Noccela与超宽带技术使工业和体育运动提升至新水平

T定位服务背后的技术持续改变着我们工作、娱乐和联系方式。在 GPS 的推动下，送货到家的电子商务零售业呈现爆炸式增长，让我们无需再为购物东奔西跑。Wi-Fi 帮助提高了定位的准确性。蓝牙® 技术用在汽车中以后，在车主靠近汽车几米的距离内，车门会自动打开。而超宽带 (UWB) 技术的厘米级精度使定位和通信精度都达到新的水平，令以前的这些技术都望尘莫及。UWB 是 Noccela 等公司提供的微定位服务背后的仪器技术，将以我们无法想象的方式持续影响我们的生活。

助力工业数字化

Noccela 从 2014 年开始研究用于工业应用的微定位技术。在通过工业 4.0、智能工厂和精益计划实现工业运营数字化时，亚米到厘米级微定位非常关键。流程优化和安全是大多数工厂首要考虑的两大因素。通过将人、事件、时间和位置信息与人员、工具、物资、货品和机器进行实时关联，让双方都保持信息畅通。总而言之，提高效率的最佳方式之一就是，先弄清楚瓶颈在哪里。想要找回摆错位置的工具、栈板或车辆，最有效的方式是先确定它们目前的确切位置。而要让工人和机器之间保持安全距离，最佳方式则是实时精准掌握彼此的位置。基于 UWB 的微定位服务可以实时提供这些信息，允许系统即时测量、分析和发出提醒。而 Noccela 在该领域具备深厚的专业知识。

为了构建工业级解决方案，Noccela 的工程师们研究了 Bluetooth® low energy (LE) 和 UWB，发现 Bluetooth LE 在高精度定位能力方面存在限制，主要是 Bluetooth LE 的接收信号强度指示器 (RSSI) 方法。它会受到多路径，以及来自物体和金属机器的干扰影响，无法在工业和其他环境中提供可靠、精准的物体测距和定位。但 UWB 可以。

UWB 如何助力实现如此高的精度等级

在测距和定位方面，UWB 不像窄带 Wi-Fi 和 Bluetooth LE 那样易受影响。在锚点和标签之间通信时，UWB 通信组件使用极低的信号发送功率，辐射更大的范围带宽，提供比窄带信号更快的脉冲上升和下降时间。

精心布置的锚点会提供被标记物体的不同距离。在已知锚点的准确位置的情况下，可以精准确定该物体在二维和三维空间内的位置。

双向测距 (TWR) 和到达时间差 (TDoA) 测距方法可以消除墙面和机器反射对信号响度的影响。其他 UWB 测距方法包括到达相位差 (PDoA) 和反向 TDoA (RTDoA)，为不同类型的部署提供优势。参见图 1。

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

Noccela 的微定位

采用 Noccela 解决方案时，锚点就是在本地或云中运行的定位引擎的网关，会实时保存定位数据。锚点通过以太网线缆或 Wi-Fi 连接至网络。一旦锚点获得网络连接，它们会建立 VPN 通道，通向运行指定定位引擎的主机。这些锚点将数据发送给定位引擎，后者控制自身分配到的锚点和标签。必要时，数据可以通过固定连接或申请到的连接实施传输。

定位引擎也会自动校准锚点位置，简化和加快安装过程。强大的接入点接口 (API) 能实现与门户网站、服务和第三方解决方案的连接，例如 Kafka 等传输引擎、安全警示系统、流程优化引擎，甚至完整的数字孪生技术。参见图 2。

图 2：Noccela 系统架构

物体跟踪助力夺冠

Noccela 的 HPR 属于创新技术，使用 TWR 和 TDoA 方法来提升精度和覆盖范围。HPR 的每个锚点可以覆盖 500 平方米范围，与其他解决方案相比，需要的锚点数更少，但能对以高达 60 km/h 速度移动的物体提供高达两厘米级精度的定位。这种覆盖范围和高速下的精度在进行体育运动分析时非常有利，Noccela 解决方案帮助体育运动团队将竞技水平提升到新的高度。

足球场一般为 105 米长，68 米宽。体育馆一般不设顶棚，再加上物体可能会与场馆上空的锚点发生碰撞，导致无法在场馆周围以外的位置部署锚点。Noccela 的 HPR 解决方案使用 16 个锚点覆盖整个球场，这些锚点部署在球场周边，仍然能够提供高度精准的 3D 定位。

相比更为复杂的 UWB 安装，使用少量精度更高的锚点即可为 Noccela 的客户提供所需的精度，且成本更低。如此还可以更快完成部署：许多安装一般可以在一到两天内完成。.

Noccela 的解决方案提供点对点跟踪解决方案，通过每队一个锚点的分配方式，上传近距离接触数据。跟踪软件利用时间戳，记录参与者（标签）每次彼此相距不到 2 米的情况。当报告团队之中出现病毒感染时，经理可以立刻确定所有潜在感染成员并将他们隔离，避免感染整个团队。

审核编辑：郭婷