóceń powierzchni podczas robienia zdjęcia.
🚀 Sugestie optymalizacyjne
-
Zwiększ liczbę próbek dla lepszej dokładności regresji.
-
Popraw stabilność mocowania dla płytek bazowych/tagów.
-
Używaj szyn przesuwnych, aby zapewnić spójny ruch i kontrolę odległości.
🧾 Wnioski
Ta ocena pokazuje, jak skalibrować moduł BU03-Kit UWB w celu poprawy dokładności pomiaru odległości. Poprzez zbieranie wielu pomiarów, zastosowanie dopasowania liniowego oraz aktualizację parametrów urządzenia za pomocą poleceń AT, osiągnięto znaczną redukcję błędów. Te metody stanowią cenne wskazówki dla deweloperów wymagających wysokoprecyzyjnego pozycjonowania UWB.
