UWBを使ってみた

IoTLT vol.88で発表した資料になります。
中国に来てUWB通信を試す事ができたので、M5Stackから出ているUWB Unitを使ってみた話をします

Transcript

1. UWBを使ってみた
   IoTLT Vol.88 2022/6/19
   norippy @ rino products
   

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2. norippy (Norio Ikedo)
   ○平日は某自動車の会社でコネクティッドカーの開発エンジニア
   ○余暇の時間はrino products代表(副業)
   ガジェットの筐体、電子回路、組み込みFW等の設計・開発・販売
   (スイッチサイエンス様でオリジナル商品を販売中です)
   Twitter:norippy Web page note
   

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3. 広州(中国) で海外赴任中︕
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   5⽉の終わりから海外出向で、広州に来ました︕
   やっと隔離⽣活が終わり、現在１週間の⾏動⾃粛期間中です。
   中国に住んでいることを⽣かして、個⼈で⼀歩踏み込んだモノづくりをしていきます︕
   

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4. UWB(Ultra Wide Band)について
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   20年くらい前からある技術だが、iPhoneにUWBが搭載されたことで再び
   脚光を浴びている技術。しかし、⽇本では利⽤されている機器がほとんどないかと思います
   できること
   TOA (Time of Arrival)という、送信機から発信される信号が、受信機に到着するまでの時間を
   利⽤して、⾼い精度で2点間の距離(ベクトル＆絶対距離)が取得できる技術
   XiaomiのBluetooth スピーカー UWBを搭載している
   BMW iX
   iPhone限定ですが、スマートフォンキーと⾞の
   距離測定技術にUWBが利⽤されている
   

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5. UWBを試したい -⽇本編-
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   ⽇本ではまだUWBモジュールが利⽤できません（技適未取得のため)が、
   UWB搭載の iPhoneが2台あれば試すことが可能です
   https://developer.apple.com/nearby-interaction/
   https://github.com/aniltaskiran/iOSNearbyInteraction
   Sample :
   UWBは近距離では精度が全く出ない。
   利⽤した感覚では20 cmくらいまでは
   あまり精度が出ません。
   

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6. UWBを試したい -中国編-
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   中国では問題なく利⽤できるようになっている。UWBモジュールも買うことも可能
   今回、M5Stackが販売しているUWB Unitを2つ購⼊して試してみました
   BU01という
   モジュールが使われている
   https://docs.m5stack.com/en/unit/uwb
   

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7. UWBのプロトコルの概念
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   UWBには固定された“BASE ( ANCHOR)”と動き回る”TAG”の2つの役割から構成されております。
   複数のBASEでTAGの距離を測定することで、TAGが空間的にどこにいるのかを探すことができます
   UWB UnitもBASEが3つにTAG1つという構成を前提にサンプルコードが開発されています。
   TAG側でそれぞれのBASEまでの距離を⾒ることができるようになっています
   （他のモジュールではBASE側でTAGの距離を⾒ることができるようです)
   

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8. 動かしてみた
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   ・応答性に関してはもう少し欲しいなと感じますが、
   精度は⾼いです。(誤差 数cm )
   ・かなり広い範囲で精度良く取れる。50mまで
   測定する事ができる。
   ・モジュール間の距離が10cmと近距離になると
   正確に測定ができなくなる
   Bluetooth Low Energyのビーコンの代わりになるかも︖
   遠距離センシング x ⾼精度が必要なシステムにはもってこい︕
   

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9. まとめ
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   ・M5 Stack UWB Unit でUWBを試してみました
   ・UWB UnitはATコマンドだけで動くので
   とても簡単に使えるようになっています
   ・UWBはデータ通信をするものではなく、距離を測定するセンサー
   （調べると任意のデータ通信も技術的にはできるようです)
   ⽇本でも気軽に利⽤できるようになる⽇を楽しみにしましょう︕
   

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