关于扔板砖的案例,主要体现了 UWB 技术的“高速数据传输”的性能,而 UWB 的另一个特性是特别适合于测距和位置定位。
测距和位置定位,二者是不可分割的。要确定位置,和标定点之间的距离是必不可少的参数之一,我们经常所说的“三点确定位置”,就是这个道理,但是这个位置定位,仅仅局限在二维空间。
UWB 通过脉冲数据,TOF(Time of flight,飞行时间)原理,来计算定位基站和移动设备之间的距离,进而通过多组定位基站和移动设备之间的距离,计算移动设备的空间位置(TDOA 法,Time Difference Of Arrival)。
TDOA 定位法的原理非常简单,高中数学的范畴,我们知道,如果知道了移动设备与两个基站的距离差,那么这个移动设备必然位于以这两个基站为焦点的一条双曲线上。
通过测量定位信号从定位基站传播到移动设备的时间差,进而确定距离差,由距离差可以得到一条以这两个基站为焦点的双曲线。如果能测量到多组 TDOA 值,那么便可以得到多条双曲线,多条双曲线的交点即为移动设备的估计位置。
任何一种技术都只是理论,只有付诸应用,才能真正体现其生命力。
笼统来看, UWB 性能主要体现在高速数据传输和位置定位两方面。功能主要包括设备之间数据交互、自动访问控制、位置定位服务,应用场景主要包括消费电子、AR/VR、家居、工厂、停车、精准营销、医院、V2X 等。
从 FiRa 联盟对 UWB 技术的应用规划来看,UWB 应用主要适用于三大场景,出入管理、位置服务和设备间交流。
图片来源:FiRa 官网
三大应用场景主要针对智能家居和智能办公、智慧城市、智慧交通、消费电子、新零售、消费和医疗等领域。
无障碍出入管理(Hands-Free Access Control)是利用 UWB 技术,实现出入门禁管理,当人物靠近门禁时,自动感应、识别完成解锁,替代传统需互动接触的指纹、密码的应用场景;
位置服务(Location-Based Services)是基于 UWB 在多重路径下高穿透力的稳定传输性能, 实现室内精准定位和大数据分析;
设备互联互通(P2P Applications)则主要用于设备之间的数据互联互通,如视频电话会议、自动驾驶 V2X、AR/VR 游戏、远程支付等。