專利下行 Reverse-TDoA 架構:固定的電池供電信標廣播,頭盔內的接收器聆聽。
衛星導航在建築物邊界失效。藍牙和 Wi-Fi 只能指示工人所在的房間——對危險的工業區域而言過於粗糙。站在屏障旁安全的人和踏入禁區的人,是根本不同的營運事件。超越一定精度門檻後,座標從單純的地圖標記轉變為經驗證的事件:區域進入、停留時間和精確的移動軌跡。
UWB 提供高精度追蹤已超過十年,但廣泛的工業採用受阻於商業現實,而非技術限制。在傳統的上行 TDoA 系統中,固定錨點必須接收每個標籤的封包、維持次奈秒級的有線時間同步,並透過乙太網路回傳量測資料。業界基準顯示,約 85% 的總部署成本僅來自佈線基礎設施:導管佈設、PoE 交換器、工業升降機和認證電氣人力。
容量是第二個致命瓶頸。市場宣稱的標籤數量往往是理論算術:在僅 18% 負載的隨機 ALOHA 通道存取下,大約三分之一的傳輸會發生碰撞。市場上標榜高容量的最高資料速率無線電設定檔,對鋼結構和多路徑反射的韌性最差。在工業安全中,一個遺失的封包就是一個未被監控的工人。
技術報告 TR-XENOM-2025-01,使用四個信標在 DW1000 平台上的靜態測試。
我們反轉了量測管線。固定的低功耗信標廣播專利 UWB 封包,而內嵌於頭盔的接收器只需聆聽。信標自主運作,無需管理回傳連線或聆聽標籤。
無需時序分配網路和資料纜線回傳。在標準 300 毫秒廣播間隔下,一個信標使用標準 10,000 mAh 外接電池組可運作約六天——經連續營運的現場測試驗證。信標放置在真正需要可視性的位置,而非網路纜線所指定的位置。
信標和接收器的 RF 路徑無需複雜的逐裝置手動校準。部署純粹是無線電規劃:選擇錨點位置、記錄測量座標,並驗證覆蓋區域。
頭盔以純被動聆聽模式運作。增加 10,000 名工人不會產生任何額外的 UWB 傳輸和無線電碰撞。基礎設施擴充嚴格取決於現場面積和幾何形狀——與人數完全無關。
UWB 接收器內建於安全頭盔中。無需盤點、充電、取回或更換的次級標籤,也完全不存在工人將定位信標遺留在置物櫃的可能性。
我們刻意選擇最低資料速率和長前導碼,優先考量重型鋼構周圍的 RF 鏈路預算和多路徑韌性,而非在真實工廠中會崩潰的理論高吞吐量數字。
數據來自一個布置齊全的房間,而非空曠的實驗室:持續的非視線傳播、無線電路徑穿過兩道石膏板牆、四個信標中有兩個位於帶有金屬後固化室的樹脂列印機旁,第三個信標正對一面鏡子。未應用任何卡爾曼濾波器、移動平均或軌跡平滑處理。
測試使用了四個信標和 DW1000 平台上的靜止接收器。此架構亦在 DW3000 上實現,但這些量化結果不適用於該平台——也不適用於大規模工業現場的移動人員——除非另行進行量測活動。
發布的數據中刻意包含一個不利的壓力系列:座標可用性降至 15.79%,P95 徑向誤差升至 93.94 公分。移除有線同步簡化了安裝,但並未消除覆蓋工程和驗收測試的需求。
危險區域的人員在進入瞬間即被偵測
在工作、危險、服務和等待區域的停留時間
按區域自動切換無線電頻道
特定房間的門禁控制
疏散期間的人員定位
路線和事件分析,以及為控制室產生事件
相同的架構適用於消費型手機的室內導航——一個被動聆聽者計算自身位置,而信標在設計上不知道誰在聆聽。這正是 FiRa 所稱的未追蹤室內導航(Untracked Indoor Navigation)情境。Apple 在 iOS 26 中引入了 DL-TDoA API,Google 在 Android 17 中加入了 FiRa 4.0 支援,但我們的封包格式是專有的,手機系統 API 無法理解。將信標切換至標準 FiRa 模式,意味著回到一個必須持續協調的錨點網路——失去此架構所建立的獨立性。直接路徑需要 Apple 和 Android 製造商開放開發者存取接收到的 UWB 幀及其硬體時間戳記。在此之前,這是一個研究方向,而非已出貨的功能,我們刻意保留此區別。