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在當(dāng)今的科技領(lǐng)域中，超寬帶（UWB）技術(shù)憑借其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，正逐漸成為高精度空間感知的核心力量。UWB技術(shù)通過(guò)發(fā)射納秒級(jí)非正弦脈沖信號(hào)，為厘米級(jí)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(shí)間（ToF）與到達(dá)時(shí)間差（TDoA）。飛行時(shí)間算法的原理在于，通過(guò)精確測(cè)量UWB信號(hào)從發(fā)射端到接收端的傳播時(shí)間，由于光速是已知的常量，根據(jù)信號(hào)傳播時(shí)間乘以光速，就能精確計(jì)算出兩個(gè)模塊之間的距離。到達(dá)時(shí)間差算法則是利用多個(gè)基站接收信號(hào)的時(shí)間差來(lái)確定標(biāo)簽的位置。多個(gè)基站同時(shí)接收來(lái)自同一標(biāo)簽的UWB信號(hào)，由于標(biāo)簽到不同基站的距離不同，信號(hào)到達(dá)各基站的時(shí)間也不同，通過(guò)測(cè)量這些時(shí)間差，便可以計(jì)算出標(biāo)簽相對(duì)于基站的位置。
與藍(lán)牙、WiFi等傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)技術(shù)相比，UWB的優(yōu)勢(shì)顯著。藍(lán)牙和WiFi定位精度通常在米級(jí)，在一些對(duì)位置精度要求較高的場(chǎng)景中，往往難以滿(mǎn)足需求。而UWB技術(shù)憑借其納秒級(jí)的時(shí)間分辨率，能夠?qū)崿F(xiàn)厘米級(jí)的測(cè)距精度。并且，UWB信號(hào)具有超寬頻譜，通常超過(guò)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(xiàn)集成在一起，實(shí)現(xiàn)了芯片級(jí)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(jì)提供便利。同時(shí)，通過(guò)對(duì)天線(xiàn)設(shè)計(jì)的優(yōu)化以及內(nèi)部電路的合理布局，信號(hào)強(qiáng)度提升。這意味著在同樣的信號(hào)發(fā)射功率下，UWB能夠傳輸更遠(yuǎn)的距離，并且在復(fù)雜環(huán)境中保持更好的信號(hào)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(qiáng)大的應(yīng)用潛力，實(shí)現(xiàn)了從工業(yè)級(jí)到消費(fèi)級(jí)的廣泛覆蓋，為不同場(chǎng)景下的智能化升級(jí)提供了關(guān)鍵支撐。在智能小車(chē)跟隨場(chǎng)景中，飛睿智能UWB模塊展現(xiàn)出了卓越的動(dòng)態(tài)追蹤跟隨能力。無(wú)論是工業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)上的AGV小車(chē)，還是消費(fèi)級(jí)市場(chǎng)中的智能機(jī)器人，UWB技術(shù)都為它們賦予了精準(zhǔn)隨行的能力。
小車(chē)上的UWB節(jié)點(diǎn)動(dòng)態(tài)掃描信號(hào)，通過(guò)TOF原理測(cè)算與用戶(hù)設(shè)備的直線(xiàn)距離。通過(guò)精確測(cè)量信號(hào)從發(fā)射端到接收端的傳播時(shí)間，就能計(jì)算出兩者之間的距離。例如，當(dāng)用戶(hù)攜帶UWB標(biāo)簽移動(dòng)時(shí)，小車(chē)上的傳感器會(huì)不斷接收標(biāo)簽發(fā)出的信號(hào)，并根據(jù)信號(hào)傳播時(shí)間計(jì)算出距離。結(jié)合基站的觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)，運(yùn)用三邊測(cè)量法實(shí)時(shí)解算目標(biāo)坐標(biāo)。控制器基于坐標(biāo)偏差規(guī)劃路徑，實(shí)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(biāo)的位置變化，應(yīng)對(duì)復(fù)雜環(huán)境下的跟車(chē)需求。在工業(yè)場(chǎng)景中，AGV物流車(chē)的高效協(xié)作至關(guān)重要。通過(guò)UWB測(cè)距定位，AGV物流車(chē)可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同作業(yè)。每輛AGV車(chē)上都安裝有UWB模塊，它們之間通過(guò)UWB信號(hào)進(jìn)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(shí)現(xiàn)高效的物料運(yùn)輸。同時(shí)還可以避免車(chē)輛之間的碰撞，提高運(yùn)輸效率，相較于傳統(tǒng)的物流運(yùn)輸方式，可提升產(chǎn)線(xiàn)物料運(yùn)輸效率。
UWB芯片模組的應(yīng)用，為智能門(mén)鎖帶來(lái)了無(wú)感解鎖和安全保障。當(dāng)攜帶UWB標(biāo)簽的用戶(hù)進(jìn)入預(yù)設(shè)的安全范圍時(shí)，智能門(mén)鎖模塊通過(guò)TOF算法驗(yàn)證實(shí)時(shí)距離。它會(huì)精確測(cè)量信號(hào)從UWB標(biāo)簽到門(mén)鎖模塊的傳播時(shí)間，從而確定用戶(hù)與門(mén)鎖的準(zhǔn)確距離。結(jié)合動(dòng)態(tài)加密技術(shù)，每次通信都會(huì)生成唯一的加密密鑰，對(duì)信號(hào)進(jìn)行加密傳輸，防止信號(hào)中繼攻擊。與傳統(tǒng)藍(lán)牙的廣域解鎖不同，UWB厘米級(jí)定位可精準(zhǔn)識(shí)別門(mén)前停留狀態(tài)。同時(shí)，由于其高精度定位和加密技術(shù)，也避免了遠(yuǎn)程偽造風(fēng)險(xiǎn)，構(gòu)建了“靠近即解鎖，離開(kāi)即設(shè)防”的無(wú)感交互體驗(yàn)。
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(wèn)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(qián)包或?qū)櫸镯?xiàng)圈等物品中。它通過(guò)與手機(jī)APP綁定，當(dāng)物品超出預(yù)設(shè)安全距離時(shí)，手機(jī)立即發(fā)出聲光警報(bào)，提醒用戶(hù)物品可能丟失。同時(shí)，APP實(shí)時(shí)顯示物品位置坐標(biāo)，用戶(hù)可以通過(guò)導(dǎo)航快速找到丟失的物品。防丟器還支持歷史軌跡回溯，用戶(hù)可以查看物品在過(guò)去一段時(shí)間內(nèi)的移動(dòng)軌跡，幫助回憶物品可能丟失的地點(diǎn)，解決了室內(nèi)復(fù)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(dú)特的優(yōu)勢(shì)，為用戶(hù)帶來(lái)新的交互體驗(yàn)。UWB芯片模組集成到達(dá)角度（AOA）算法，可識(shí)別設(shè)備指向方向。在智能家電遙控場(chǎng)景中，用戶(hù)只需將攜帶UWB模塊的設(shè)備指向目標(biāo)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(hù)無(wú)需再局限于特定的角度和距離進(jìn)行操作，更加方便快捷。而且，它支持多設(shè)備連接與精準(zhǔn)區(qū)分，用戶(hù)可以控制多個(gè)智能家電，并且不會(huì)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(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸。在AR設(shè)備實(shí)時(shí)交互中，低延遲的數(shù)據(jù)傳輸可以確保虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的實(shí)時(shí)同步，提升用戶(hù)的沉浸感和交互體驗(yàn)。
飛睿智能通過(guò)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(jiān)實(shí)的保障。當(dāng)厘米級(jí)精度成為設(shè)備交互的底層語(yǔ)言，從無(wú)感解鎖的智慧家門(mén)，到如影隨形的智能小車(chē)，再到不丟失的重要物品，技術(shù)的溫度正藏在精準(zhǔn)之中。隨著UWB技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷創(chuàng)新，UWB超寬帶技術(shù)將為人們的生活帶來(lái)更多的便利和驚喜。