Original: Ulink Media
Autor: 旸谷
Nedavno je holandska poluprovodnička kompanija NXP, u saradnji sa njemačkom kompanijom Lateration XYZ, stekla mogućnost postizanja milimetarske preciznosti 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 suštinski napredak u historiji razvoja UWB tehnologije.
U stvari, trenutna preciznost na nivou UWB centimetra, u polju pozicioniranja je urađena brzo, a viša cijena hardvera također zadaje glavobolje korisnicima i dobavljačima rješenja o tome kako riješiti troškove i poteškoće pri implementaciji. U ovom trenutku "kotrljajte" do milimetarskog nivoa, da li je potrebno? I koje će tržišne mogućnosti donijeti UWB na milimetarskom nivou?
Zašto je UWB milimetarske skale teško doći?
Kao metoda visoke preciznosti, visoke preciznosti, pozicioniranja visoke sigurnosti i dometa, UWB pozicioniranje u zatvorenom prostoru teoretski može doseći milimetarsku ili čak mikrometarsku tačnost, ali u stvarnoj primjeni ostaje na nivou centimetra dugo vremena, uglavnom zbog na sljedeće faktore koji utiču na stvarnu tačnost UWB pozicioniranja:
1. Utjecaj načina postavljanja senzora na tačnost pozicioniranja
U stvarnom procesu rješavanja tačnosti pozicioniranja, povećanje broja senzora znači povećanje redundantnih informacija, a bogate suvišne informacije mogu dodatno smanjiti grešku pozicioniranja. Međutim, tačnost pozicioniranja se ne povećava kod najboljih senzora, a kada se broj senzora poveća na određeni broj, doprinos tačnosti pozicioniranja nije velik s povećanjem senzora. A povećanje broja senzora znači povećanje cijene opreme. Stoga, kako pronaći ravnotežu između broja senzora i tačnosti pozicioniranja, a samim tim i razumne primjene UWB senzora, fokus je istraživanja o utjecaju postavljanja senzora na tačnost pozicioniranja.
2. Utjecaj multipath efekta
UWB ultra-širokopojasni signali pozicioniranja se reflektuju i prelamaju od okolnog okruženja kao što su zidovi, staklo i unutrašnji objekti kao što su desktopi tokom procesa propagacije, što rezultira efektima više puta. Signal se mijenja u kašnjenju, amplitudi i fazi, što rezultira slabljenjem energije i smanjenjem omjera signal-šum, što dovodi do činjenice da prvi postignuti signal nije direktan, što uzrokuje greške u dometu i smanjenje točnosti pozicioniranja. . Stoga, efektivno potiskivanje višestrukog efekta može poboljšati tačnost pozicioniranja, a trenutne metode za suzbijanje višestrukog zračenja uglavnom uključuju MUSIC, ESPRIT i tehnike detekcije rubova.
3. NLOS uticaj
Propagacija linije vidljivosti (LOS) je prvi i preduslov da se osigura tačnost rezultata merenja signala, kada se ne mogu ispuniti uslovi između mobilnog cilja pozicioniranja i bazne stanice, širenje signala može biti samo završeno pod uslovima van vidnog polja kao što su refrakcija i difrakcija. U ovom trenutku, vrijeme prvog pristiglog impulsa ne predstavlja stvarnu vrijednost TOA, a smjer prvog dolaznog impulsa nije stvarna vrijednost AOA, što će uzrokovati određenu grešku pozicioniranja. Trenutno, glavne metode za eliminaciju greške vidne linije su Wylie metoda i metoda eliminacije korelacije.
4. Uticaj ljudskog tijela na tačnost pozicioniranja
Glavna komponenta ljudskog tijela je voda, voda na UWB bežičnom pulsnom signalu ima snažan učinak apsorpcije, što rezultira slabljenjem jačine signala, devijacijom informacija o rasponu i utječe na konačni učinak pozicioniranja
5. Utjecaj slabljenja prodora signala
Svaki prodor signala kroz zidove i druge entitete će biti oslabljen, UWB nije izuzetak. Kada UWB pozicioniranje prodre u običan zid od cigle, signal će biti oslabljen za otprilike polovinu. Promjene u vremenu prijenosa signala zbog prodora u zid također će utjecati na preciznost pozicioniranja.
Zbog ljudskog tijela, prodiranje signala uzrokovano preciznošću udarca je teško zaobići, NXP i njemačka kompanija LaterationXYZ će kroz inovativna rješenja za raspored senzora poboljšati UWB tehnologiju, nije bilo specifičnog prikaza inovativnih rezultata , mogu me osloboditi samo sa službene web stranice prošlih tehničkih članaka NXP-a radi relevantnih spekulacija.
Što se tiče motivacije za poboljšanje tačnosti UWB-a, vjerujem da je to prije svega NXP kao vodeći svjetski UWB igrač koji se nosi sa aktuelnim domaćim proizvođačima velikih inovacija u probojnoj situaciji i tehničkoj odbrani. Na kraju krajeva, trenutna UWB tehnologija je još uvijek u fazi razvoja, a odgovarajući trošak, primjena i obim još nisu stabilizirani, u ovom trenutku domaći proizvođači su više zabrinuti za UWB proizvode što je prije moguće. i širenje, da bi zauzeli tržište, nemaju vremena da brinu o UWB tačnosti kako bi poboljšali inovaciju. NXP, kao jedan od najboljih igrača na polju UWB, ima kompletan ekosistem proizvoda kao i dugogodišnje duboko oranje akumulirane tehničke snage, udobnije za izvođenje UWB inovacije.
Drugo, NXP ovog puta prema UWB-u milimetarskog nivoa, također vidi beskonačan potencijal budućeg razvoja UWB-a 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 širiti svoje vrijednosne koordinate u procesu industrijske nadogradnje 5G pametnog osnaživanja.
Ranije, u 2G/3G/4G mreži, scenariji mobilnog pozicioniranja bili su uglavnom fokusirani na hitne pozive, legalan pristup lokaciji i druge aplikacije, zahtjevi za preciznošću pozicioniranja nisu visoki, zasnovani na preciznosti grubog pozicioniranja ID-a ćelije od desetina metara do stotina od metara. Dok 5G koristi nove metode kodiranja, fuziju snopa, velike antenske nizove, milimetarski talasni spektar i druge tehnologije, njegov veliki propusni opseg i tehnologija antenskog niza pružaju osnovu za visoko precizno mjerenje udaljenosti i visoko precizno mjerenje ugla. Stoga je još jedan krug UWB sprinta u oblasti tačnosti podržan odgovarajućim pozadinom iz ere, tehnološkom osnovom i dovoljnim izgledima za primjenu, a ovaj sprint preciznosti UWB-a može se smatrati prethodnim rasporedom za ispunjavanje nadogradnje digitalne inteligencije.
Koja tržišta će se otvoriti Millimeter UW?
Trenutno, tržišnu distribuciju UWB uglavnom karakteriše disperzija B-kraja i koncentracija C-kraja. U aplikaciji, B-end ima više slučajeva upotrebe, a C-end ima više maštovitog prostora za iskopavanje performansi. Po mom mišljenju, ova inovacija koja se fokusira na performanse pozicioniranja konsoliduje prednosti UWB-a u preciznom pozicioniranju, što ne samo da donosi napredak u performansama za postojeće aplikacije, već i stvara mogućnosti za UWB da otvori novi prostor za aplikacije.
Na B-end tržištu, za parkove, fabrike, preduzeća i druge scenarije, bežično okruženje njegovog specifičnog područja je relativno sigurno, a preciznost pozicioniranja može biti dosljedno zagarantovana, dok takve scene također održavaju stabilnu potražnju za preciznom percepcijom pozicioniranja, ili će postati UWB milimetarskog nivoa uskoro će biti usmjeren na prednost tržišta.
U rudarskom scenariju, uz napredak inteligentne konstrukcije rudnika, fuzijsko rješenje "5G+UWB pozicioniranja" može učiniti da inteligentni rudarski sistem završi pozicioniranje u vrlo kratkom vremenu, postigne savršenu kombinaciju preciznog pozicioniranja i niske potrošnje energije, i ostvaruju karakteristike visoke preciznosti, velikog kapaciteta i dugog vremena pripravnosti, itd. Istovremeno, na osnovu upravljanja sigurnošću rudnika, može se koristiti za osiguranje sigurnosti rudnika i sigurnosnog upravljanja rudnikom. Istovremeno, na osnovu velike potražnje za upravljanjem sigurnošću rudnika, UWB će se koristiti i u svakodnevnom upravljanju osobljem i automobilskom stazom. Trenutno, zemlja ima određenu skalu rudnika uglja oko 4000 ili nešto više, a prosječna potražnja za baznom stanicom svakog rudnika je oko 100, iz čega se može procijeniti da je ukupna potražnja za baznom stanicom rudnika uglja oko 400.000, ukupni broj rudara uglja oko 4 miliona ljudi, prema etiketi 1 osoba 1, potražnja za UWB oznakama oko 4 miliona ili tako nešto. Prema trenutnom krajnjem korisniku koji kupuje po jedinstvenoj tržišnoj cijeni, tržište uglja na tržištu hardvera UWB "bazna stanica + oznaka" iznosi oko 4 milijarde u vrijednosti proizvodnje.
Rudarstvo i rudarstvo slični scenariji visokog rizika i vađenje nafte, elektrane, hemijska postrojenja itd., potrebe upravljanja sigurnošću za zahtjeve za preciznošću pozicioniranja su veće, UWB preciznost pozicioniranja do milimetarskog poboljšanja pomoći će u konsolidaciji svojih prednosti u takvim područjima.
U scenarijima industrijske proizvodnje, skladištenja i logistike, UWB je postao alat za smanjenje troškova i efikasnost. Radnici koji koriste ručne uređaje sa UWB tehnologijom mogu preciznije locirati i postaviti različite dijelove; izgradnja sistema upravljanja koji integriše UWB tehnologiju u upravljanje skladištem može precizno pratiti sve vrste materijala i osoblja u skladištima u realnom vremenu, i postići kontrolu zaliha, upravljanje osobljem, a istovremeno postići efikasan i bez grešaka materijal bez posade promet kroz AGV opremu, što može značajno povećati efikasnost proizvodnje.
Osim toga, milimetarski skok UWB-a također može otvoriti nove primjene u području željezničkog transporta. Trenutno, aktivni kontrolni sistem voza se uglavnom oslanja na satelitsko pozicioniranje da bi se završilo, za okruženje podzemnih tunela, kao i urbane visoke zgrade, kanjone i druge scene, satelitsko pozicioniranje je sklono neuspjehu. UWB tehnologija u vozu CBTC pozicioniranje i navigacija, kolona za izbjegavanje sudara i rano upozorenje na sudar, precizno zaustavljanje vlaka, itd., može pružiti pouzdaniju tehničku podršku za sigurnost i kontrolu željezničkog transporta. Trenutno, ova vrsta aplikacija u Evropi i Sjedinjenim Državama ima raštrkane slučajeve aplikacija.
Na tržištu C-terminala, UWB preciznost do milimetarskog poboljšanja će otvoriti nove scenarije primjene osim digitalnih ključeva za scenu vozila. Na primjer, automatsko parkiranje vozila, automatsko plaćanje i tako dalje. Istovremeno, na bazi tehnologije umjetne inteligencije, može doći i do „učenja“ korisnikovih obrazaca kretanja i navika, te poboljšanja performansi tehnologije automatske vožnje.
U polju potrošačke elektronike, UWB bi mogao postati standardna tehnologija za pametne telefone pod valom interakcije auto-mašina digitalnih ključeva automobila. Pored otvaranja šireg prostora aplikacije za pozicioniranje i pretraživanje proizvoda, UWB-ovo poboljšanje tačnosti može otvoriti i novi prostor za aplikacije za scenarije interakcije opreme. Na primjer, precizan domet UWB-a može precizno kontrolirati udaljenost između uređaja, prilagoditi konstrukciju scene proširene stvarnosti, za igru, audio i video kako bi pružili bolje osjetilno iskustvo.
Vrijeme objave: Sep-04-2023