Izvornik: Ulink Media
Autor: 旸谷
Nedavno je nizozemska poluvodička tvrtka NXP, u suradnji s njemačkom tvrtkom Lateration XYZ, stekla mogućnost postizanja milimetarskog preciznog pozicioniranja drugih UWB predmeta i uređaja koristeći ultraširokopojasnu tehnologiju.Ovo novo rješenje donosi nove mogućnosti za različite scenarije primjene koji zahtijevaju precizno pozicioniranje i praćenje, označavajući bitan napredak u povijesti razvoja UWB tehnologije.
Zapravo, trenutna UWB točnost na centimetrskoj razini u području pozicioniranja napravljena je brzo, a viša cijena hardvera također zadaje glavobolje korisnicima i pružateljima rješenja kako riješiti poteškoće s troškovima i implementacijom.U ovom trenutku "roll" na milimetarsku razinu, je li potrebno?A koje će tržišne prilike donijeti UWB milimetarske razine?
Zašto je UWB milimetarske skale teško dostupan?
Kao visokoprecizna, visoko točna, visokosigurnosna metoda pozicioniranja i određivanja dometa, UWB unutarnje pozicioniranje može teoretski doseći milimetarsku ili čak mikrometarsku točnost, ali u stvarnoj je implementaciji dugo vremena ostalo na centimetrskoj razini, uglavnom zbog na sljedeće čimbenike koji utječu na stvarnu točnost UWB pozicioniranja:
1. Utjecaj načina postavljanja senzora na točnost pozicioniranja
U stvarnom procesu rješavanja točnosti pozicioniranja, povećanje broja senzora znači povećanje suvišnih informacija, a bogate suvišne informacije mogu dodatno smanjiti pogrešku pozicioniranja.Međutim, točnost pozicioniranja se ne povećava s najboljim senzorima, a kada se broj senzora poveća na određeni broj, doprinos točnosti pozicioniranja nije velik s povećanjem senzora.A povećanje broja senzora znači povećanje cijene opreme.Stoga je fokus istraživanja utjecaja postavljanja senzora na točnost pozicioniranja kako pronaći ravnotežu između broja senzora i točnosti pozicioniranja, a time i razumne primjene UWB senzora.
2. Utjecaj multipath efekta
UWB ultraširokopojasni signali pozicioniranja reflektiraju se i lome od okolnog okoliša kao što su zidovi, staklo i unutarnji objekti kao što su stolna računala tijekom procesa širenja, što rezultira učincima višestaznosti.Signal se mijenja u kašnjenju, amplitudi i fazi, što rezultira prigušenjem energije i smanjenjem omjera signal/šum, što dovodi do činjenice da prvi dosegnuti signal nije izravan, što uzrokuje pogreške u određivanju dometa i smanjenje točnosti pozicioniranja .Stoga učinkovito suzbijanje efekta višestaznosti može poboljšati točnost pozicioniranja, a trenutne metode za suzbijanje višestaznosti uglavnom uključuju MUSIC, ESPRIT i tehnike detekcije rubova.
3. NLOS utjecaj
Line-of-sight propagacija (LOS) je prvi i preduvjet za osiguranje točnosti rezultata mjerenja signala, kada se ne mogu ispuniti uvjeti između cilja mobilnog pozicioniranja i bazne stanice, propagacija signala može biti samo dovršeno u uvjetima izvan vidnog polja kao što su refrakcija i difrakcija.U ovom trenutku, vrijeme prvog pristiglog impulsa ne predstavlja stvarnu vrijednost TOA, a smjer prvog prispjelog impulsa nije stvarna vrijednost AOA, što će uzrokovati određenu pogrešku pozicioniranja.Trenutačno su glavne metode za eliminiranje pogreške izvan vidnog polja Wyliejeva metoda i metoda eliminacije korelacije.
4. Utjecaj ljudskog tijela na točnost pozicioniranja
Glavna komponenta ljudskog tijela je voda, voda na UWB bežičnom pulsnom signalu ima snažan učinak apsorpcije, što rezultira slabljenjem snage signala, odstupanjem informacija o rasponu i utječe na konačni učinak pozicioniranja
5. Utjecaj slabljenja prodora signala
Svaki prodor signala kroz zidove i druge entitete bit će oslabljen, UWB nije iznimka.Kada UWB pozicioniranje prodre kroz obični zid od opeke, signal će biti oslabljen za oko pola.Promjene u vremenu prijenosa signala zbog probijanja zida također će utjecati na točnost pozicioniranja.
Zbog ljudskog tijela, prodiranje signala uzrokovano preciznošću udara teško je zaobići. NXP i njemačka tvrtka LaterationXYZ će kroz inovativna rješenja za raspored senzora poboljšati UWB tehnologiju, nije bilo posebnog prikaza inovativnih rezultata , mogu samo biti pušten sa službene web stranice NXP prošlih tehničkih članaka da bi relevantne spekulacije.
Što se tiče motivacije za poboljšanje točnosti UWB-a, vjerujem da je to prije svega NXP kao vodeći svjetski UWB igrač koji će se nositi s trenutnim domaćim proizvođačima velikih inovacija u situaciji proboja i tehničkoj obrani.Uostalom, trenutna UWB tehnologija još uvijek je u fazi procvata razvoja, a odgovarajući trošak, primjena i opseg još nisu stabilizirani, u ovom su trenutku domaći proizvođači više zabrinuti oko toga da UWB proizvodi što prije stignu i širiti, zauzeti tržište, nemaju vremena brinuti o UWB točnosti za poboljšanje inovacije.NXP, kao jedan od vodećih igrača na polju UWB, ima kompletan ekosustav proizvoda, kao i mnogo godina dubokog oranja akumulirane tehničke snage, ugodnije za provedbu UWB inovacije.
Drugo, NXP ovaj put prema UWB milimetarskoj razini, također vidi beskonačan potencijal budućeg razvoja UWB i uvjeren je da će poboljšanje preciznosti donijeti nove aplikacije na tržište.
Po mom mišljenju, prednost UWB-a nastavit će se poboljšavati s napretkom 5G "nove infrastrukture" i dalje proširiti svoje vrijednosne koordinate u procesu industrijske nadogradnje 5G pametnog osnaživanja.
Prethodno, u 2G/3G/4G mreži, scenariji mobilnog pozicioniranja uglavnom su bili usmjereni na hitne pozive, legalan pristup lokaciji i druge aplikacije, zahtjevi za preciznošću pozicioniranja nisu visoki, temeljeni na gruboj točnosti pozicioniranja Cell ID-a od desetaka metara do stotina od metara.Dok 5G koristi nove metode kodiranja, fuziju snopa, velike antenske nizove, milimetarski valni spektar i druge tehnologije, njegova tehnologija velike propusnosti i antenskog niza pruža osnovu za visokoprecizna mjerenja udaljenosti i visokoprecizna mjerenja kutova.Stoga je još jedan krug UWB sprinta u polju točnosti podržan odgovarajućom pozadinom ere, tehnološkim temeljima i dovoljnim izgledima za primjenu, a ovaj UWB sprint točnosti može se smatrati predizgledom za ispunjavanje nadogradnje digitalne inteligencije.
Koja će tržišta otvoriti Millimeter UW?
Trenutačno, tržišnu distribuciju UWB uglavnom karakterizira B-end disperzija i C-end koncentracija.U aplikaciji, B-end ima više slučajeva upotrebe, a C-end ima više maštovitog prostora za rudarenje performansi.Po mom mišljenju, ova inovacija koja se fokusira na performanse pozicioniranja konsolidira prednosti UWB-a u preciznom pozicioniranju, što ne samo da donosi napredak u performansama za postojeće aplikacije, već također stvara prilike za UWB da otvori novi prostor za aplikacije.
Na B-end tržištu, za parkove, tvornice, poduzeća i druge scenarije, bežično okruženje njegovog specifičnog područja je relativno sigurno, a točnost pozicioniranja može se dosljedno jamčiti, dok takve scene također održavaju stabilnu potražnju za točnom percepcijom pozicioniranja, ili će postati UWB milimetarske razine uskoro će biti usmjeren na prednost tržišta.
U rudarskom scenariju, s napretkom inteligentne konstrukcije rudnika, fuziono rješenje "5G+UWB pozicioniranja" može učiniti da inteligentni rudarski sustav završi pozicioniranje u vrlo kratkom vremenu, postigne savršenu kombinaciju preciznog pozicioniranja i niske potrošnje energije, i ostvariti karakteristike visoke preciznosti, velikog kapaciteta i dugog vremena čekanja, itd. U isto vrijeme, na temelju upravljanja sigurnošću rudnika, može se koristiti za osiguranje sigurnosti rudnika i upravljanja sigurnošću rudnika.U isto vrijeme, na temelju velike potražnje za upravljanjem sigurnošću rudnika, UWB će se također koristiti u svakodnevnom upravljanju osobljem i automobilskom stazom.Trenutno, zemlja ima određeni broj rudnika ugljena oko 4000 ili tako nešto, a prosječna potražnja za svakom baznom stanicom rudnika ugljena je oko 100 ili tako nešto, iz čega se može procijeniti da je ukupna potražnja za baznom stanicom rudnika ugljena oko 400 000, ukupan broj rudara ugljena oko 4 milijuna ljudi ili tako nešto, prema 1 osoba 1 oznaka, potražnja za UWB oznakama oko 4 milijuna ili tako nešto.Prema trenutnom krajnjem korisniku za kupnju jedinstvene tržišne cijene, tržište ugljena na tržištu hardvera UWB "bazne stanice + oznake" iznosi oko 4 milijarde izlazne vrijednosti.
Rudarstvo i rudarstvo slični visokorizičnim scenarijima i vađenju nafte, elektranama, kemijskim postrojenjima itd., potrebe upravljanja sigurnošću za zahtjeve točnosti pozicioniranja su veće, UWB točnost pozicioniranja do milimetarske razine poboljšanja pomoći će konsolidirati svoje prednosti u takvim područjima.
U scenarijima industrijske proizvodnje, skladištenja i logistike, UWB je postao alat za smanjenje troškova i učinkovitost.Radnici koji koriste ručne uređaje s UWB tehnologijom mogu točnije locirati i postaviti različite dijelove;izgradnja sustava upravljanja koji integrira UWB tehnologiju u upravljanje skladištem može točno nadzirati sve vrste materijala i osoblja u skladištima u stvarnom vremenu i postići kontrolu zaliha, upravljanje osobljem, au isto vrijeme također postići učinkovit i bez grešaka materijal bez posade promet kroz AGV opremu, što može uvelike povećati učinkovitost proizvodnje.
Osim toga, milimetarski skok UWB-a također može otvoriti nove primjene u području željezničkog prometa.Trenutačno se sustav aktivne kontrole vlaka uglavnom oslanja na satelitsko pozicioniranje da bi se dovršio, za okruženje podzemnih tunela, kao i urbane visoke zgrade, kanjone i druge scene, satelitsko pozicioniranje je sklono kvaru.UWB tehnologija u CBTC pozicioniranju i navigaciji vlaka, izbjegavanju sudara u stupcu i ranom upozoravanju na sudar, preciznom zaustavljanju vlaka itd., može pružiti pouzdaniju tehničku podršku za sigurnost i kontrolu željezničkog prometa.Trenutačno ova vrsta primjene u Europi i Sjedinjenim Državama ima raštrkane slučajeve primjene.
Na tržištu C-terminala, UWB preciznost do milimetarske razine poboljšanja će otvoriti nove scenarije primjene osim digitalnih ključeva za scenu vozila.Na primjer, automatsko parkiranje, automatsko plaćanje i tako dalje.U isto vrijeme, na temelju tehnologije umjetne inteligencije, također se može "naučiti" obrasci kretanja i navike korisnika te poboljšati performanse tehnologije automatske vožnje.
U području potrošačke elektronike, UWB bi mogla postati standardna tehnologija za pametne telefone pod valom interakcije automobila i stroja digitalnih ključeva automobila.Osim otvaranja šireg aplikacijskog prostora za pozicioniranje i pretraživanje proizvoda, UWB-ovo poboljšanje točnosti također može otvoriti novi aplikacijski prostor za scenarije interakcije opreme.Na primjer, točan raspon UWB-a može točno kontrolirati udaljenost između uređaja, prilagoditi konstrukciju scene proširene stvarnosti, za igru, zvuk i video kako bi se omogućilo bolje osjetilno iskustvo.
Vrijeme objave: 4. rujna 2023