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UWB技术

IPHONE11集成UWB功能,是杀人的黑科技还是个冷笑话
Date:2019-09-13 18:46 Views:

据天风国际分析师说iPhone 11、iPhone 11 Pro以及iPhone 11 Pro Max将内置UWB定位功能,这三款iPhone 11机型均会配备UWB,可与既有应用程序整合,比如苹果地图,实现室内定位服务。
分析师同时预测,苹果同时也会出货UWB标签,为iPhone室内提定位服务提供基础建设。因为目前苹果并未发布官方的信息,所以作为一个UWB从业多年的老兵,下面就从UWB技术本身分析下这种可行性。我认为作为研究行业的分析师,首先必须对技术本身有着一定的了解。UWB技术用于定位,业界比较流行和可行的方案是采用UWB定位基站+UWB定位终端,并通过软件对结果进行计算来获取相对的位置坐标。从本质上来说就是个室内的自己部署的GPS天基系统。这个和原来苹果推动的基于蓝牙ibeacon的定位技术有着非常大的区别,是天上地下,云和泥的差别。
目前的UWB定位就两种模式,一种是在室内空间中安装定位基站,最少三个。分布在空间的四周,通过定位终端发射脉冲信号和定位基站接受脉冲信号的时间差来算终端和基站之间的距离,通过这种计算方式可以算出一个定位终端到多个基站的距离,再通过公式可以获得定位终端的位置信息。需要了解定位原理的,请移步UWB定位原理但是这个位置信息是相对信息,是相对基站的信息,因此基站必须首先在定位空间中标注位置坐标XYZ。因此,用这种定位方式进行组网,需要有基站坐标的勘测工作。这个也是UWB系统在部署过程中最繁琐的部分,包括:
对室内空间进行矢量地图化,简单说就是对需要室内定位的空间和电子地图一一对应起来,使得地图上的每个点都有XYZ轴的坐标,和实际的空间对应。然后在实际的网络部署中,工程勘探人员用激光测距仪来做的,和修高速公路是一样一样的,画风是这样的:


 
因此,在这种情况下,假如,我们说假如苹果内置了UWB系统,如果要实现厘米级的高精度定位,那么光有个IPHONE11的手机是不够的,定位坐标的计算是在基站和定位系统侧,所以苹果需要同步对外推出相应的定位基站和定位系统,这个也是苹果有史以来没有做过的工作,个人认为,不符合苹果的作风,因此这个方案可预见性为零。
还有一种方法是采用多个阵列天线的UWB定位基站,实际上就是每个天线对应一个UWB的模块,这样形成了多通道的分级接受功能,通过每个天线收到的终端信号和方位角,用算法来进行定位即AOA定位。这种方法也是在基站和定位系统侧进行计算,但是和基于TOF/TDOA的算法有不一样的地方是,如果定位的空间非常小,就可以只装1个基站即可,和TOF/TDOA动则3-4个基站的部署有着极大的优势,可以用在比如行李箱自动跟随等应用。但是如果定位的空间比较大,那么基站数量的差距就不大了,所以没有本质的区别。根据对方案一的推演,也是不符合苹果的作风,可预见性为零。
 
第二种定位模式,基站发射脉冲信号,定位终端来接受信号,并进行计算。从逻辑上而言,这个比较相对更接近了苹果的风格,把计算位置的能力放到了手机上,前提在手机上安装了UWB芯片。但是同样的是,基站的数量还是没有变少,还是需要3-4个基站的分布在定位空间的周界上。通过基站发射脉冲信号的优势是这么可以省掉定位系统了,但是带来的问题是同步问题。其实最早的UWB解决方案就是基站发信号,终端来收,国外几家都是这样。看着好像和终端发信号基站来收一样,就是反一反,其实不然。因为最终的位置坐标的确定还是要基于飞行时间的,所以需要基站同时发信号,终端同时收到,这样的误差最小,否则如果有间隔,就会产生误差,比如在间隔内终端移动了位置等。这样就带来基站的同步的问题,而且UWB系统对时间同步的要求非常高,因此,在实际的方案里是引入了时间同步器这个设备,如果苹果需要推出苹果手机侧的UWB定位计算功能,那么光推出UWB定位信标/基站是不行的,还需要推出信标/基站时钟同步器来同步定位空间中的所有信标/基站的时间,这又是个什么鬼,玩笑开的有点大。而且基站部署勘点、电子地图制作等工作一件没少。即使谷歌良心发现,把地球上所有室内的地图都找人花钱生成一遍,当然实际可操作性为零。因为需要每幢楼,每间房屋的CAD图来生成和制作。即使把定位基站和室内地图去结合,也是要大力勘测工程人员去现场拿激光测距仪来量。

因此,IPHONE11支持UWB技术,可能是个冷笑话。从技术和实际上比较可行的还是配套一个基于AOA的定位基站,但是也不是做室内的高精度定位,是做行李箱、自动小车的自动跟随,毕竟这个就只需要多买一个设备,没有部署的麻烦。但是,请注意但是,如果只是AOA的角度定位,那么蓝牙5.0就是支持了。苹果手机一旦集成了蓝牙5.0,那么手机上就是可以支持AOA定位了,再卖一个设备,集成基于蓝牙5.0的天线阵列,放到行李箱上一样可以做行李箱自动跟随,价格还便宜,不占用IPHONE宝贵的空间,因为不用去集成UWB芯片啦。

所以IPHONE11集成UWB,大伙听听就行,可能就是个蓝牙高精度定位的方案,不干UWB什么事情,倒是搞的做UWB技术社区的人high了一把,到处的转发,霸屏。

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