在大型購(gòu)物中心內(nèi)，顧客用手機(jī)便可以輕松獲知要去店鋪的精確坐標(biāo);旅客遇到登機(jī)口變化的情況時(shí)，通過(guò)電子登機(jī)牌的精確引導(dǎo)，可以自主找到該去的登機(jī)口……這是不久的將來(lái)，人們?cè)谌粘Ｉ钪惺褂肬WB(超寬帶)室內(nèi)定位技術(shù)的場(chǎng)景。
近日，成都精位科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)精位科技)發(fā)布國(guó)產(chǎn)首顆自主可控UWB定位芯片及模組，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在高精度定位芯片領(lǐng)域的空白。“UWB定位芯片的發(fā)布，為普通大眾帶來(lái)革命性的體驗(yàn)。”精位科技首席科學(xué)家、前沿技術(shù)研究院院長(zhǎng)潘錦告訴科技日?qǐng)?bào)記者。
用極窄脈沖傳輸數(shù)據(jù)避免信號(hào)分散
與室外環(huán)境相比，在室內(nèi)環(huán)境中感測(cè)位置信息并保持非常可觀的精度是極具挑戰(zhàn)性的，因?yàn)槭覂?nèi)有各種物體反射導(dǎo)致信號(hào)分散。“UWB作為室內(nèi)定位領(lǐng)域的一項(xiàng)新興技術(shù)，不需要使用傳統(tǒng)通信體制中的載波，而是通過(guò)發(fā)送和接收具有納秒或納秒級(jí)以下的極窄脈沖來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，從而具有GHz量級(jí)的帶寬。”潘錦說(shuō)。
與傳統(tǒng)的窄帶系統(tǒng)相比，超寬帶系統(tǒng)穿透力強(qiáng)、功耗低、抗多徑效果好、安全性高，因此可以很好地被應(yīng)用于室內(nèi)精確定位。
2017年，基于UWB技術(shù)的主動(dòng)式高精度定位系統(tǒng)問(wèn)世，實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境下厘米級(jí)的定位精度，但在向C端用戶(hù)推廣過(guò)程中，一直面臨設(shè)備小型化的瓶頸，因?yàn)镃端用戶(hù)使用系統(tǒng)只能局限在手機(jī)等移動(dòng)終端。
精位科技創(chuàng)始人、CTO嚴(yán)煒說(shuō)，之前分離電路產(chǎn)品的體積和功耗都比較大，難以集成到手機(jī)里去，導(dǎo)致UWB定位技術(shù)系統(tǒng)一直走不進(jìn)人們?nèi)粘Ｉ睢?/p>
打破室內(nèi)定位系統(tǒng)小型化瓶頸
如今，由分離搭建的電路過(guò)渡到芯片之后，體積呈幾十倍的下降，帶給定位應(yīng)用開(kāi)發(fā)充分的空間想象。記者在現(xiàn)場(chǎng)看到，芯片的尺寸非常小，只有5毫米左右。“該芯片是基于UWB技術(shù)的室內(nèi)定位射頻前端芯片。”潘錦介紹說(shuō)，為滿(mǎn)足室內(nèi)定位芯片小型化、高穩(wěn)定性及其電路功能的需求，芯片采用0.18微米射頻CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)工藝，集成SPI(串行外設(shè))接口，完成3G—4GHz寬帶脈沖調(diào)制信號(hào)的放大、濾波、包絡(luò)檢波、檢波后的脈沖基帶信號(hào)放大驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電路的高度集成和芯片工作模式配置及性能指標(biāo)的優(yōu)化。
“芯片的小型化，讓我們可以開(kāi)發(fā)出手機(jī)、智能手表在內(nèi)的一系列更小的智能終端，以構(gòu)建一個(gè)面向普通用戶(hù)使用的精確定位環(huán)境。”嚴(yán)煒說(shuō)，如今可以將芯片直接植入手機(jī)，服務(wù)器發(fā)送指令后，定位系統(tǒng)中所有信號(hào)發(fā)生器(基站)同步發(fā)射UWB定位信號(hào)，手機(jī)終端接收信號(hào)，在4G、5G這樣的通訊環(huán)境中，利用手機(jī)強(qiáng)大的硬件資源和計(jì)算能力進(jìn)行解算，獲得精確坐標(biāo)。嚴(yán)煒認(rèn)為，UWB定位芯片將原來(lái)僅用于室外的移動(dòng)終端引入到室內(nèi)，讓高精度定位實(shí)現(xiàn)廣域、全域的覆蓋。
UWB定位芯片精度更高、功耗更小
嚴(yán)煒表示，芯片取代分離器件的電路后，電路的噪音以及加工的偏差得到控制，使系統(tǒng)各項(xiàng)核心指標(biāo)都得到極大提高，綜合體現(xiàn)在精度和刷新率上，如今，定位精度由原來(lái)的±10厘米提高到±5厘米，刷新率由原來(lái)的8000Hz成倍提高到12000Hz以上。
“UWB定位技術(shù)的芯片化，也使得系統(tǒng)在低功耗的工作模式下，只會(huì)達(dá)到微瓦級(jí)的功耗，極大降低了之前搭建分離電路所帶來(lái)的額外功率損耗，延長(zhǎng)了終端應(yīng)用的待機(jī)時(shí)間和工作時(shí)間，讓UWB室內(nèi)定位技術(shù)可以更好地服務(wù)于移動(dòng)終端和C端用戶(hù)。”嚴(yán)煒總結(jié)道。(盛 利)
關(guān)鍵詞： 室內(nèi)定位技術(shù)
