在當今的科技領(lǐng)域中,超寬帶(UWB)技術(shù)憑借其獨特的優(yōu)勢,正逐漸成為高精度空間感知的核心力量。UWB技術(shù)通過發(fā)射納秒級非正弦脈沖信號,為厘米級定位精度提供了技術(shù)基礎(chǔ)。其核心算法主要基于飛行時間(ToF)與到達時間差(TDoA)。飛行時間算法的原理在于,通過精確測量UWB信號從發(fā)射端到接收端的傳播時間,由于光速是已知的常量,根據(jù)信號傳播時間乘以光速,就能精確計算出兩個模塊之間的距離。到達時間差算法則是利用多個基站接收信號的時間差來確定標簽的位置。多個基站同時接收來自同一標簽的UWB信號,由于標簽到不同基站的距離不同,信號到達各基站的時間也不同,通過測量這些時間差,便可以計算出標簽相對于基站的位置。
與藍牙、WiFi等傳統(tǒng)無線技術(shù)相比,UWB的優(yōu)勢顯著。藍牙和WiFi定位精度通常在米級,在一些對位置精度要求較高的場景中,往往難以滿足需求。而UWB技術(shù)憑借其納秒級的時間分辨率,能夠?qū)崿F(xiàn)厘米級的測距精度。并且,UWB信號具有超寬頻譜,通常超過500MHz,這使得它在多徑干擾環(huán)境下仍能保持定位穩(wěn)定性。飛睿智能UWB芯片模組,將射頻前端、基帶處理器與AIP封裝天線集成在一起,實現(xiàn)了芯片級的微型化。這種集成方式使得芯片的體積更小,為小型化智能設(shè)備的設(shè)計提供便利。同時,通過對天線設(shè)計的優(yōu)化以及內(nèi)部電路的合理布局,信號強度提升。這意味著在同樣的信號發(fā)射功率下,UWB能夠傳輸更遠的距離,并且在復雜環(huán)境中保持更好的信號穩(wěn)定性,使得設(shè)備能夠具備高精度的定位功能。
飛睿智能UWB芯片模組憑借其卓越的技術(shù)特性,在眾多領(lǐng)域展現(xiàn)出強大的應(yīng)用潛力,實現(xiàn)了從工業(yè)級到消費級的廣泛覆蓋,為不同場景下的智能化升級提供了關(guān)鍵支撐。在智能小車跟隨場景中,飛睿智能UWB模塊展現(xiàn)出了卓越的動態(tài)追蹤跟隨能力。無論是工業(yè)生產(chǎn)線上的AGV小車,還是消費級市場中的智能機器人,UWB技術(shù)都為它們賦予了精準隨行的能力。
小車上的UWB節(jié)點動態(tài)掃描信號,通過TOF原理測算與用戶設(shè)備的直線距離。通過精確測量信號從發(fā)射端到接收端的傳播時間,就能計算出兩者之間的距離。例如,當用戶攜帶UWB標簽移動時,小車上的傳感器會不斷接收標簽發(fā)出的信號,并根據(jù)信號傳播時間計算出距離。結(jié)合基站的觀測數(shù)據(jù),運用三邊測量法實時解算目標坐標??刂破骰谧鴺似钜?guī)劃路徑,實現(xiàn)高精度的跟隨,支持高頻位置刷新,能夠快速響應(yīng)目標的位置變化,應(yīng)對復雜環(huán)境下的跟車需求。在工業(yè)場景中,AGV物流車的高效協(xié)作至關(guān)重要。通過UWB測距定位,AGV物流車可以實現(xiàn)協(xié)同作業(yè)。每輛AGV車上都安裝有UWB模塊,它們之間通過UWB信號進行通信和定位,能夠精確地控制彼此之間的距離和位置,從而實現(xiàn)高效的物料運輸。同時還可以避免車輛之間的碰撞,提高運輸效率,相較于傳統(tǒng)的物流運輸方式,可提升產(chǎn)線物料運輸效率。
UWB芯片模組的應(yīng)用,為智能門鎖帶來了無感解鎖和安全保障。當攜帶UWB標簽的用戶進入預設(shè)的安全范圍時,智能門鎖模塊通過TOF算法驗證實時距離。它會精確測量信號從UWB標簽到門鎖模塊的傳播時間,從而確定用戶與門鎖的準確距離。結(jié)合動態(tài)加密技術(shù),每次通信都會生成唯一的加密密鑰,對信號進行加密傳輸,防止信號中繼攻擊。與傳統(tǒng)藍牙的廣域解鎖不同,UWB厘米級定位可精準識別門前停留狀態(tài)。同時,由于其高精度定位和加密技術(shù),也避免了遠程偽造風險,構(gòu)建了“靠近即解鎖,離開即設(shè)防”的無感交互體驗。
在日常生活中,物品丟失是一件讓人煩惱的事情。UWB防丟器,為解決這一問題提供了有效的方案。UWB防丟器體積小巧,可輕松嵌入鑰匙扣、錢包或?qū)櫸镯椚Φ任锲分?。它通過與手機APP綁定,當物品超出預設(shè)安全距離時,手機立即發(fā)出聲光警報,提醒用戶物品可能丟失。同時,APP實時顯示物品位置坐標,用戶可以通過導航快速找到丟失的物品。防丟器還支持歷史軌跡回溯,用戶可以查看物品在過去一段時間內(nèi)的移動軌跡,幫助回憶物品可能丟失的地點,解決了室內(nèi)復雜環(huán)境下的丟物難題。
飛睿智能UWB芯片模組在指向性遙控和數(shù)據(jù)傳輸方面也展現(xiàn)出了獨特的優(yōu)勢,為用戶帶來新的交互體驗。UWB芯片模組集成到達角度(AOA)算法,可識別設(shè)備指向方向。在智能家電遙控場景中,用戶只需將攜帶UWB模塊的設(shè)備指向目標設(shè)備(如電視、空調(diào)),就能觸發(fā)操作。與傳統(tǒng)紅外遙控相比,這種方式提升了控制范圍,用戶無需再局限于特定的角度和距離進行操作,更加方便快捷。而且,它支持多設(shè)備連接與精準區(qū)分,用戶可以控制多個智能家電,并且不會出現(xiàn)操作混淆的情況。利用UWB的500MHz超寬頻譜,飛睿智能UWB芯片模組可實現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸。在AR設(shè)備實時交互中,低延遲的數(shù)據(jù)傳輸可以確保虛擬場景與現(xiàn)實場景的實時同步,提升用戶的沉浸感和交互體驗。
飛睿智能通過芯片模組方案的全鏈條布局,為UWB技術(shù)的廣泛應(yīng)用提供了堅實的保障。當厘米級精度成為設(shè)備交互的底層語言,從無感解鎖的智慧家門,到如影隨形的智能小車,再到不丟失的重要物品,技術(shù)的溫度正藏在精準之中。隨著UWB技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用場景的不斷創(chuàng)新,UWB超寬帶技術(shù)將為人們的生活帶來更多的便利和驚喜。