Ultra-large bande et obstacles

Cet article fait partie de la Pozyx Academy et est le quatrième d'une série de cinq articles qui expliquent comment la technologie Pozyx fonctionne et ce qu'il faut prendre en compte lors de l'installation du système Pozyx.

• Comment fonctionne le positionnement
• Comment fonctionne l'ultra-large bande
• Protocoles de positionnement expliqués
• Ultra-large bande et obstacles
• Où placer les ancres

Dans cet article, nous expliquerons ce que signifie la ligne de vue (LOS) dans le contexte du positionnement ultra-large bande (UWB) et comment vous devez l'interpréter.

Un grand avantage de l'utilisation de l'ultra-large bande par rapport au positionnement optique ou basé sur le son comme le suivi par caméra ou l'ultrason, est que l'ultra-large bande est une technologie radio qui peut facilement pénétrer les objets. Pozyx s'appuie sur la transmission d'un ID et d'un horodatage via l'UWB pour le positionnement, et non simplement sur la puissance du signal comme beaucoup d'autres solutions basées sur Bluetooth/Beacon. Cela signifie que même si le signal est fortement obstrué, il y a dans la plupart des cas une perte d'exactitude et de portée minime.

Ligne de vue claire

La ligne de vue claire est le scénario idéal pour la meilleure portée et précision. Cela signifie que les antennes de toutes les ancres impliquées peuvent se voir mutuellement.

Transparence radio

Pour la technologie radio sans fil, l'effet des obstacles sur la performance radio dépend du matériau de l'obstacle et de sa transparence radio. Les signaux rebondiront partiellement sur les obstacles provoquant des réflexions, et pénétreront partiellement l'objet. Selon le type de matériau, le signal traversera l'objet avec peu d'effet, ou sera complètement absorbé. En présence d'obstacles, on parle de non-ligne de vue (NLOS).

La plupart des matériaux peuvent être divisés en deux catégories : isolants et conducteurs. Parce que toutes les ondes radio sont des ondes électromagnétiques, les matériaux de la catégorie conducteurs auront un grand impact sur un signal. Dans la classe des conducteurs, les éléments les plus courants sont les métaux, à l'exception de l'eau salée.

Isolants

Les matériaux comme le bois, le plastique, le verre, le carton, la brique, etc. sont tous d'excellents isolants et très transparents aux ondes radio. Cela signifie que si l'un de ces matériaux obstrue le chemin entre deux dispositifs Pozyx, l'impact sera généralement négligeable. Cela ne veut pas dire que le signal traversera sans impact un tas de bûches ou de briques, il y a des limites. Mais cela signifie qu'un boîtier en plastique ou un mur sans plomb n'affectera pas beaucoup votre installation.

Métaux

Les métaux sont les conducteurs les plus courants. Les conducteurs refléteront la plupart des ondes radio et rendront plus difficile le passage de la partie qui traverse. Cela vous donne deux propriétés négatives :

• Le signal aura moins de puissance et donc une portée réduite.

• Le signal passera plus de temps à essayer de traverser le matériau, mais comme le positionnement Pozyx repose sur le calcul du temps de vol, cela réduira la précision.

Cela ne doit pas être interprété comme « n'importe quelle quantité de métal ruinera le signal ». Des feuilles métalliques fines auront un impact mais peuvent encore être traversées. Placer un tag à l'arrière d'un téléphone, près d'une batterie, dans une voiture ou sur un robot fonctionnera toujours bien, bien qu'avec une réduction de précision de quelques centimètres. Les murs en béton avec plomberie, câblage et structures métalliques de support, en revanche, affaibliront le signal. Le signal passera mais votre précision sera réduite et votre portée après l'obstruction sera très courte.

Lorsque les métaux sont très proches de l'ancre, ils peuvent modifier de manière imprévisible les propriétés de l'antenne. Pour cette raison, il est toujours recommandé de garder l'ancre à une distance minimale de 20 cm des métaux.

Liquides

Comme les métaux, les liquides absorbent les ondes radio. Plus le liquide est salé, plus il absorbe les ondes radio, ce qui réduit la portée. De plus, les ondes radio voyagent plus lentement dans les liquides (environ 30%). Comme Pozyx s'appuie sur le calcul du temps de vol du signal, cela réduira la précision de plusieurs centimètres.

L'ampleur de l'impact de l'obstruction liquide sur le signal est directement liée à son volume. Tenir votre main entre deux dispositifs aura presque aucun impact. Placer une personne ou un baril d'eau entre deux dispositifs réduira significativement la portée et entraînera des mesures de distance qui sembleront plus éloignées.

NLOS et réflexions

Comme indiqué dans l'article précédent sur l'ultra-large bande, les réflexions ont peu d'impact sur la précision de la mesure de distance car seul le signal en ligne de vue est utilisé pour les calculs. Cependant, en cas de NLOS sévère, il peut arriver qu'il n'y ait pas de signal LOS, et que tout ce qui soit reçu soit la réflexion. Comme la réflexion parcourt une distance beaucoup plus grande, cela peut entraîner des erreurs de mesure de plusieurs mètres. Heureusement, il existe plusieurs moyens de gérer ces grandes erreurs NLOS en utilisant des techniques de détection et d'atténuation NLOS. Chez Pozyx, nous utilisons plusieurs techniques avancées pour éliminer l'effet négatif du NLOS. Cela est disponible dans tous les systèmes Pozyx et permet une utilisation dans des environnements difficiles tels que les entrepôts ou les magasins de détail.

Lisez l'article suivant sur où placer les ancres pour en savoir plus sur la technologie de Pozyx.

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