T定位服務(wù)背后的技術(shù)持續(xù)改變著我們工作、娛樂和聯(lián)系方式。在 GPS 的推動下，送貨到家的電子商務(wù)零售業(yè)呈現(xiàn)爆炸式增長，讓我們無需再為購物東奔西跑。Wi-Fi 幫助提高了定位的準確性。藍牙? 技術(shù)用在汽車中以后，在車主靠近汽車幾米的距離內(nèi)，車門會自動打開。而超寬帶 (UWB) 技術(shù)的厘米級精度使定位和通信精度都達到新的水平，令以前的這些技術(shù)都望塵莫及。UWB 是 Noccela 等公司提供的微定位服務(wù)背后的儀器技術(shù)，將以我們無法想象的方式持續(xù)影響我們的生活。

助力工業(yè)數(shù)字化

Noccela 從 2014 年開始研究用于工業(yè)應(yīng)用的微定位技術(shù)。在通過工業(yè) 4.0、智能工廠和精益計劃實現(xiàn)工業(yè)運營數(shù)字化時，亞米到厘米級微定位非常關(guān)鍵。流程優(yōu)化和安全是大多數(shù)工廠首要考慮的兩大因素。通過將人、事件、時間和位置信息與人員、工具、物資、貨品和機器進行實時關(guān)聯(lián)，讓雙方都保持信息暢通?？偠灾?，提高效率的最佳方式之一就是，先弄清楚瓶頸在哪里。想要找回擺錯位置的工具、棧板或車輛，最有效的方式是先確定它們目前的確切位置。而要讓工人和機器之間保持安全距離，最佳方式則是實時精準掌握彼此的位置?；?UWB 的微定位服務(wù)可以實時提供這些信息，允許系統(tǒng)即時測量、分析和發(fā)出提醒。而 Noccela 在該領(lǐng)域具備深厚的專業(yè)知識。

為了構(gòu)建工業(yè)級解決方案，Noccela 的工程師們研究了 Bluetooth? low energy (LE) 和 UWB，發(fā)現(xiàn) Bluetooth LE 在高精度定位能力方面存在限制，主要是 Bluetooth LE 的接收信號強度指示器 (RSSI) 方法。它會受到多路徑，以及來自物體和金屬機器的干擾影響，無法在工業(yè)和其他環(huán)境中提供可靠、精準的物體測距和定位。但 UWB 可以。

UWB 如何助力實現(xiàn)如此高的精度等級

在測距和定位方面，UWB 不像窄帶 Wi-Fi 和 Bluetooth LE 那樣易受影響。在錨點和標簽之間通信時，UWB 通信組件使用極低的信號發(fā)送功率，輻射更大的范圍帶寬，提供比窄帶信號更快的脈沖上升和下降時間。

精心布置的錨點會提供被標記物體的不同距離。在已知錨點的準確位置的情況下，可以精準確定該物體在二維和三維空間內(nèi)的位置。

雙向測距 (TWR) 和到達時間差 (TDoA) 測距方法可以消除墻面和機器反射對信號響度的影響。其他 UWB 測距方法包括到達相位差 (PDoA) 和反向 TDoA (RTDoA)，為不同類型的部署提供優(yōu)勢。參見圖 1。

Figure 1: Secure two-way ranging between UWB tag and anchor.

Noccela 的微定位

采用 Noccela 解決方案時，錨點就是在本地或云中運行的定位引擎的網(wǎng)關(guān)，會實時保存定位數(shù)據(jù)。錨點通過以太網(wǎng)線纜或 Wi-Fi 連接至網(wǎng)絡(luò)。一旦錨點獲得網(wǎng)絡(luò)連接，它們會建立 VPN 通道，通向運行指定定位引擎的主機。這些錨點將數(shù)據(jù)發(fā)送給定位引擎，后者控制自身分配到的錨點和標簽。必要時，數(shù)據(jù)可以通過固定連接或申請到的連接實施傳輸。

定位引擎也會自動校準錨點位置，簡化和加快安裝過程。強大的接入點接口 (API) 能實現(xiàn)與門戶網(wǎng)站、服務(wù)和第三方解決方案的連接，例如 Kafka 等傳輸引擎、安全警示系統(tǒng)、流程優(yōu)化引擎，甚至完整的數(shù)字孿生技術(shù)。參見圖 2。

圖 2：Noccela 系統(tǒng)架構(gòu)

物體跟蹤助力奪冠

Noccela 的 HPR 屬于創(chuàng)新技術(shù)，使用 TWR 和 TDoA 方法來提升精度和覆蓋范圍。HPR 的每個錨點可以覆蓋 500 平方米范圍，與其他解決方案相比，需要的錨點數(shù)更少，但能對以高達 60 km/h 速度移動的物體提供高達兩厘米級精度的定位。這種覆蓋范圍和高速下的精度在進行體育運動分析時非常有利，Noccela 解決方案幫助體育運動團隊將競技水平提升到新的高度。

足球場一般為 105 米長，68 米寬。體育館一般不設(shè)頂棚，再加上物體可能會與場館上空的錨點發(fā)生碰撞，導致無法在場館周圍以外的位置部署錨點。Noccela 的 HPR 解決方案使用 16 個錨點覆蓋整個球場，這些錨點部署在球場周邊，仍然能夠提供高度精準的 3D 定位。

相比更為復雜的 UWB 安裝，使用少量精度更高的錨點即可為 Noccela 的客戶提供所需的精度，且成本更低。如此還可以更快完成部署：許多安裝一般可以在一到兩天內(nèi)完成。.

Noccela 的解決方案提供點對點跟蹤解決方案，通過每隊一個錨點的分配方式，上傳近距離接觸數(shù)據(jù)。跟蹤軟件利用時間戳，記錄參與者（標簽）每次彼此相距不到 2 米的情況。當報告團隊之中出現(xiàn)病毒感染時，經(jīng)理可以立刻確定所有潛在感染成員并將他們隔離，避免感染整個團隊。

審核編輯：郭婷