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Bluetoothの無線距離計測を活用

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Bluetooth®1の距離計測を研究

これまではRSSI方式で距離測定をしていました。
これは下記の特徴を持っています。
  • 通信強度を利用して距離を推定
  • 数メートル~数十メートル単位の測定精度

しかし、この方法では誤差の大きさが課題でした。

そこで新しく登場したのが、チャンネルサウンディングという技術です。
チャンネルサウンディングは下記の特徴を持っており、RSSI方式よりも上位互換になるとされています。
  • 0.3メートル~0.5メートル単位ほどの高精度な距離測定が可能
  • Bluetooth機器で利用可能(チャンネルサウンディング対応機器のみ)
  • 暗号化通信・認証付きでセーフティ
  • 低消費電力で長時間動作可能
RTT(ラウンドトリップタイム)とPBR(フェーズベースドレンジング)の2種類の通信方式を用いて距離を測定します。
RTT(ラウンドトリップタイム):往復の時間を測定 / PBR(フェーズドレンジング):信号の位相のずれを測定

PBRで測定した位相データから逆フーリエ変換で時間軸データに変換します。
そうして出来た時間軸データのピークから通信距離を予測します。
結果、より高い精度での距離測定が可能です。

PBRで測定した位相データ⇒IFFT(逆フーリエ変換)⇒時間軸データに変換
建設機械のシステム確認
  • 登録済みの受信機と建機の距離を測定
  • 接近時、緊急停止や警告灯で警告
  • 大型建機の事故を未然に防ぐ
作業員が建設機械へ近づきずぎていることを距離センサが警告している様子
その他の活用例として、以下が挙げられます
  • 車両のスマートキー
  • 船の落水検知
  • 病院の患者位置把握
車両の持ち主が近づいていることを知り開錠する様子 / 船から人が海へ落ちたことを検知する様子 / 患者の位置を距離センサが把握する様子
  1. Bluetooth®ワードマークおよびロゴは登録商標であり、Bluetooth SIG, Inc.が所有権を有します。[ライセンシー名]は使用許諾の下でこれらのマーク およびロゴを使用しています。その他の商標および登録商標は、それぞれの所有者の商標および登録商標です
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