UWBとは何ですか?
「UWB」は「Ultra Wide Band」の略で、無線スペクトルの大部分にわたって、非常に低いエネルギー レベルを使用して短距離の高帯域幅通信を行うことができる無線技術です。
どのように機能しますか?
このソリューションでは、 UWBトラッカー 追跡したいオブジェクトに添付され、 UWB アンカー 一定の高さに設置されます。現在、UWB測位では主にTOF測距、TDoA、AoA測位が使用されています。最初の2つの方法は独立して機能しますが、後者のAoA方式は通常、ToFまたはTDoAと組み合わせられます。
ToF 測位は範囲に基づいています。UWB トラッカーは、位置決めが必要な各アンカーで測位を開始します。測位が完了すると、位置が計算されます。ゼロ次元モードでは、1 つのアンカーで測位するだけで済みます。1 次元モードでは、少なくとも 2 つのアンカーで測位する必要があります。2 次元モードでは、通常、測位に 3 つ以上のアンカーが必要ですが、一部の特殊なモードでは、2 つのアンカーで十分な場合があります。3 次元モードでは、4 つのアンカーで測位する必要があります。
UWBのハイライト:
1. UWBは3G〜5G、6G〜10G、合計7Gの周波数帯域をカバーし、単一チャネルの帯域幅は500MHz以上です。
2. 低電力。FCC およびその他の規制によると、出力電力は -41dBm/MHz に制限されています。500MHz の単一チャネルに基づくと、チャネル電力は -14.3dBm です。
3. 持続時間が数十分の1ナノ秒の超短パルス。
4. 壁を貫通: 壁を効果的に貫通できますが、信号が多少減衰します。
位置決めの次元は、ユースケースと現場の状況に基づいて選択されます。ゼロ次元シーンは、主に出入り口の検出に使用されます。1次元シーンは、主にトンネルシーンなどのアスペクト比が不均衡なシーンであり、工場でも機能します。1次元シーンでは、位置決めされたターゲットは線に揃えられます。2Dシーンは高さ情報なしでXY座標を配置しますが、3Dシーンには高さ情報があります。それでも、Z軸の一定の精度を確保するために、システムのインストール中にアンカーに高さの差が必要です。
ゼロ次元:
UWB 測位では、より良いゼロ次元測位を実現するために、一般的に測距によって実現されます。測距は、デバイスがアンカーからどのくらい離れているかなどの距離制限に使用され、ゼロ次元領域に入ったと見なされます。
一次元:
UWB 測位では、より良いゼロ次元測位を実現するために、一般的に測距によって実現されます。測距は、デバイスがアンカーからどのくらい離れているかなどの距離制限に使用され、ゼロ次元領域に入ったと見なされます。
実際の場所:
位置決定結果:
2次元:
2次元測位では、目標位置のXY座標が表示されます。アンカーが同じ高さに設置されている場合、測位結果はトラッカーの設置高さの影響を受けません。
3次元:
3 次元測位の結果は、ターゲットの XYZ 座標です。これを実現するには 2 つの方法があります。1 つは距離測定に基づくもので、アンカー間の高さの差が必要です。もう 1 つは AoA に基づくもので、Z 座標の精度を確保するために Z 軸の高角度分解能が必要です。
UWB測位精度
精度は主に3つの側面に関係します：測距精度、時間同期精度、
測距精度。測距精度は、主に測距アルゴリズムと使用されるクロック精度という 2 つの要素によって影響を受けます。
1. 測距精度:
DS-TWR はクロック偏差によって発生するエラーを最小限に抑えます。
2. 時刻同期の精度:
測距システムでは、0.5PPMクロックの温度補償水晶発振器（TCXO）を使用して、より高い精度を実現できます。測距精度は10cm以内に制御できます。TCXOを使用することで精度を向上させることができます。
UWB 無線測位システムでは、測距と TDoA の両方がサポートされています。TDoA では、すべての測位ゲートウェイを無線で同期する必要があります。システムの同期精度は 0.3ns です。
有線同期方式と比較すると、無線システムははるかにシンプルで、無制限に拡張でき、有線距離の制約を受けません。また、プロジェクト実装の難しさも軽減されます。
2. 測位精度:
精度は 30 cm です。システムの位置精度は、距離測定精度 10 cm だけでなく、さまざまな環境要因の影響を受けます。10 cm の位置精度は、実験室内の干渉のない理想的な環境でのみ達成できます。信号障害があると、システムに偏差が生じる可能性があります。
関連するデバイス
LoRaWAN ゲートウェイ:
すべてのアンカーとトラッカーにビーコン メッセージを送信してクロックを同期し、トラッカーから距離メッセージを受信します。
サーバ：
距離情報とアンカーの座標を使用してトラッカーの位置を計算します。サーバーは、アンカーとトラッカーの構成、アンカーの位置の調整、および位置決めエンジンとしての機能にも使用されます。
UWB アンカー
ビーコンメッセージを宣伝する
Lansitec UWB アンカーは、LoRaWAN および UWB テクノロジーを使用して設計されています。周囲の UWB トラッカーと連携してデバイス間の距離を計算し、他のアンカーと定期的に時間を同期し、ハートビート データを LoRaWAN ゲートウェイに送信します。
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LoRaWAN ゲートウェイ
時計を同期し、測距メッセージを受信する
Lansitec 屋内 LoRaWAN ゲートウェイは、イーサネット接続を内蔵しセットアップが簡単なため、屋内での導入に最適な製品です。さらに、オンボード Wi-Fi セットアップ (2.4 GHz Wi-Fi をサポート) があり、デフォルトの Wi-Fi AP モードで簡単に構成できます。
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UWB バッジ トラッカー
メッセージの受信と測距
Lansitec UWB バッジ トラッカーは、LoRaWAN および UWB テクノロジーを使用して設計されています。アンカーを使用して距離を計算し、その距離情報を LoRaWAN ゲートウェイに転送して、サーバー内での位置を計算します。精度は 10cm 程度です。
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UWB コンテナ トラッカー
メッセージの受信と測距
Lansitec UWB コンテナ トラッカーは、LoRaWAN および UWB テクノロジーを使用して設計されています。アンカーを使用して距離を計算し、その距離情報を LoRaWAN ゲートウェイに転送して、サーバーでの位置を計算します。精度は 10cm 程度です。
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UWB 資産管理トラッカー
メッセージの受信と測距
Lansitec UWB 資産管理トラッカーは、LoRaWAN および UWB テクノロジーを使用して設計されています。アンカーを使用して距離を計算し、その距離情報を LoRaWAN ゲートウェイに転送して、サーバー内の位置を計算します。精度は 10cm 程度です。
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