AniTrack：一种用于受控环境中动物追踪的低功耗、分时隙且鲁棒的 UWB 定位系统
机器人学
2025-06-03 v1
摘要
准确定位对于广泛的应用至关重要，包括资产追踪、智慧农业和动物监测。虽然传统的定位方法，如全球导航卫星系统（GNSS）、Wi-Fi 和低功耗蓝牙（BLE），提供了不同级别的精度和覆盖范围，但它们在功耗、基础设施要求和部署灵活性方面存在缺点。超宽带（UWB）作为一种替代方案正在兴起，提供厘米级精度和能效，特别适合中大型场地监测，并具备室内外工作的能力。然而，现有的 UWB 定位系统需要带有市电供电的基础设施来为锚点供电，这阻碍了其可扩展性和部署的便捷性。这凸显了对一种完全由电池供电且节能的定位系统的需求。本文提出了一种经过能耗优化的电池供电 UWB 定位系统，该系统利用长距离广域网进行数据传输至服务器后端。通过在分时隙定位方法中采用单边双向测距，在保持高精度的同时降低了锚点和标签的功耗。该系统每个锚点的平均功耗为 20.44 mW，每个标签为 7.19 mW，可实现长达 25 天的完全电池供电运行，在 600 m2 的测试场地上通过自定位锚点实现了 13.96 cm 的平均精度。为了验证其在具有挑战性的应用场景中的有效性和易于安装性，十个锚点和两个标签被成功部署在一个热带动物园区中，用于追踪阿尔达布拉象龟。
引用
@article{arxiv.2506.00216,
title = {AniTrack: A Power-Efficient, Time-Slotted and Robust UWB Localization System for Animal Tracking in a Controlled Setting},
author = {Victor Luder and Lukas Schulthess and Silvano Cortesi and Leyla Rivero Davis and Michele Magno},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.00216},
year = {2025}
}