【導(dǎo)讀】Imec表示他們已開發(fā)出下一代超寬帶(UWB)技術(shù)，該技術(shù)利用數(shù)字RF和機器學(xué)習(xí)，在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中實現(xiàn)不到10cm的測距精度，同時耗電量比目前的實現(xiàn)低10倍。
Imec表示他們已開發(fā)出下一代超寬帶(UWB)技術(shù)，該技術(shù)利用數(shù)字RF和機器學(xué)習(xí)，在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中實現(xiàn)不到10cm的測距精度，同時耗電量比目前的實現(xiàn)低10倍。
研究和創(chuàng)新中心宣布了兩項來自其安全近距離研究項目的新創(chuàng)新，這是用于安全和非常高精度的測距技術(shù)。一種是基于硬件的，采用數(shù)字風(fēng)格的射頻電路設(shè)計，例如其全數(shù)字鎖相環(huán)(PLL)，以實現(xiàn)低于4mW/20mW (Tx/Rx)的低功耗，據(jù)稱比目前的實現(xiàn)要好10倍。第二個是基于軟件的增強，它利用基于機器學(xué)習(xí)的錯誤糾正算法，允許在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中實現(xiàn)小于10cm的測距精度。
Imec解釋，目前超寬帶技術(shù)非常適合于支持各種高精度和安全的無線測距用例，例如通常應(yīng)用于汽車的“智能鎖”解決方案;當(dāng)車主靠近時，它會自動打開車門，而當(dāng)車主離開時，它會自動鎖上車門。
然而，盡管它的優(yōu)點是比一些替代方案更難以妥協(xié)，但由于其更高的能耗和更大的占地面積，其潛力在很大程度上仍未得到開發(fā)。Imec表示, 硬件和軟件創(chuàng)新為開啟該技術(shù)的全部潛力指明了方向，并為微本地化服務(wù)帶來了新機遇，這不僅僅是安全的無鍵訪問(迄今為止該技術(shù)一直在廣泛推廣)，包括AR/VR游戲、資產(chǎn)跟蹤和機器人技術(shù)。
Imec項目經(jīng)理Christian Bachmann:“超寬帶的功耗、芯片大小和相關(guān)成本一直是采用UWB的阻礙，特別是在部署無線測距應(yīng)用程序方面。Imec的全新超寬頻芯片技術(shù)基于款數(shù)字風(fēng)格RF-concepts可顯著減少芯片引腳，能夠整合整個收發(fā)器,包括三個接收器的著陸角度測量——面積均小于1mm²。”
Bachmann介紹，這是在適用于物聯(lián)網(wǎng)傳感器節(jié)點設(shè)備的先進半導(dǎo)體工藝節(jié)點上實現(xiàn)的。芯片還符合新的IEEE 802.15.4z標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)得到了汽車連接協(xié)會(CCC)和精細測距(FiRa)等具有高影響力的行業(yè)協(xié)會的支持。
為了配合硬件發(fā)展，來自IDLab(根特大學(xué)的Imec研究小組)的研究人員提出了基于軟件的增強，可以顯著改善超寬帶在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中的無線測距性能。特別是在人與機器不停移動的工廠或倉庫里，金屬障礙物會產(chǎn)生巨大的反射——所有這些都會影響超寬帶定位和距離測量的質(zhì)量。
通過機器學(xué)習(xí)，它創(chuàng)造了智能錨選擇算法，可以檢測超寬帶錨和被跟蹤的移動設(shè)備之間的(非)視線。在此基礎(chǔ)上，再對測距質(zhì)量進行評估，并對測距誤差進行修正。該方法帶有機器學(xué)習(xí)功能，可以自適應(yīng)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)物理層參數(shù)，從而允許啟動適當(dāng)?shù)牟襟E來減輕這些測距錯誤——例如通過調(diào)整主播的無線電。
障礙物和非視線效應(yīng)會影響超寬帶定位和距離測量的質(zhì)量。片上ML可以糾正這兩個例子中出現(xiàn)的錯誤。
IDLab的Eli De Poorter教授表示:“我們已經(jīng)證明了UWB的測距精度在這種具有挑戰(zhàn)性的工業(yè)環(huán)境中可優(yōu)于10cm，這是與現(xiàn)有方法相比的兩個改進因素。”此外，雖然UWB本地化用例通常是定制的，而且通常依賴于手動配置，但由于它在應(yīng)用層運行，所以我們的智能錨選擇軟件可以在任何場景下工作。”
通過這些自適應(yīng)配置，下一代低功耗和高精度超寬頻芯片可用于廣泛的其他應(yīng)用領(lǐng)域，例如使用小型和隱私感知設(shè)備改進疫情期間的接觸追蹤。
事實上，Imec已經(jīng)將這項技術(shù)授權(quán)給其附屬公司Lopos。Lopos發(fā)布了一款可穿戴設(shè)備，這種抗新冠神器已在國外推廣，當(dāng)員工在相互接近時違反安全距離準(zhǔn)則時，可以通過聲音或觸覺警報來警告員工，從而增強Covid-19的社交距離。
隨著企業(yè)試圖恢復(fù)人與人的活動，此次的校企合作，組織設(shè)計了這款可穿戴設(shè)備。該設(shè)備通過聲音或觸覺警報來警告員工彼此接近時是否違反了社交距離指導(dǎo)方針。
Lopos 的安全距離可穿戴設(shè)備使用Lopos的超寬帶（UWB）技術(shù)，該技術(shù)源自Imec和Ghent University的研發(fā)。據(jù)新聞報道，當(dāng)兩個可穿戴設(shè)備互相靠近時，就會測量出精確的距離；當(dāng)不遵守最小距離時，就會觸發(fā)警報。
該產(chǎn)品已經(jīng)在化工、金屬和建筑行業(yè)的大中型企業(yè)成功試點，Lopos現(xiàn)在打算擴大規(guī)模批量生產(chǎn)。該公司在新聞稿中表示，在過去的幾周里，公司已經(jīng)收到多份大規(guī)模訂單，并將于5月27日推出SafeDistance，每臺售價108.42美元（99歐元<1美元= 0.913092歐元>）。
“為了盡可能地限制COVID-19的傳播，至關(guān)重要的是，我們必須遵守國際衛(wèi)生專家和政府制定的社交距離指導(dǎo)方針。該款安全距離可穿戴設(shè)備是一種簡便直觀的解決方法，在專業(yè)環(huán)境中支持社交距離指導(dǎo)方針”。Lopos首席執(zhí)行官Jen Rossey在發(fā)布會上說：“員工們可以通過佩戴在臀部上的夾子或系繩輕松攜帶可穿戴設(shè)備，并確保他們在安全距離內(nèi)工作。”“我們的解決方案可以作為一個獨立的解決方案；無需網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器或其他基礎(chǔ)設(shè)施，無需記錄個人數(shù)據(jù)。
Lopos的安全距離可穿戴設(shè)備采用超寬帶技術(shù)而非藍牙技術(shù)，作為一個獨立的解決方案，重量為75克，電池續(xù)航時間為2-5天。由于它是獨立的，所以不需要記錄個人數(shù)據(jù)，也不需要網(wǎng)關(guān)、服務(wù)器或其他基礎(chǔ)設(shè)施。Lopos已經(jīng)提高了產(chǎn)量以滿足市場需求，在過去幾周內(nèi)收到了來自多個不同行業(yè)的公司的大量訂單。
（來源：面包板博客，翻譯自——eetimes）
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