UWB தொழில்நுட்பம் மற்றும் Time of Flight எவ்வாறு பொருட்களைக் கண்டறிகிறது?

நமது அன்றாட வாழ்க்கையில் சாவி, பர்ஸ் அல்லது பயணப் பைகளைத் தொலைத்துவிட்டுத் தேடுவது பலருக்கும் பெரும் மன அழுத்தத்தைத் தரும் ஒரு விஷயமாகும். முன்னரெல்லாம் புளூடூத் சிக்னல் வலிமையை (RSSI) வைத்து மட்டுமே பொருட்கள் இருக்கும் தோராயமான இடத்தை அறிய முடிந்தது. ஆனால், நவீன அல்ட்ரா-வைட்பேண்ட் எனப்படும் UWB தொழில்நுட்பம் அறிமுகமான பிறகு, இந்த நிலை முற்றிலும் மாறிவிட்டது. வெறும் வரம்பிற்குள் இருப்பதை மட்டும் சொல்லாமல், உங்கள் தொலைந்த பொருள் எத்தனை இன்ச் தூரத்தில், எந்தத் திசையில் உள்ளது என்பதை மில்லிமீட்டர் துல்லியத்துடன் காட்டக்கூடிய அமைப்பாக UWB தொழில்நுட்பம் உருவெடுத்துள்ளது. இந்த வியக்கத்தக்க தொழில்நுட்பத்தின் பின்னணியில் உள்ள இயற்பியல் மற்றும் கணிதக் கோட்பாடுகளைப் பற்றி விரிவாகப் பார்ப்போம்.

புளூடூத் சிக்னல் முதல் UWB தொழில்நுட்பம் வரையிலான மாற்றம்

பழைய தலைமுறை டிராக்கர்கள் புளூடூத் சிக்னலின் வலிமையைப் பொறுத்தே இயங்கின. நீங்கள் சாதனத்தை நெருங்கும்போது சிக்னல் வலுவடையும், தூரம் செல்லும்போது பலவீனமடையும். இருப்பினும், சுவர்கள், மரச்சாமான்கள் அல்லது மனித உடல்கள் கூட இந்த சிக்னலை மறித்து தவறான தூரத்தைக் காட்டக்கூடும். இதனால் பொருள் பக்கத்திலேயே இருந்தாலும் அதைக் கண்டுபிடிப்பது கடினமாக இருந்தது.

இதற்குத் தீர்வாக வந்ததுதான் UWB தொழில்நுட்பம். இது பரந்த அதிர்வெண் அலைவரிசையில் (Wide Frequency Band) மிகக் குறைந்த ஆற்றலில் குறுகிய நேர ரேடியோ துடிப்புகளை (Radio Pulses) அனுப்புகிறது. இதனால் பிற சிக்னல்களின் குறுக்கீடுகள் இல்லாமல் துல்லியமான அளவீடுகளைப் பெற முடிகிறது.

Time of Flight (ToF) இயற்பியல் கொள்கை எவ்வாறு செயல்படுகிறது?

UWB டிராக்கிங்கின் முதன்மையான தூணாக இருப்பது 'Time of Flight' (ToF) என்ற கோட்பாடாகும். ஒரு ரேடியோ அலை உங்கள் ஸ்மார்ட்போனிலிருந்து புறப்பட்டு, டிராக்கர் சாதனத்தைச் சென்றடைந்து, மீண்டும் போனுக்குத் திரும்பி வர எடுத்துக்கொள்ளும் நேரத்தை இது கணக்கிடுகிறது. ஒளி மற்றும் ரேடியோ அலைகள் வெற்றிடத்தில் பயணிக்கும் வேகத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டு இந்த தூரம் தீர்மானிக்கப்படுகிறது.

ரேடியோ அலைகள் ஒளியின் வேகத்தில் பயணிப்பதால், நேரத்தைக் கணக்கிடும் கடிகாரம் ஒரு வினாடியின் கோடான கோடி பகுதியில் ஒரு பங்கைக் கூட (Nanoseconds) துல்லியமாகக் கணக்கிட வேண்டும்.

ஸ்மார்ட்போனில் உள்ள செயலி, பின்வரும் எளிய இயற்பியல் சூத்திரத்தைப் பயன்படுத்தி தூரத்தைக் கணக்கிடுகிறது:

• தூரம் = (அலைகள் பயணித்த நேரம் × ஒளியின் வேகம்) / 2

இதன் மூலம் வெறும் சிக்னல் அளவை நம்பியிருக்காமல், உண்மையான தூரத்தை அங்குல அளவிலும் இன்ச் அளவிலும் ஸ்மார்ட்போன் திரையில் காட்ட முடிகிறது.

கோணத்தையும் திசையையும் கண்டறியும் AoA தொழில்நுட்பம்

Angle of Arrival (AoA) என்றால் என்ன?

பொருள் எவ்வளவு தூரத்தில் இருக்கிறது என்று தெரிந்தால் மட்டும் போதாது, அது எந்தத் திசையில் உள்ளது என்பதும் முக்கியம். இதற்காக UWB அமைப்பில் 'Angle of Arrival' (AoA) பயன்படுத்தப்படுகிறது. நவீன ஸ்மார்ட்போன்களில் பல UWB ஆண்டெனாக்கள் பொருத்தப்பட்டிருக்கும்.

டிராக்கரிலிருந்து வரும் சிக்னல் ஸ்மார்ட்போனின் ஒவ்வொரு ஆண்டெனாவையும் வெவ்வேறு நுண் வினாடிகளில் சென்றடையும். இந்த நேர வித்தியாசத்தைக் கொண்டு (Phase Difference), சிக்னல் எந்தக் கோணத்திலிருந்து வருகிறது என்பதை ஸ்மார்ட்போன் துல்லியமாகப் பகுப்பாய்வு செய்கிறது.

ஸ்மார்ட்போன் திரையில் துல்லியமான வழிகாட்டுதல்

ToF வழங்கும் தூர அளவீடும், AoA வழங்கும் கோண அளவீடும் ஒன்றாகச் சேரும்போது, உங்கள் போன் திரையில் ஒரு திசைகாட்டி போல அம்புக்ககுறி தோன்றி தொலைந்த பொருளை நோக்கி உங்களை அழைத்துச் செல்கிறது. 'Precision Finding' என்று அழைக்கப்படும் இந்த அம்சம், அறையின் மூலை முடுக்கில் ஒளிந்திருக்கும் சாவியைக் கூட நொடிகளில் கண்டுபிடிக்க உதவுகிறது.

எதிர்காலத்தில் இந்த UWB தொழில்நுட்பம் ஸ்மார்ட் ஹோம்கள், தானியங்கி வாகனங்கள் மற்றும் உட்புற வழிசெலுத்தல் (Indoor Navigation) போன்ற பல துறைகளில் மிகப்பெரிய மாற்றத்தை ஏற்படுத்தும் என்பதில் ஐயமில்லை.

நீங்கள் இதுவரை UWB தொழில்நுட்பம் கொண்ட ஸ்மார்ட் டிராக்கர்களைப் பயன்படுத்தியிருக்கிறீர்களா? உங்களது அனுபவங்களை கீழே உள்ள கருத்துப் பகுதியில் எங்களோடு பகிர்ந்து கொள்ளுங்கள்!