位置跟踪器与位置传感器的区别是什么

崔灏然 2020-05-04 5460

电子说

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描述

在本文中，我们将讨论位置跟踪器和位置传感器的定义、核心技术和应用程序之间的差异。

对于工程师而言，位置跟踪器和位置传感器中的硬件之间的区别就像是苹果和橙子之间的差异，尽管有时可以串联使用它们，但从设计角度来看，将它们作为完全独立的硬件进行讨论是必不可少的。在本文中，我们将讨论这些差异——不仅包括位置跟踪和位置传感器的定义，还包括核心技术和应用程序。

位置跟踪器的定义

位置跟踪技术的功能与定义是完全相同的：它在特定时间段内跟踪对象的位置，大家可能熟悉通用的定位系统，例如GPS、欧洲的GNSS / Galileo和GLONASS。

位置跟踪系统确实依赖于硬件，但是硬件对其环境的暴露程度是有限的。也就是说，设备的周围环境在准确跟踪位置方面起着重要作用。由于建筑物密度或设备在室内移动，大城市中GPS的有效性可能会降低，这些位置跟踪系统和其他跟踪器依靠卫星、手机信号塔或本地地理围栏来正常运行。

美国空军最近在将74号卫星飞行器设置为“健康且活跃”时，在GPS技术方面取得了长足进步，这意味着该卫星现在可以被全世界的军事和民用GPS使用。据洛克希德·马丁公司（Lockheed-Martin）称，这颗新卫星是GPS III系列的一部分，是由工程师设计，“其精度比前代产品高三倍，抗干扰能力提高了八倍，设计寿命延长了25％，而不是最新的在轨GPS卫星。”

GPS III 图片（修改后）由GPS.gov提供

位置跟踪通常涉及三角测量，该过程使用三个参考点来精确定位位置，这些地理地标（塔或卫星）之间的射频平均到特定点-位置跟踪设备的位置。这样，跟踪有助于在更大的系统中确定对象的位置。

这并不是说不可能进行室内跟踪，许多仓库和制造工厂全天都使用这些相同的网络来跟踪设备，位置跟踪系统还适用于制图室、设施和不同电子设备的运输路线。某些公司（例如Accuware）使用混合系统进行跟踪和传感，这种映射和定位方法采用照相机作为传感器，摄像机还可以在3D空间中进行连续跟踪。

其他位置跟踪系统需要GPS芯片或蜂窝无线电，GPS依赖信号，因此依赖于可能发送或接收传输的组件。

位置传感器定义

位置传感器收集有关对象附近环境的数据，它们可以与其他传感器协同工作或独立工作。

ASM（请勿与ams混淆）的磁致伸缩位置传感器采用“超扁平”包装，可与自身之间的距离长达5750毫米。图片由ASM提供

传感器为用户提供上下文读数，或者可以基于他们收集的信息来支持附加的设备功能，例如，位置传感器可以告诉先进的电子设备或机械设备各个组件之间如何相对运动，这有助于调节适当的功能，甚至可以诊断机电问题。

一个例子是ams的感应电动机控制位置传感器AS5715R，ams声称，该传感器是专为极对数高和低而不会降低分辨率的电机（最高480 000rpm）制造的。因为据说该设备可以减少转矩脉动并提高电机控制效率，所以ams还建议将该传感器用于对安全至关重要的汽车应用。

AS5715R的框图。图片由ams提供

另一个例子是手机中的接近传感器，在通话过程中，当设备与耳朵距离一定距离时，其屏幕将关闭，这样可以防止意外挂断电话或启动其他功能，而这可能会中断通话。流行的Roomba真空吸尘器使用接近传感器来导航家中的角落和缝隙，许多商业维护机器人使用定位传感器来评估其环境并进行相应的检查。

区别位置跟踪器和位置传感器

位置跟踪器和位置传感器背后的基本技术有所不同。但是，由于电气组件可以起到双重作用，因此存在一些重叠。这里有些例子：

通用位置跟踪技术和组件：GPS / GNSS / GLONASS /伽利略；射频发射器；蜂窝无线电；使用计算机视觉进行3D映射；车载摄像头系统；超宽带网络和5G。

通用位置传感器和组件：接近传感器；红外二极管；车载摄像头系统；光感测系统，例如LiDAR；位移传感器；扩展传感器；超宽带网络和5G。

不过要注意位置跟踪技术和位置传感器之间的超宽带（UWB）重叠。UWB在室内开放无障碍的空间中越来越受欢迎，这种方法擅长收集位置数据并评估预映射空间中的位置。

恩智浦提供自己的UWB技术。图片由NXP提供

只要设备不受其他物体的干扰，该读数就可以连续进行，UWB依靠两点之间的光传输，因此是飞行时间系统，定位由两个传感器或节点之间的光束传播时间决定。

位移传感器和伸长传感器与机械一起使用，它们可测量叉车，升降机，无人驾驶系统，运输起重机，伸缩零件甚至可伸缩工作台等物体的定位。那么，可以想象，这项技术对于许多工业应用都是必不可少的。

同时，由于这两种技术对于设计上下文相关的产品都是必不可少的，因此很多人很可能会混淆跟踪和传感。

跟踪是监视设备的好方法，但是它却从塔楼、卫星和网络传感器中的外部组件中汲取了很多功能，跟踪也取决于硬件，它需要更多运动部件之间的协作，这使得跟踪在本质上更加系统化；传感器使设备“更智能”，同时补充了其他功能。

总而言之，绝对必要使用正确的术语，尤其是在这两个术语之间，不过仍然值得注意的是，这些技术通常在一定程度上是互补的，许多硬件组件具有重叠的重要性，突出说明了我们现代设备的真正复杂性。

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