超宽带测距定位数据传输模块UWB应用市场规模增大

2023-04-11 399

超宽带测距定位数据传输模块UWB应用市场规模增大,UWB定位技术始于20世纪60年代兴起的脉冲通信技术。2002年,美国批准用于民用通信。2015年,它开始在微软室内定位竞赛中真正展示。2016年,它占据了微软室内定位竞赛3D组的一半,并开始商业应用。超宽带测距定位数据传输模块技术具有高速、抗干扰、低功耗等优点。UWB与生俱来的独特优势使其成为许多领域的重要技术。

超宽带测距定位数据传输模块UWB应用市场规模增大

UWB适用于哪些场景?


1.室内定位

众所周知,室内定位一直是一个难点。室内没有GPS信号,很少有其他有效的方案能够实现室内定位。UWB定位系统可以在固定区域建立UWB定位基站,为被定位对象(人员或材料)佩戴UWB定位标签,从标签测量到每个基站的距离,并根据多边定位法确定标签对基站的位置,从而实现室内定位。飞行时间测距法是超宽带测距定位数据传输模块技术中应用广泛的方法(TOF)和到达时间差法(TDOA)。从定位方法的角度来看,它们都属于多点定位,即确定标签与多个已知坐标点之间的相对位置关系。

目前,超宽带测距定位数据传输模块技术的高精度定位功能已广泛应用于公安司法、智能产业、智能施工现场、智能养老等应用环境。


2.测距

当你需要知道两个物体之间的距离时,你也可以使用两个超宽带测距定位数据传输模块测距基站分别固定在两个物体上,两个测距基站之间可以实现实时测距。UWB的这一特性应用于叉车测距防撞。系统中主要有两种设备,一种是UWB测距基站,另一种是UWB测距标签。测距基站可以完成标签和其他基站发起的测距请求。


这种UWB准确测距技术经常应用于叉车与其他货架、物品和人员因超速、倒车、拐角和转弯而发生的碰撞事故。针对这些问题,我们可以使用叉车测距防撞系统、无线感应和准确测距预警技术来实现警告和限速。


3.数据传输

随着苹果11的发布,UWB技术已经成为其关键的创新功能,并引起了市场的关注。利用UWB技术,iPhone可以作为一个控制中心,更好地与苹果的其他设备连接。也就是说,“有了U1芯片和iOS13,当你使用空中交付时,只要你的iPhone指向别人的iPhone,系统就会优先考虑对方,让你更快地分享文件。”


这是苹果11新的数据传输功能,依靠强大的UWB技术,可以实现快速、低延迟、稳定、双向数据传输功能,重要的是数据传输功能不影响UWB定位和测距功能,即可以实现数据传输的定位和测距,非常方便用户使用。


与消费水平相比(ToC)类别应用,企业级(ToB)与其他定位技术相比,超宽带测距定位数据传输模块定位技术具有精度高、安全性高、延迟低、传输速率高、稳定性高等指标,已应用于企业市场,主要包括司法监狱、医院、矿山、化工厂、工厂、仓库等物资或人员管理需求较高的应用场景。

据相关统计,2018年中国UWB企业级应用市场规模为10.9亿元,预计2025年中国UWB企业级应用市场规模为352.6亿元,未来4年CAGR为83%。在苹果应用UWB技术的催化下,三星、索尼、博世、恩智浦等巨头组建的FiRa联盟市场规模更大。


飞睿智能愿以自身在UWB技术领域的积累,与行业同仁共同推动UWB标准的进一步成熟,加快超宽带测距定位数据传输模块生态系统的形成,为全球标准的制定做出贡献!


超宽带测距定位数据传输模块室内定位技术常用的定位方法


1、信号到达时间

被测点(标签)发出的信号到达 3 以上参考节点接收机(基站),通过测量到达不同接收机的时间,得到发射点与接收点之间的距离,然后以接收机为中心,测量距离为半径,3 圆的交点是被测点的位置。但TOA要求参考节点与被测点保持严格的时间同步,大多数应用程序不能满足这一要求。


在实现该方法的过程中,需要测量定位标签与每个基站之间的距离信息,因此定位标签需要与每个基站来回通信,因此定位标签的功耗较高。该定位方法的优点是在定位区域内外(基站包围区域内外),可以保持高定位精度。


2、信号到达时间差

与TOA类似,只测量时间差,而不是时间。该方法只需要参考节点之间的同步,不需要参考节点与测量点之间的严格时间同步,使系统相对简化,因此在定位系统中应用广泛。


超宽带测距定位数据传输模块TDOA定位是双曲线定位,需要在二维定位中使用四个定位基站。双曲线可以通过测量标签到每两个基站之间的距离差来绘制,而标签坐标可以通过曲线交点来确定。在实现这种方法的过程中,标签只需要广播一次UWB信号,有利于标签的功耗和并发数量。


3、信号到达角

超宽带测距定位数据传输模块AOA 是指通过测量锚节点发射的无线信号到达定位节点时,信号的传输方向和定位节点水平面的夹角,计算节点的具体位置,需要角度传感器或接收阵列,必须准确测量通信半径附近锚节点发射的其他信号的角度值,以确保定位精度满足系统要求。由于硬件要求高,容易受到外部环境的影响,该算法在实际应用中受到限制。


4、接收信号的强度

RSS 也就是说,通过测量锚节点发出的无线信号在定位节点处的信号接收强度作为定位特征量,利用采集到的信号接收强度作为定位特征量 RSS 值定位目标节点的位置主要有两种定位算法。定位节点的坐标信息是基于路径损耗模型实现定位(也称为三边测量),并根据指纹识别算法(也称为模式匹配)获得定位节点。