ポジショニングと位置追跡のための超広帯域（UWB）の検討

FCCが2005年にライセンスのない商用利用のために超広帯域（UWB）無線スペクトルを最初に開放して以来、UWBロケーションシステムは「よりセクシーな」IoTテクノロジーの1つとして多くの興奮を生み出してきました。これは主に、超広帯域測位システムによって提供される位置精度のレベルによるものです。 UWB屋内測位システムは、20センチメートル以内の位置をリアルタイムで特定できます。

UWBは、メッセージの送信に使用するスペクトルの広い範囲（数百メガヘルツ）のおかげで、この精度を達成できます。電波の「飛行時間」を正確に測定する能力は帯域幅の関数であるため、周波数が非常に広い信号は、エンコードされた信号が送信機から受信機。広い周波数スペクトルを使用するということは、信号の長さが短くなる可能性があることを意味します。 UWBを使用すると、信号は低電力で送信され、携帯電話や警察無線などの無線スペクトルを使用する他のシステムとの干渉を防ぎます。

一部のアプリケーションではピンポイントの精度が最も重要な場合がありますが、リアルタイムロケーションシステム（RTLS）の貴重な指標はこれだけではありません。コストと実装の容易さは、屋内追跡システムを選択する際に考慮しなければならない他の要因です。以下では、超広帯域RTLSの長所と短所を検証します。

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特定のユースケース向けの超広帯域ロケーションシステム

UWB測位システムの位置精度が明らかな利点を提供するユースケースの1つは、倉庫の自動化です。アマゾンのような企業は、数十万、さらには数百万もの異なるアイテムで満たされた巨大な倉庫を持っています。収益性は人件費の管理にかかっています。つまり、顧客が注文したときにアイテムをすばやく見つける方法を従業員に提供することを意味します。

UWB RTLSを使用すると、大規模な倉庫内のさまざまなアイテムすべてを簡単にマッピングできます。ロケーションタグを備えたスキャナーは、各アイテムが作業者によって在庫にスキャンされるときに、各アイテムのロケーションに関する情報を送信します。アイテムの場所に関する情報が3次元で記録されるため、顧客の注文に応じるためにアイテムを簡単に取得できます。

安全性は、超広帯域ポジショニングの精度が有益なもう1つの領域です。たとえば、労働者が機械からの最小距離を維持する必要がある製造工場では、UWBロケーションシステムは、労働者が危険ゾーンに迷い込んだ場合にシャットダウンするように機械に信号を送ることができます。

UWB屋内測位システムの欠点

他の既存の屋内追跡システムはUWBの位置精度に匹敵することはできませんが、そのレベルの精度にはコストがかかります。 UWBシステムのインフラストラクチャとロケーションタグは非常に高価です。1〜2メートルの範囲で精度を達成できるAirFinderなどのBluetooth（BLE）システムのタグとリーダーよりも10倍も高価です。多くの場合、UWBシステムのユーザーは、実際には必要がないことに気付きます。 位置の精度を正確に特定し、「システムをダムダウン」してゾーン内の位置を提供します。これにより、BLEシステムははるかに低コストで提供できます。

さらに、UWBロケーションシステムでは、タグから信号を受信するために少なくとも3つの受信機が必要です。これらのリーダーは非常に高価であり、システムが正確に位置を計算するには、ナノ秒まで正確に同期する必要があります。多くの設置では、リーダーをケーブルで接続して同期を維持します。これにより、設置のコストと困難さが増します。

また、UWBシステムのインストールには、AirFinderのようなBLEシステムよりもはるかに高いレベルの複雑さがあります。システムが機能するには、UWBのリーダーの場所を正確に固定する必要があります。これには、インストール前に注意深い設計が必要です。対照的に、AirFinderは受信機の配置にはるかに柔軟性があり、必要に応じて簡単に拡張できます。

生産性や安全性のために正確な位置特定が必要なアプリケーションでは、超広帯域位置技術が最適なオプションです。ただし、UWB RTLSのインストールにはコストと複雑さが伴うため、企業は実際に必要かどうかを検討する必要があります。 資産、資材、および労働者の場所を正確に特定できるようにするため、またはより一般的な場所情報を使用して目標を達成できるかどうか。ピンポイントの精度が必要でない限り、BLEまたはWiFiロケーションシステムははるかに低いコストで仕事をすることができます。

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