Banda ultraancha y obstáculos
Este artículo forma parte de Pozyx Academy y es el cuarto de una serie de cinco artículos que explican cómo funciona la tecnología Pozyx y qué tener en cuenta al instalar el sistema Pozyx.
- Cómo funciona el posicionamiento
- Cómo funciona la banda ultraancha
- Protocolos de posicionamiento explicados
- Banda ultraancha y obstáculos
- Dónde colocar los anclajes
En este artículo, explicaremos qué significa la línea de visión (LOS) en el contexto del posicionamiento por banda ultraancha (UWB) y cómo debes interpretarla.
Una gran ventaja de usar banda ultraancha frente al posicionamiento óptico o basado en sonido, como el seguimiento por cámara o el ultrasonido, es que la banda ultraancha es una tecnología de radio que puede atravesar objetos con facilidad. Pozyx se basa en la transmisión de un ID y una marca de tiempo a través de UWB para el posicionamiento, y no solo en la intensidad de la señal como muchas otras soluciones basadas en Bluetooth/Beacons. Esto significa que, incluso si la señal está muy obstruida, en la mayoría de los casos solo hay una pequeña pérdida de precisión y alcance.
Línea de visión despejada
La línea de visión despejada es el escenario ideal tanto para obtener el mejor alcance como la mejor precisión. Significa que las antenas de todos los anclajes implicados pueden verse entre sí.
Transparencia radioeléctrica
En la tecnología de radio inalámbrica, el efecto de los obstáculos sobre el rendimiento de la radio depende del material del obstáculo y de su transparencia radioeléctrica. Las señales rebotarán parcialmente en los obstáculos, provocando reflexiones, y también los atravesarán parcialmente. Dependiendo del tipo de material, la señal pasará a través del objeto con poco efecto o será completamente absorbida. Cuando hay obstáculos, esto se denomina sin línea de visión (NLOS).
La mayoría de los materiales puede dividirse en dos categorías: aislantes y conductores. Como todas las ondas de radio son ondas electromagnéticas, los materiales de la categoría de conductores tendrán un gran impacto en la señal. Dentro de la clase de conductores, los elementos más comunes son los metales, con la excepción del agua salada.
Aislantes
Materiales como la madera, el plástico, el vidrio, el cartón, el ladrillo, etc. son excelentes aislantes y son muy transparentes a las ondas de radio. Esto significa que, si uno de estos materiales obstruye el camino entre dos dispositivos Pozyx, el impacto será generalmente insignificante. Eso no significa que la señal atraviese un montón de troncos o ladrillos sin ningún efecto; hay límites. Pero sí significa que una carcasa de plástico o una pared sin plomo no afectará mucho a tu instalación.
Metales
Los metales son los conductores más comunes. Los conductores reflejarán la mayor parte de las ondas de radio y dificultarán el paso de la parte que sí las atraviesa. Esto te da dos propiedades negativas:
• La señal tendrá menos potencia y, por tanto, un alcance reducido.
• La señal tardará más en atravesar el material, pero como el posicionamiento de Pozyx se basa en calcular el tiempo de vuelo, esto reducirá la precisión.
Esto no debe interpretarse como «cualquier cantidad de metal arruinará la señal». Las láminas finas de metal tendrán un impacto, pero aun así pueden ser atravesadas. Colocar una etiqueta en la parte trasera de un teléfono, cerca de una batería, dentro de un coche o sobre un robot seguirá funcionando bien, aunque con una reducción de la precisión de unos pocos centímetros. En cambio, las paredes de hormigón con tuberías, cableado y estructuras de soporte metálicas perjudicarán gravemente la señal. La señal atravesará el obstáculo, pero tu precisión se reducirá y el alcance después del obstáculo será muy corto.
Cuando los metales están muy cerca del anclaje, pueden alterar de forma impredecible las propiedades de la antena. Por ello, siempre se recomienda mantener el anclaje a una distancia mínima de 20 cm de los metales.
Líquidos
Al igual que los metales, los líquidos absorben las ondas de radio. Cuanto más salado sea el líquido, más ondas de radio absorberá, lo que se traduce en un menor alcance. Además, las ondas de radio viajan más despacio en los líquidos (aproximadamente un 30%). Como Pozyx se basa en calcular el tiempo de vuelo de la señal, esto reducirá la precisión en varios centímetros.
El tamaño del impacto de la obstrucción líquida sobre la señal está directamente relacionado con su volumen. Mantener la mano entre dos dispositivos tendrá casi ningún impacto. Colocar a una persona o un barril de agua entre dos dispositivos reducirá significativamente el alcance y dará lugar a mediciones de distancia que parecerán ser mayores.
NLOS y reflexiones
Como se indicó en el artículo anterior sobre banda ultraancha, las reflexiones tienen poco impacto en la precisión de la medición de distancia porque solo se utiliza para los cálculos la señal en línea de visión. Sin embargo, en caso de NLOS severo, puede que no exista señal LOS y que todo lo que se reciba sea la reflexión. Como la reflexión recorre una distancia mucho mayor, esto puede dar lugar a errores de medición de varios metros. Afortunadamente, existen varias formas de tratar estos grandes errores NLOS mediante técnicas de detección y mitigación de NLOS. En Pozyx utilizamos varias técnicas avanzadas para eliminar el efecto adverso del NLOS. Esto está disponible en todos los sistemas Pozyx y permite operar en entornos exigentes como almacenes o tiendas minoristas.
Lee el siguiente artículo sobre dónde colocar los anclajes para saber más sobre la tecnología de Pozyx.