Ultrabreedband en obstakels
Dit artikel maakt deel uit van de Pozyx Academy en is het vierde in een reeks van vijf artikelen waarin wordt uitgelegd hoe de Pozyx-technologie werkt en waar moet je rekening mee houden bij de installatie van het Pozyx-systeem.
- Hoe positionering werkt
- Hoe ultrabreedband werkt
- TDOA en TWR-Positioneringsprotocollen uitgelegd
- Ultrabreedband en obstakels
- Waar plaats je de ankers
In dit artikel leggen we uit wat line-of-sight (LOS) betekent in de context van positionering met ultrabreedband (UWB) en hoe je dat moet interpreteren.
Een groot voordeel van het gebruik van ultrabreedband in vergelijking met optische of op geluid gebaseerde positionering, zoals cameratracking of ultrasoon, is dat ultrabreedband een radiotechnologie is die gemakkelijk objecten kan binnendringen. Pozyx vertrouwt op de overdracht van een ID en tijdstempel via UWB voor de positionering, en niet alleen op de signaalsterkte zoals veel andere op Bluetooth/Beacon gebaseerde oplossingen. Dit betekent dat zelfs als het signaal sterk wordt belemmerd, er in de meeste gevallen slechts een klein verlies aan nauwkeurigheid en bereik is.
Duidelijke zichtlijn
Een duidelijke zichtlijn is het ideale scenario voor zowel het beste bereik als de nauwkeurigheid. Dit betekent dat de antennes van alle betrokken ankers elkaar kunnen zien.
Radiotransparantie
Voor draadloze radiotechnologie hangt het effect van obstakels op de radioprestaties af van het materiaal van het obstakel en de radiotransparantie ervan. Signalen weerkaatsen gedeeltelijk op obstakels en veroorzaken reflecties en dringen gedeeltelijk door het object heen. Afhankelijk van het soort materiaal gaat het signaal met weinig effect door het object heen of wordt het volledig geabsorbeerd. Als er obstakels zijn, noemen we dit non-line-of-sight (NLOS).
De meeste materialen kunnen worden onderverdeeld in twee categorieën: isolatoren en geleiders. Omdat alle radiogolven elektromagnetische golven zijn, zullen materialen in de categorie geleiders een grote invloed hebben op een signaal. In de geleiderklasse zijn metalen de meest voorkomende elementen, met uitzondering van zout water.
Isolatoren
Materialen zoals hout, plastic, glas, karton, baksteen, enz. zijn allemaal geweldige isolatoren en zijn zeer transparant voor radiogolven. Dit betekent dat als een van deze materialen het pad tussen twee Pozyx-apparaten blokkeert, de impact over het algemeen verwaarloosbaar zal zijn. Dat betekent niet dat het signaal zonder enige impact door een stapel boomstammen of stenen gaat, er zijn grenzen. Maar het betekent wel dat een plastic behuizing of een muur die geen lood bevat, niet veel invloed heeft op uw installatie.
Metalen
Metalen zijn de meest voorkomende geleiders. Geleiders zullen de meeste radiogolven weerkaatsen en het deel dat niet gereflecteerd wordt deels absorberen. Dit geeft je twee negatieve eigenschappen:
• Het signaal zal minder vermogen hebben en dus minder bereik hebben.
• Het signaal zal extra tijd besteden aan het proberen om door het materiaal heen te komen. Aangezien de positionering van Pozyx afhankelijk is van het berekenen van de vliegtijd, zal dit de nauwkeurigheid verminderen.
Dit moet niet worden geïnterpreteerd als „elke hoeveelheid metaal zal het signaal verpesten”. Dunne metalen platen zullen een impact hebben, maar kunnen nog steeds worden doordrongen. Het plaatsen van een tag op de achterkant van een telefoon, in de buurt van een batterij, in een auto of op een robot werkt nog steeds prima, zij het met een nauwkeurigheidsreductie van enkele centimeters. Betonnen muren met leidingen, bedrading en metalen steunconstructies zullen daarentegen het signaal verlammen. Het signaal komt er wel doorheen, maar uw nauwkeurigheid wordt verminderd en uw bereik na de obstructie zal zeer kort zijn.
Wanneer metalen heel dicht bij de ankers zijn, kunnen ze op onvoorspelbare wijze de eigenschappen van de antenne veranderen. Daarom is het altijd aan te raden om het anker op een minimale afstand van 20 cm van metalen te houden.
Vloeistoffen
Net als metalen absorberen vloeistoffen radiogolven. Hoe zouter de vloeistof, hoe meer deze de radiogolven absorbeert, wat resulteert in een kleiner bereik. Bovendien reizen radiogolven langzamer in vloeistoffen (ongeveer 30%). Omdat Pozyx afhankelijk is van het berekenen van de vliegtijd van het signaal, zal dit de nauwkeurigheid van enkele centimeters verminderen.
De omvang van de impact van de vloeistofobstructie op het signaal is rechtstreeks gerelateerd aan het volume. Als u uw hand tussen twee apparaten houdt, heeft dat bijna geen invloed. Het plaatsen van een persoon of vat water tussen twee apparaten zal het bereik aanzienlijk verkleinen en resulteren in afstandsmetingen die verder weg lijken te liggen.
NLOS en reflecties
Zoals vermeld in het vorige artikel over ultrabreedband, hebben reflecties weinig invloed op de nauwkeurigheid van het bereik, omdat alleen het line-of-sight signaal (LOS) wordt gebruikt voor berekeningen. In het geval van ernstige NLOS kan het echter zijn dat er geen LOS-signaal is en dat alleen de reflectie wordt ontvangen. Omdat de reflectie een veel grotere afstand aflegt, kan dit resulteren in afstandsfouten van enkele meters. Gelukkig bestaan er verschillende manieren om met deze grote NLOS-fouten om te gaan met behulp van NLOS-detectie- en -mitigatietechnieken. Bij Pozyx gebruiken we verschillende geavanceerde technieken om de nadelige effecten van NLOS te elimineren. Dit is beschikbaar in alle Pozyx-systemen en maakt gebruik mogelijk in uitdagende omgevingen zoals magazijnen of winkels.
Lees het volgende artikel over waar je de ankers moet plaatsen om meer te weten te komen over Pozyx's technologie.