UWB(Ultra Wide Band) 技术
UWB 由于其信道的频宽一般超过500MHz,在数据收发的时候,能获得较高的时间精度,所以,可以通过ToF 或TDoA 的方式进行定位,但这种模式需要被定位的目标也具有UWB 的功能,所以,这是一种合作定位的模式。
当然,由于UWB 的频宽有500MHz,也可以工作在雷达的模式,通过一根天线发送,同时另外一根或多根天线接收,来实现雷达的功能,实现对运动的检测等功能,当工作在这种模式下,是非合作目标的定位;
UWB 在定位的同时,可以进行有效的数据传输,目前UWB典型的传输速率有110Kbps,850Kbps,6.8Mbps,27Mbps,54Mbps,目前最常用的是6.8Mbps,随技术的发展,可以用27Mbps等速率。
目前,UWB 最常用的是基于时间测量的无线定位和数据传输,实现在定位的同时解决少量的数据传输的功能。
毫米波雷达
毫米波是指其波长是毫米级别,一般是指工作在100GHz 左右频段的无线,比如,现在典型的60GHz,77GHz,120GHz,240GHz,都可以称为毫米波,毫米波的定位,是设备发射毫米波,通过目标反射的回波分析,来判断目标大小,位置,速度,从某个方面来讲,毫米波有点类似一个非常低像素的摄像头,看只能看大概,看不清楚。
毫米波几个典型的应用是:
1) 短距离精确测距,比如,几厘米距离,可以达到um 级别的测量精度,也可以用于10+米的测量液体,固体的深度,比如容器的液面高度,粮仓谷物的高度等;
2) 汽车用的毫米波雷达,这类雷达主要是解决目标探测的问题,了解前面多个目标的距离,速度,大小等,来为汽车的安全提供保障;
3) 周界防护,用于做周界的入侵检测,比如,有偷盗行为,最为典型的是配合摄像头使用,当做周界管理的摄像头配置有毫米波雷达的时候,可以在服务端报警,提醒管理人员,它比摄像头工作更远的距离,对夜晚及恶劣天线没有摄像头敏感,有更好的可靠性;
4) 其他应用,当波长足够短的时候,可以穿透织物,看衣服下是否藏得有枪;所以,这个功能也用于机场安检;对射雷达的精确测距,可以达到mm级别的精确测距;可以实现材质的分析,比如,木材中含水量;可以实现医疗应用,比如骨折照射,用于替代X 光机,mw级别的能量就可以满足。
毫米波雷达系统的前端是感知单元,需要后端的专门的业务处理单元,用于分析和决策。毫米波雷达无法有效识别目标是谁。
这里的毫米波,只局限于说了它是雷达的功能,当然它也可以用来传输数据,由于毫米波的频宽很宽,每个信道可以达到4GHz 或更高,所以再配合多天线,OFDM的调制方式,实现数据传输的时候,也能达到几十Gbps 的速率,要短时间大量下载数据,这个是不错的通道。
视频技术
视频技术是这些年应用最为广泛的技术之一,在城市里面,基本上可以说是无处不在。早期的时候,有电视墙,需要管理人员盯着多个摄像看。但随着AI 技术的发展,这种工作也逐步交给了机器处理。
视频技术最大的好处是清晰,能清晰看清所有作业人员的一举一动,但最大的问题也是清晰,有侵犯隐私的嫌疑;
视频系统最核心的三个单元是摄像头前端+NVR数据存储+AI处理。所以,只有摄像头不行,需要特别的AI 处理单元。
视频系统可以在有限的条件下,识别目标是谁,但这依赖于摄像头正对目标,和目标的距离,光照情况等,不然很难达成。
三种技术比较
比较项目 | UWB | 毫米波雷达 | 视觉 |
无线技术 | 是 | 是 | 不是 |
(非)合作目标 | 合作目标,有Tag | 非合作目标,无Tag | 非合作目标,无Tag |
数据传输 | 支持 | 不支持 | 不支持 |
工作距离 | 典型0~50米 | 典型0~50米 | 典型0.5~10米 |
识别静止目标 | 可以 | 不行 | 可以 |
目标遮挡 | 部分遮挡可以 | 部分遮挡不行 | 部分遮挡不行 |
生命体征检测 | 终端标签配置传感器 心率/血氧 | 目标比较近,相对静止 呼吸频率/心率 | 不行 |
最大不符合 | 无 | 目标静止,部分遮挡都无法有效检测目标 | 隐私问题 光照环境的改善 后端数据处理复杂度 |