Eco-WakeLoc：一种能源中性且合作的 UWB 实时定位系统
摘要
室内定位系统面临效率与响应性之间的根本权衡，这在以 GPS 被禁区环境中运行的移动机器人等新兴用例中尤为重要。传统 RTLS 要么需要持续供电的基础设施，限制了其可扩展性；要么受限于响应性。本文提出 Eco-WakeLoc，通过结合超低功耗唤醒无线电（WuRs）和太阳能能量收集，实现厘米级 UWB 定位的能源中性。通过仅在需要时激活锚节点，该系统消除持续能耗，同时实现厘米级定位精度。为减少协调开销并提高可扩展性，Eco-WakeLoc 采用合作定位，其中主动标签发起测距交换（三角定位），而被动标签机会性地复用这些消息进行 TDOA 定位。基于 AIMD 的能源感知调度器根据收集的能量自适应调整定位速率，从而最大化传感器网络的总体性能，同时确保长期能源中性。测量的能耗仅为主动标签 3.22mJ/定位、被动标签 951μJ/定位和锚节点 353μJ/定位。实际部署于九锚点的四足机器人上 confirms 实用可行性，实现动态室内环境下的平均精度为 43cm。一年的仿真显示，标签每日平均可完成 2031 次定位，运行一年后仍保留超过 7% 的电池容量——表明该 RTLS 实现了持续的能源中性运行。Eco-WakeLoc 表明，在不要求持续基础设施运行的情况下，仍可实现大规模的高精度室内定位，结合了能源中性、合作定位和自适应调度。
引用
@article{arxiv.2601.03171,
title = {Eco-WakeLoc: An Energy-Neutral and Cooperative UWB Real-Time Locating System},
author = {Silvano Cortesi and Lukas Schulthess and Davide Plozza and Christian Vogt and Michele Magno},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.03171},
year = {2026}
}
备注
This work has been accepted for publication in the IEEE Sensors Journal, specifically the Special Issue on "Special Issue on Advances in Resource-Efficient Sensors and Interfaces Fostered by Artificial Intelligence"