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分享一个利用UWB实现运营的转型与现代应用案例

Qorvo半导体 来源:Qorvo半导体 2024-03-06 11:28 次阅读

案例分享

UWB威廉希尔官方网站 彻底革新了定位和通信能力,其在精确度方面远超以往的威廉希尔官方网站 手段。作为微定位服务的重要威廉希尔官方网站 ,UWB通过其无线锚点将标签精确定位至厘米级范围。在本篇博文中,我们将分享一个真实的UWB应用案例;其中,一家制造商成功利用UWB实现了运营的转型与现代化,并积极拥抱数字化浪潮。

在现代工厂中,超宽带(UWB)威廉希尔官方网站 以其惊人的精度,准确无误地告诉您产品或零部件在设施内的精确位置。然而,这究竟为何如此重要?我们是否真的需要知晓某个小部件A是置于这个架子上,还是另一个架子上?简而言之,答案是“当然”——UWB威廉希尔官方网站 正在重塑制造业的未来。

构建一个工厂的数字模型,能够使操作人员更有效地优化流程,进而达成更高的安全水平。通过将“谁”“什么”“何时”“何地”等要素与人员、工具、物资、商品、机器和事件等紧密关联,我们可以更加明智地权衡这两个层面的考量,并且这一切都可以实时进行。

**UWB威廉希尔官方网站 彻底革新了定位和通信能力,其在精确度方面远超以往的威廉希尔官方网站 手段。**作为微定位服务的重要威廉希尔官方网站 ,UWB通过其无线锚点将标签精确定位至厘米级范围。微定位提供实时信息,让分析系统即时捕捉、分析并发送警报。图1展示了一个在工业环境中采用UWB提升效率和生产力的具体实例。

**现有基于定位的威廉希尔官方网站 ,如GPS、Wi-Fi以及低功耗蓝牙®,无法达到制造业工厂所需的精确度水平。**GPS的精度在十米以内,这对零售和电子商务领域产生了深远的影响,消除了对笨重地图册的需求。Wi-Fi威廉希尔官方网站 进一步提升了定位精度;而在理想条件下,低功耗蓝牙可以将物体定位在几英尺的范围内。然而,当今的工业和商业应用要求更高的精度与可靠性。在本篇博文中,我们将为您展示一个具体的实例。

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图1:工业环境中的UWB可增强效率、效益、生产力、人员保障和数据安全

案例:VELUX Modular Skylights公司

位于丹麦Ostbrik的VELUX Modular Skylights公司最近经历了一次转型,致力于实现生产运营的现代化和数字化。为实现此目标,他们创建了一个工厂车间的数字副本,即所谓的“数字孪生”。这一数字孪生系统赋予操作人员监控、追踪、追溯和分析其整体占地2,304平方米(2,756平方码)生产流程的能力。

该系统的一个关键亮点在于运用UWB威廉希尔官方网站 对人员和机械设备进行实时定位跟踪;其中包括负责整个厂区内在制品(WIP)调配的叉车以及自动导引车(AGV)。AGV的设计能够根据每位工人的身高进行调整,从而营造出更安全、更符合人体工程学的工作环境。

VELUX的解决方案采用了12个UWB锚点和59个UWB标签来跟踪各类物体目标。(在此过程中,)AGV将WIP运送到指定工位,并由熟练的工人完成必要的作业。系统随后会识别距离最近的工人,并调整设备至适当的高度,确保舒适、安全的工作体验。如果某个工位出现工人空缺,系统会及时通知附近的其他熟练工人前来支援。通过持续追踪物料和人员的移动,系统能够收集并处理相关数据,为管理人员提供实时信息。这些数据对于了解和改善工厂生产效率、增强工人安全保障,以及优化机器管理维护等方面都具有至关重要的作用。

得益于基于UWB的RTLS(实时定位系统)的实施,VELUX获得了显著收益

通过改善车间管理,生产率提高10%

维护能力提高50%

WIP减少10%

UWB如何实现超高精度

在上述工业和商业环境中,往往存在大型物体,如墙壁、车辆和金属机械等。这些环境因素可能会给GPS、Wi-Fi和低功耗蓝牙等传统威廉希尔官方网站 带来难题:GPS信号难以穿透工业建筑结构;而窄带Wi-Fi和低功耗蓝牙信号在试图绕过周围的物体时,也可能发生衰减、反射或丢失的情况。

另一方面,UWB威廉希尔官方网站 则克服了这些挑战,并带来极其精确的测距与定位能力。UWB无线电信号不依赖窄带信号,而是通过宽带传输能量极低的信号。这些信号具有更快的脉冲上升和下降时间,确保更佳的信号质量并减少反射和噪声尖峰的影响。此外,这一方法所需组件较少,基础设施的配置也得以简化。

UWB采用一种名为飞行时间(ToF)的方法来测量与标签间的距离;诸如双向测距(TWR)和到达时间差(TDoA)等各类威廉希尔官方网站 不仅提高了距离测量的精度,还同时减轻了由墙壁和机械设备引起的信号反射影响。此外,在UWB测距方式中,到达相位差(PDoA)和反向TDoA(RTDoA)在不同部署场景下也各自展现出独特的优势。通过这些多样化的测距威廉希尔官方网站 ,UWB能够精确地确定物体的距离和方向(矢量)。

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图2:应用ToF计算距离




审核编辑:刘清

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原文标题:超宽带案例研究:揭示UWB的更多奥秘

文章出处:【微信号:Qorvo_Inc,微信公众号:Qorvo半导体】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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