UWB是什么? UWB(Ultra-Wide Band)即超宽频技术,是一种无线载波通信技术,它不采用正弦载波,而是利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据,因此其所占的频谱范围很宽。 UWB技术起源于20世纪60年代,美国军方开发UWB技术用于雷达系统等系统。随着冷战的结束,UWB技术逐渐转向民用发展,我们较熟悉的就是无线电脉冲通信。 UWB能通过无线电波使多个UWB设备在4-12英寸(10至30厘米)范围内确认相互之间的位置,可用于实现设备之间的短距离数据传输,通过UWB设备之间的测距实现定位,以感知自身的空间位置。 有专家指出,未来的UWB的核心发展方向仍然是雷达类应用,即定位和指向控制,UWB技术可以成为搭建未来智慧化生活的基础。 UWB基站和标签 图片来源:恒高,知乎 看看UWB的基站和标签的盒子,多少觉得基站和标签应该是两个不同的设备,但实质上他们确实一样的,都是集成了UWB芯片+天线的的硬件设备,外形上的不一样有点被欺骗的感觉
所以,将注意力转移到了UWB技术。超宽带技术能够实时处理环境信息,如位置、移动及其与UWB设备间的距离,这些信息已精确到几厘米,这为系统增添了空间感知能力,从而将推动一系列激动人心的新应用的开发。 那么关于UWB一些基本概念和大概原理,请参考NXP公司的这篇文章。 深度解读UWB技术:厘米级安全实时定位是如何实现的? 至于目前做的比较好的厂家,可以参考知乎上的一篇帖子: 后来Ubisense在剑桥大学实验室研究发现UWB的非载波脉冲,非常适合用来做无线电定位研究,并于2003年成立公司推出了正式的定位产品,成为UWB 解决射频部分的问题,国内的北京(高校系)、无锡(国家物联传感基地系)、成都(电子科大系)、深圳(RFID系)等公司(诸如清研、沃旭、恒高、联睿、品铂......基本都是14年以后注册成立的公司),才开始了对UWB https://www.zhihu.com/question/55503992 目前感觉NXP联合三星公司在大力推广UWB技术。后期会持续关注UWB技术,并分享相关文章。
UWB(Ultra-Wideband)案例分析:基于UWB的室内定位系统 案例背景 超宽带(UWB)是一种短距离无线通信技术,具有高精度定位能力,常用于室内定位、资产跟踪和导航。 本案例实现一个简单的 UWB 室内定位系统,使用基站与移动标签(Tag)通信计算位置信息。 需求说明 定位精度:厘米级。 标签设备:通过 UWB 与基站通信,并广播自己的位置请求。 基站:多个 UWB 基站参与定位,通过三角定位算法计算标签的位置。 平台:基于 Decawave DWM1000 模块,使用 STM32 进行开发。 实现思路 使用 DWM1000 模块搭建 UWB 通信。 移动标签发送测距请求,基站之间协同完成时间差测距(TDoA)。 基站将测距数据上传到 PC,计算标签的二维/三维位置。 总结 本案例展示了基于 UWB 的简单室内定位系统的实现,包括标签、基站和定位引擎部分。
UWB无线定位系统抽象看是由三部分组成:UWB解算中心、UWB定位基站、待测节点,下面对每一部分的工作原理作简单介绍。 UWB 解算中心视作整个UWB定位系统的大脑,是数据处理和整个的中心,也有叫做UWB定位引擎和UWB软件后台。 在实施定位时,UWB解算中心会制定利于数据采集的定位基站。待测节点是指需要确定位置信息的节点。根据系统复杂度与定位方法的不同,待测节点的工作方式分为两种:发射信号或反射信号。 当处在发射信号模式时,待测节点需要有UWB信号发射器,其主动地向已知节点发送信号,已知节点对信号进行简单的处理,将得到的定位相关信息转发给控制中心,最终得到定位坐标,缺点就是因为未知节点需要携带 UWB 又称为已知节点,是整个 UWB无线室内定位系统的主要实践者。定位基站上面集成了发射与接收信号的两种模块。
本文回顾UWB用于定位的基础理论和网络拓扑结构。。。。 英文原文请参考www.qorvo.com 感谢wps自动翻译系统。
3. 收到主站回复的SYNC ,以及包括主站的tick,则同步tick,计算主站到从站的距离,如果超过400m(避免超过区域的主站交叉覆盖的情况发生),则设置自己为主,否则设置为从站;
3. 收到主站回复的SYNC ,以及包括主站的tick,则同步tick,计算主站到从站的距离,如果超过400m(避免超过区域的主站交叉覆盖的情况发生),则设置自己为主,否则设置为从站;
苹果去年9月发布iPhone 11,该机型首次内置了UWB(Ultra Wide Band,超宽带)技术,彻底点燃了UWB技术市场。UWB这项隐姓埋名多年的技术,终于迎来它生机勃勃的春天。 与Wi-Fi、5G这些家喻户晓的技术词汇相比,若非行业人士,估计很少有人对UWB有所耳闻,UWB到底为何许人?它过去在干什么?为什么突然火了? UWB,守得云开见月明 1960年代,人们首次开发出UWB,应用一直局限于军事、雷达定位及测距等方面。 在这个方面,UWB与Wi-Fi产生了直接竞争,但Wi-Fi很快让UWB的数据传输功能相形见绌。UWB在数据传输应用中败走麦城。 直到2002年,UWB才获得FCC批准,用于民用和商用通信。 2019年苹果手机集成UWB,好似灭霸的响指,手机成为开启UWB 消费级市场的金钥匙。
来源:技术让梦想更伟大 作者:李肖遥 UWB服务将会越来越多,生活中的应用也越来越广泛,所有这些都利用了 UWB 独特的精细范围能力,如果我们停留在用户层面,所有用例本质上都依赖于三个核心服务。 例如在家或车库,使用 UWB 设置,只需靠近门,它就会打开,当我们远离预定位置,它就会锁上,基于 UWB 的解决方案可跟踪我们的方法,验证安全凭证,并让我们无需先停下来轻按即可通过,它基本上是科幻小说的现实 用于免提访问的 UWB 是完全自由的移动,而不会影响安全性,识别过程在瞬间发生,只有当用户和凭证都在场并从“外面”走向门口时,门才会解锁,因此没有适当身份和许可的人无法进入。 UWB 技术为室内环境带来了具有更高准确度的 GPS 式定位功能,即使在拥挤的多路径信号环境中,UWB 也能提供高度精确的定位,并且可以穿过墙壁、机械和其他障碍物。 因此,UWB 可以更轻松地在机场和购物中心等大空间中导航,并让我们更轻松地在多层停车场中找到我们的汽车。
UWB技术具有天然的安全性能,UWB信号的功率谱密度低于自然的电子噪声的功率谱密度。UWB的时间戳测距原理使得UWB几乎不可能通过被截获复制的方法伪造出自己的位置。 图片全迹科技将其行业首创、已获专利授权的UWB-AOA单基站定位系统引入UWB数字钥匙场景。该产品可将UWB数字钥匙单车锚点数量从5个降低到最少1个(车内部署1个UWB-AOA),目前处于内测阶段。 说白了就是全迹科技实现了更加“简洁、便捷”的UWB数字车钥匙方案。相关人士透露全迹科技UWB车用产品目前已经获得部分主机厂和tier1的意向订单。 时至今日UWB技术开始加速融入人们日常的生产生活,越来越多的汽车/手机引入UWB技术。 随着UWB生态的持续完善UWB的技术使用成本也会越来越低,加之车联网及智能化的发展普及,不久的将来UWB数字钥匙将会成为标配,特别是在一些主打智能化的车型上。
从做这个产品开始,就一直在坑里趴着,DW1000寄存器多且不那么好理解,摸了快一年了,好多配置还是一知半解。
蓝牙+UWB钥匙第三代:UWB钥匙+蓝牙+NFC,特点是定位精度更高客户体验更好,因为UWB可以实现厘米级的测距定位感知,UWB还具备天然的安全性能。 走进UWB数字钥匙的功能体验手机钥匙无感进出例如:车主只需携带UWB数字钥匙的手机靠近车辆即可自动识别。 汽车数字钥匙共享UWB数字钥匙成本利器UWB-AOA单锚点市场上大多数UWB数字钥匙方案需要在车内部署多个UWB锚点,全迹科技UWB-AOA单锚点技术仅需一个锚点,安装于车辆内顶棚、内后视镜附近,即可穿透玻璃实现精确定位 Finding Market Analysis》全迹科技UWB-AOA(UbiTraq single UWB anchor)被作为一项独立技术,与传统UWB、蓝牙钥匙并列被单独预测其出货量与市场占有率 现在UWB汽车钥匙已成为中高端车型的标配,相信在未来,随着整个行业标准的成熟完善以及上游UWB芯片的规模化成本降低,UWB数字钥匙将会由高中端车型向所有车型普及,整个市场处于蓝海发展期。
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) 没错,这个UWB,就是去年9月11日苹果发布iPhone11的时候,同步推出的那个UWB。 当时,iPhone11全系搭载了支持UWB技术的U1芯片。 可供选择的技术,就包括Wi-Fi,蓝牙,UWB等。 什么是UWB Wi-Fi和蓝牙大家都比较熟悉。UWB是什么呢? UWB,就是Ultra Wideband,超宽带技术。 UWB和其它定位技术的对比 目前,常用的UWB测距方法有三种,分别是: (1)TOF(Time of flight):通过测量UWB信号在基站与标签之间飞行的时间来实现测距。 限于篇幅,我们将在后续详细介绍UWB的算法原理。 UWB的产业发展 在2002年以前,UWB被广泛用于军事方面的用途。 此后,UWB技术进入了高速发展期,各种技术方案围绕着UWB国际标准的制定也展开了激烈的竞争。 2007年,IEEE在802.15.4a标准中对UWB技术进行了标准化。
陀螺仪:用于测量物体绕轴线旋转的角速度,感知物体姿态,原理基于旋转惯性、科里奥利效应,遵循角动量守恒,有对应物体横滚、俯仰、偏航方向的三个轴 超宽带技术(UWB):基于带宽大于 500 MHz 或频谱占比超 Difference Of Arrival, TDOA):通过对信号从同一个信号源传至多个接收器过程中的时间差进行测量来实现定位 到达角度(Angle of Arrival, AOA):利用测量信号到达 UWB 激光惯性lio因子:前面用 IEKF 实现了激光雷达与 IMU数据的紧耦合为前端里程计,定义因子为: UWB测距因子: 全局点云优化: 预处理后的新点云与全局地图点云匹配后,将新点云融入全局地图, 测距:使用滑动窗口去极值取均值算法,减缓非视距及多径效应的干扰 UWB基站布局:经过实验测试,最终选择4基站的矩形结构布置,并尽可能保证在同一竖直高度上,这样可以让定位标准差相对更小。 使用因子图融合:全局因子图优化框架由激光惯性里程计因子与 UWB 测距因子联合构成。
这个决定是有意义的,因为UWB带来了高精度的位置感知和需要防止恶意攻击的安全级别。 为什么选择UWB呢? UWB结合了高精度定位(实现厘米级精度)和安全性,因此是未来PKE和PEPS应用的首选技术。 到达角(AoA)通过确定信号的到达方向增加了另一层空间感知,与其他依赖于测量信号强度来评估距离的技术相比,UWB提供了更高程度的准确性和安全性 精度 UWB通信由UWB Keyfob(也称为Tag)和车载 UWB Anchor之间的消息交换组成,飞行时间测量使用UWB消息中的特定字段作为时间戳来计算距离。 此外,UWB的工作频率范围很宽(3.1至10.6 GHz),因此可以选择一个远离蓝牙或Wi-Fi系统干扰的信道。
还好硬件同事不甩锅,发现硬件PA的问题,重新修改了一版硬件后,确实丢包率下来了好多,还是需要有一群靠谱的伙伴;
DW1000跟MCU之间是通过SPI读写完成数据交互,如果SPI数据读写有延迟,对基站吞吐量的影响是很大的,最近一次,分析标签完成一次测距时间比较长,耗时5ms左右,分析完,就找到了SPI读写过程中的问题,当然也有选用MCU自身主频低的因素在里面;
隧道UWB定位系统的兴起,是传统定位技术失效与隧道复杂高危环境对精准位置信息迫切需求之间的矛盾。
图片图片图片四、硬件参数(1) 定位基站IBS-U1000是基于UWB (超宽频)技术的定位锚点。 产品集成了先进的UWB 射频模块,与定位标签及计算引擎配合可以实现高精度定位,高定位精度达到30 厘米,先于其他无线技术定位产品。该锚点高精度,高功率,具有非常高的性价比。 图片IBS-U1000除集成UWB 的射频模块以外,还整合了802.11N 2x2 AN 高功率Wi-Fi射频单元。除有线回传数据外,还支持用Wi-Fi回传数据或Wi-Fi AP覆盖功能。 (2) 定位标签ITG-U5200是一款高功率UWB定位标签,尺寸如卡片大小,内置三轴加速度传感器,定位精度高达30厘米。