PDOA的角度測量:是UWB幾乎獨有技術優勢,PDOA采用兩個間距很小的接收天線實現目標的到達角的測量;相比其他AOA技術路線,UWB的PDOA可以實現錨點基站更小型化,同時具備UWB的TOF高精度測距優勢,得到角度+高精度測距的位置空間感知;
UWB AOA/PDOA最早被大家廣泛認知的產品就是蘋果的AirTAg,但是AirTag并十分成功,反而簡單便宜的藍牙防丟器(10元左右)更受到市場的青睞;后續小米的智能音箱以及智能家居“一指連”的概念,也沒有真正把UWB PDOA市場烘托出來;
包括智能地鎖、割草機器人、以及電子支付等等,都沒有看到大面積推廣;后來也有廠家在跟隨行李箱等跟隨車場景,采用UWB AOA/PDOA,目前看這塊市場也依然沒有被市場廣泛認可;
總而言之,UWB AOA/PDOA 在2C側應用目前并不成功
UWB AOA/PDOA到底能解決什么問題
UWB的PDOA技術十分特別,AOA技術藍牙等技術都有,但是PDOA技術可以說是UWB獨有的。
UWB的PDOA技術最大特點就是能夠實現非常小型化的設備,實現設備間精準測距和精準角度測量;
從村田的2AB的產品資料可以看到,UWB的PDOA測距精度10厘米以內,角度測量精度5度以內;2AB模組尺寸僅有10.5 × 8.3 × 1.44 mm,可在-40℃至85℃溫度范圍工作;此外2AB采用的是DW3120,支持CH9,符合國家UWB使用新規;
我司已經基于2AB開發了兩類定位標簽以及對于的基站,支持TDOA定位和PDOA定位;
UWB AOA或者PDOA應該重點著眼10米以內,圍繞設備之間或者設備和人之間的精準測距+精準測角的場景應用;
工業現場人、車及物近距離(10米以內)精準測距+精準測角;
和雷達相比、和激光相比、RFID相比、紅外相比,UWB對于惡劣環境的容忍度以及高精度都要強,同時在設備小型化上也有優勢;
設備和人之間安全距離
機械臂和工作人員安全距離和角度的安全控制
跟隨車應用:人和車的安全距離及角度控制
無人機跟隨:人和無人機的安全距離以及角度控制
設備之間安全距離
叉車防碰撞:叉車之間測距以及測角的安全管理控制
無人機編隊:基于無人機之間測距及測角的拓撲控制及領航跟隨
多智能體協同:智能體之間測距以及測角的拓撲管理
跟隨車、無人機、多智能體協同
位置空間感知所有微型機器人重要的技術環節,基于UWB實現協同體之間的數據通訊、以及高精度TOF測距以及PDOA的角度測量,代替復雜的視覺位置感知,同時解決高速數據通訊和空間位置感知,成本和功耗都將更具優勢。
為啥選擇2AB模組開發UWB PDOA產品
目前國內廠家UWB PDOA的方案,多采用兩個DW1000的方案;
方案的局限性:首先需要兩片DW1000,硬件設計無法和高集成度的2AB相比,其次DW1000本身不支持CH9,沒有辦法符合國家UWB使用新規;
Murata還有另外一系列的UWB模塊Type 2AB,該模塊設計為超小型、高品質、低功耗的UWB模塊,非常適合小型與電池供電的物聯網設備和應用。Type 2AB采用Qorvo DW3110/3120 UWB芯片組,支持Ch 5與9兩個UWB頻帶,以及Bluetooth LE 2.4GHz,具有集成Nordic nRF52840芯片的無主機模塊,它還具有用于喚醒UWB和更新固件的低功耗藍牙(BLE)功能,已經集成3軸傳感器可用于節省電池的功耗,并嵌入了UWB和MCU的參考時鐘。
Type 2AB超小型、高度集成的UWB模塊,其方形面積比芯片直接封裝(CoB, Chip On Board)解決方案小75%,每個器件的頻率、Tx功率和天線延遲都經過校準,并支持多天線設計和評估,可為客戶的產品開發做出貢獻。
Murata Type 2AB采用ARM Cortex-M4中央處理器內核,內置1MB閃存與256KB內存,支持UWB 6250 MHz ~ 8250 MHz,支持外接天線,但不含射頻連接器與天線,采用LGA封裝與SMT安裝,尺寸僅有10.5 × 8.3 × 1.44 mm,可在-40℃至85℃溫度范圍工作,VDD1、VDD2和VDDMCU的電源電壓介于2.5V ~ 3.6V,VUSB的電源電壓則介于4.35V ~ 5.0V,支持藍牙5.2,內置USB、UART、SPI、I2C主機接口,通過FCC/IC/MIC(日本)認證與ETSI報告,符合ISO9001規范。
審核編輯 黃宇
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