Разработка электроники для системы локального позиционирования
Помогли стартапу, разрабатывающему системы локального позиционирования на базе технологии широкополосного радио (UWB) разработать и произвести опытные образцы электроники для базовых станций (опорных маяков) и меток.
ПИРС
Заказчик
ООО «Пирс» разрабатывает программно-аппаратный комплекс для мониторинга персонала промышленных площадок, производственных помещений и режимных объектов для целей охраны труда и техники безопасности. В основе Пирс лежит технология сверхширокополосного радио (UWB), позволяющая позиционировать объекты с высокой точностью.
Задача
Разработать и произвести опытные образцы электроники для опорных маяков и меток.
О технологии UWB
На сегодняшний день в мире наиболее популярны системы позиционирования, работающие на базе глобальных навигационных систем (ГЛОНАСС, GPS, Beidou, Galileo). Основная проблема этих систем – они хорошо работают только на открытой местности, но если нужно позиционирование в закрытых помещениях, то они не подойдут. Для этих целей используются беспроводные технологии – Wi-Fi, BLE, Active RFID и Ultra-Wide Band (UWB).
UWB - Ultra-Wide Band
Преимущества UWB
Точность
По сравнению с Wi-Fi, Bluetooth и RFID, сверхширокополосная технология является более точной в определении местоположения устройств или объектов. Различают дальномерные (ToF) и разностно-дальномерные (TDoA) архитектуры построения навигационных систем, основанные на измерении времени распространения радиосигнала. При использовании нескольких антенн с помощью UWB можно также измерять угол прихода радиосигнала. Такие системы называют угломерными (AoA).
Типовые значения точности определения координат объектов с помощью UWB – десятки сантиметров, для Wi-Fi и Bluetooth – 5-10 метров.
Типовые значения точности определения координат объектов с помощью UWB – десятки сантиметров, для Wi-Fi и Bluetooth – 5-10 метров.
Отсутствие влияния на традиционные системы
UWB использует частоту 3,1-10,6 ГГц (в России - 2,85-10,6 ГГц) и характеризуется низким значением спектральной плотности мощности излучаемых радиосигналов, поэтому не создает помехи традиционным радиосистемам Wi-Fi и Bluetooth.
Устойчивость к многолучевому распространению
Одним из главных неблагоприятных факторов, оказывающим влияние на качество работы радиосистем внутри помещений, является многолучевость. Это совместный прием радиосигнала и его отраженной он потолка стен и других поверхностей копии. Данный эффект является основной причиной низкой точности определения координат с помощью узкополосных Wi-Fi, Bluetooth и RFID систем. В UWB используются короткие радиоимпульсы, благодаря чему их вероятность «наложения» на приеме очень низка.
Низкое потребление
UWB является технологией с низким энергопотреблением, что является ключевым фактором для мобильных устройств с точки зрения времени автономной работы и практической пригодности.
Сверхбыстрая работа
Для определения местоположения на основе Bluetooth требуется не менее двух секунд, а UWB значительно быстрее, что означает отсутствие задержек и бесперебойную работу. Технология UWB обеспечивает темп выдачи координат вплоть до 100 раз в секунду.
Решаемые задачи
Из-за своей специфики UWB отлично подходит для:
- контроля доступа или бесключевого доступа в помещения;
- охраны безопасности труда;
- контроля работы и простоя техники;
- маршрутизации внутри помещений;
- точного позиционирования для AR.
Разработанные устройства
Маяк
Маяк – это элемент инфраструктуры системы позиционирования. Маяки должны быть размещены по периметру рабочей площадки на стенах или потолке. Радиоизмерения всех маяков собираются на сервере, где осуществляется их обработка, вычисление координат меток и выдача информации потребителю.
Метка
Метка – это носимое устройство, которым оснащается отслеживаемый объект. Разработанные опытные образцы меток имеют форм-фактор USB флешки и предназначены для позиционирования техники, т.к. не имеют автономного источника питания.
Результаты
Компания «Третий пин» разработала составные части программно-аппаратного комплекса Peers - опытные образцы маяков и меток. В данный момент «Peers» проводит опытно-производственные испытания на площадках партнеров.
Пример работы ПАК в помещении.
Синяя траектория – результат первичной обработки UWB радиоизмерений.
Красная траектория – результат обработки с помощью алгоритмов траекторной фильтрации Peers.
Пример работы ПАК в помещении.
Синяя траектория – результат первичной обработки UWB радиоизмерений.
Красная траектория – результат обработки с помощью алгоритмов траекторной фильтрации Peers.
Отзыв заказчика
ООО «Третий Пин», как и наша компания, является членом Ассоциации Малых Конструкторских Бюро, и поэтому была привлечена к разработке прототипа программно-аппаратного комплекса «Пирс». В результате были разработаны опытные образцы опорных маяков и меток – радиоэлектронных устройств, составляющих аппаратную часть комплекса.
В результате совместной работы сотрудники «Третий Пин» показали высокий профессиональный уровень. Работа была выполнена качественно и в срок. В ходе работы между «Пирс» и «Третий Пин» в условиях сжатых сроков было организовано четкое взаимодействие и оперативное решение возникающих проблем.
Как генеральный директор компании «Пирс» могу порекомендовать «Третий Пин» как разработчика радиоэлектронных устройств за высокую квалификацию и компетенции, а также за гибкость и адаптивность в подходе к решению поставленных задач.
В результате совместной работы сотрудники «Третий Пин» показали высокий профессиональный уровень. Работа была выполнена качественно и в срок. В ходе работы между «Пирс» и «Третий Пин» в условиях сжатых сроков было организовано четкое взаимодействие и оперативное решение возникающих проблем.
Как генеральный директор компании «Пирс» могу порекомендовать «Третий Пин» как разработчика радиоэлектронных устройств за высокую квалификацию и компетенции, а также за гибкость и адаптивность в подходе к решению поставленных задач.
Александр Чугунов
Генеральный директор компании «Пирс»