UWB跟随原理
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1.概述
超宽带（Ultra-Wideband，简称 UWB）是一种高带宽、低功耗的无线通信技术，凭借其高精度定位和低功耗特性，已广泛应用于室内定位与导航、工业自动化和资产跟踪、无人驾驶与自动跟随等多个领域。 本文档介绍基于UWB 的跟随实现，从原理以及代码层给出一个快速实现UWB跟随的方案。
2.跟随原理解析
正如上图所示，跟随小车实现必须至少3个模块，其中被跟踪模块为UWB标签，车上有两个UWB基站模块，实物图片参考如下：
按照上图，黑色距离固定(放置模块后测量两个模块天线距离)，软件程序会完成标签与基站之间距离测量(红色 和 紫色)，根据初中数学知识，三角形的三个边确定后，通过余弦定理即可算出棕色角度。
上图摘自百度百科
对于跟随小车来说，只需要知道上述计算角度以及一个距离（红色或者紫色）即可，当与被跟踪模块大于一个距离启动跟踪，当小车与被跟踪模块距离小于这个距离时，小车停止不动。这个距离在程序中可以控制设定。如下图所示，A情况，小车需要右转，B情况直行，而C情况左转(假定满足启动最小距离)。同样对于角度推荐70 和 110，实际调试可能需要微调。
3.跟随代码解析
蓝点UWB代码实现了UWB跟随跟随逻辑，可以让UWB基站通过串口输出一个控制字符。具体代码配置及如下，通过修改如下代码使用。
按照上述截图修改即可,上图红框中#if 1表示跟随小车代码，如果是#if 0，表示代码功能是测距定位。
上述代码中宏定义#define DISTANCE3 0.27，标识了小车上两个基站之间的实际距离，这个需要根据实际进行修改。 1) #### 代码流说明
1. 距离换算
UWB程序完成标签和基站之间的距离测量，计算过程需要将测得距离进行单位换算，换算成“米”，而且只用到标签与基站0和基站1的距离。
2. 余弦定理计算角度
跟随前面描述，使用数学知识，通过余弦定理计算角度，算出来的是弧度，需要转换，同时为了方便调试，将角度信息显示在液晶上。
3 融合角度与距离信息，将信息发送给基站0
** 下面代码部分只有距离大于1m时小车才动，另外两个角度分别是110 和 75. 将融合的信息放置在angle_msg[10]中，通过射频将angle信息发送给基站0。同时，将调试信息通过串口打印。
4 基站0 处理融合信息
基站0收到标签发来的融合信息(其实是单个字符)后通过串口发送给小车控制器，小车控制器需要自己实现相应的控制逻辑，根据融合信息做相应的动作。
4.硬件与接口
跟随小车实现硬件包括
- UWB 跟随套件(1个标签+2个基站)
- 小车主控+电机（用户自备）
- 小车车体（用户自备）
注意：
- 蓝点UWB 不能直接控制电机，需要用户自行选择相应单片机(MCU)以及驱动器，蓝点UWB只会通过串口给用户的单片机(MCU) 发送控制指令。
下表为串口数据格式：
| 数据(字符) | 作用 |
|---|---|
| R | 右转 |
| L | 左转 |
| F | 前进 |
| S | 停止 |
2. 基站0 和基站1 放置位置分布在车头的左侧和右侧，参见上图。
3. 基站0 和基站1 距离尽量远（建议0.3m以上），两个模块越远解算角度越精确。
硬件连接
跟随套件基站0 串口可以输出控制字符，需要用户单片机(MCU)接收并解析该控制字符，连接方式：基站0 串口TX 与小车主控MCU的RX相连，基站0 串口GND 与小车主控MCU的GND相连。
5.蓝点跟随套件
点击如下链接可购买UWB 跟随套件，套件中包括两个BP50 基站以及一个BP50标签。
更多跟踪小车原理说明请参见网站 www.51uwb.cn
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