Новые возможности Bluethooth по определению локации

Глобальная система позиционирования (GPS) была настоящим чудом для определения локации, но она работает только в том случае, если приемники могут связываться с несколькими спутниками GPS. Определение локации с помощью GPS на открытой местности задача не самая сложная, но когда речь идет о помещениях или городских условиях — тут возникают определенные проблемы. Другие решения обычно необходимы для предоставления услуг определения местоположения в помещении. Были доступны проприетарные решения, и стандартные платформы, такие как Bluetooth, которые предоставляют базовую поддержку определения местоположения.

Bluetooth выделяется из-за его вездесущей природы. Задача заключалась во внедрении услуг по определению местоположения стандартным способом. На сегодняшний день Bluetooth предоставил полезную, но информацию малой точности о позиционировании (рисунок ниже). Стандарт Bluetooth Low Energy (BLE) позволял двум устройствам Bluetooth определять приблизительное расстояние между двумя устройствами, используя измерения уровня принимаемого сигнала. Это дает хорошую информацию о близости и эффективно, когда не требуется подробная информация о местоположении.

Bluetooth поддерживает системы приближения и позиционирования, которые обеспечивают приблизительный расчет расстояния и позиционирование посредством триангуляции

Например, маяк (Bluetooth Beacon), который рассылает рекламу, должен только знать, находится ли устройство в указанном диапазоне для доставки полезной информации. Этот подход имеет множество применений, например, передача мультимедийной обратной связи в музее о конкретной выставке.

Такие приложения, как отслеживание товаров на складе, требуют более сложной поддержки определения местоположения, поскольку также требуется относительное положение (отправная точка, с которой ведутся измерения). Кроме того, более точные результаты диапазона могут быть полезны и в других видах производства. Bluetooth поддерживает системы определения местоположения в реальном времени (RTLS), а также системы определения местоположения в помещении (IPS). Для этого требуется несколько сенсорных систем Bluetooth для определения положения устройства с использованием трилатерации (рисунок ниже). На данный момент точность этой системы довольно высока и составляет от одного до десяти метров. Обычно этого достаточно для таких систем, как роботы, которым необходимо перемещаться по зданию или складу.

Для реализации внутренней системы позиционирования Bluetooth (IPS) используются несколько устройств

Новейший стандарт Bluetooth 5.1 позволяет системам использовать антенные решетки для определения направления связи (рисунок ниже). Одно устройство с таким массивом может использоваться с любым другим устройством Bluetooth для определения относительного направления друг к другу. Это делается путем измерения угла прихода (AoA) или угла вылета (AoD) в зависимости от направления связи и того, какое устройство имеет антенную решетку.

Bluetooth 5.1 может определять угол передачи, чтобы обеспечить относительное позиционирование от пары устройств

Устройство без массива может получить информацию от другого устройства. Ориентация каждого устройства относительно друг друга также возможна, когда оба устройства имеют более продвинутую поддержку антенны. Новые профили Bluetooth разрабатываются для включения функции определения местоположения, которая может обеспечить точность позиционирования до уровня сантиметров.

Стандарт уже «стучится в дверь» и мы можем ожидать его в ближайшее время на таких устройствах как смартфоны, которые смогут более точно определять местоположение существующих устройств Bluetooth. Аналогично, устройства Bluetooth, специально предназначенные для поддержки определения местоположения, будут распространены в зданиях, а также на роботах и дронах. Стеки Bluetooth 5.1 с поддержкой соответствующей антенны будут доступны у большинства поставщиков оборудования Bluetooth. В результате, добавление этой функции в систему должно быть не более сложным, чем поддержка более ранней версии Bluetooth.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *