Oriģināls: Ulink Media
Autors: 旸谷
Nesen Nīderlandes pusvadītāju uzņēmums NXP sadarbībā ar Vācijas uzņēmumu Lateration XYZ ir ieguvis spēju panākt citu UWB priekšmetu un ierīču pozicionēšanu ar milimetra precizitāti, izmantojot īpaši platjoslas tehnoloģiju. Šis jaunais risinājums paver jaunas iespējas dažādiem lietojumprogrammu scenārijiem, kuriem nepieciešama precīza pozicionēšana un izsekošana, iezīmējot būtisku progresu UWB tehnoloģiju attīstības vēsturē.
Patiesībā pašreizējā UWB centimetru līmeņa precizitāte pozicionēšanas jomā ir panākta ātri, un augstākās aparatūras izmaksas lietotājiem un risinājumu sniedzējiem rada galvassāpes, kā atrisināt izmaksu un ieviešanas grūtības. Vai šobrīd ir nepieciešams "pāriet" uz milimetru līmeni? Un kādas tirgus iespējas radīs milimetru līmeņa UWB?
Kāpēc milimetru mēroga UWB ir grūti sasniegt?
Kā augstas precizitātes, augstas precizitātes un drošības pozicionēšanas un attāluma noteikšanas metode, UWB iekštelpu pozicionēšana teorētiski var sasniegt milimetra vai pat mikrometra precizitāti, taču faktiskajā izvietošanā tā ilgu laiku ir saglabājusies centimetru līmenī, galvenokārt šādu faktoru dēļ, kas ietekmē UWB pozicionēšanas faktisko precizitāti:
1. Sensora izvietošanas režīma ietekme uz pozicionēšanas precizitāti
Faktiskajā pozicionēšanas precizitātes risināšanas procesā sensoru skaita pieaugums nozīmē liekās informācijas pieaugumu, un bagātīgā liekā informācija var vēl vairāk samazināt pozicionēšanas kļūdu. Tomēr pozicionēšanas precizitāte nepalielinās ar labākajiem sensoriem, un, palielinot sensoru skaitu līdz noteiktam skaitam, sensoru skaita pieaugums neietekmē pozicionēšanas precizitāti. Un sensoru skaita pieaugums nozīmē iekārtu izmaksu pieaugumu. Tāpēc pētījumu uzmanības centrā ir tas, kā atrast līdzsvaru starp sensoru skaitu un pozicionēšanas precizitāti, un tādējādi saprātīgi izvietot UWB sensorus.
2. Daudzceļu efekta ietekme
UWB īpaši platjoslas pozicionēšanas signālus izplatīšanās procesā atstaro un lauž apkārtējā vide, piemēram, sienas, stikls un iekštelpu objekti, piemēram, galddatori, kā rezultātā rodas daudzceļu efekts. Signāla aizkave, amplitūda un fāze mainās, kā rezultātā samazinās enerģijas izplatība un signāla un trokšņa attiecība, kā rezultātā pirmais sasniegtais signāls nav tiešs, radot diapazona kļūdas un pozicionēšanas precizitātes samazināšanos. Tādēļ efektīva daudzceļu efekta slāpēšana var uzlabot pozicionēšanas precizitāti, un pašreizējās daudzceļu efekta slāpēšanas metodes galvenokārt ietver MUSIC, ESPRIT un malu noteikšanas metodes.
3. NLOS ietekme
Tiešās redzamības izplatīšanās (LOS) ir pirmais un priekšnoteikums signāla mērījumu rezultātu precizitātes nodrošināšanai. Ja nevar tikt izpildīti nosacījumi starp mobilo pozicionēšanas mērķi un bāzes staciju, signāla izplatīšanos var pabeigt tikai apstākļos, kad nav tiešās redzamības, piemēram, refrakcijas un difrakcijas. Šajā laikā pirmā pienākošā impulsa laiks neatspoguļo TOA reālo vērtību, un pirmā pienākošā impulsa virziens neatbilst AOA reālajai vērtībai, kas radīs noteiktu pozicionēšanas kļūdu. Pašlaik galvenās metodes, lai novērstu tiešās redzamības kļūdu, ir Vailija metode un korelācijas eliminācijas metode.
4. Cilvēka ķermeņa ietekme uz pozicionēšanas precizitāti
Cilvēka ķermeņa galvenā sastāvdaļa ir ūdens, ūdenim uz UWB bezvadu impulsa signāla ir spēcīga absorbcijas iedarbība, kā rezultātā samazinās signāla stiprums, informācijas diapazona novirze un tiek ietekmēts galīgais pozicionēšanas efekts.
5. Signāla iespiešanās pavājināšanās ietekme
Jebkura signāla iekļūšana caur sienām un citiem objektiem tiks vājināta, un UWB nav izņēmums. Kad UWB pozicionēšanas sistēma iekļūst parastā ķieģeļu sienā, signāls tiks vājināts aptuveni uz pusi. Signāla pārraides laika izmaiņas sienas iekļūšanas dēļ ietekmēs arī pozicionēšanas precizitāti.
Cilvēka ķermeņa dēļ signāla iekļūšanu, ko rada trieciena precizitāte, ir grūti apiet. NXP un vācu uzņēmums LaterationXYZ, izmantojot inovatīvus sensoru izkārtojuma risinājumus, uzlabos UWB tehnoloģiju. Nav bijis īpaša inovatīvu rezultātu attēlojuma. Varu tikai publicēt NXP oficiālās tīmekļa vietnes iepriekšējos tehniskos rakstus, lai izdarītu attiecīgās spekulācijas.
Runājot par motivāciju uzlabot UWB precizitāti, es uzskatu, ka pirmkārt, NXP kā pasaulē vadošajam UWB spēlētājam ir jātiek galā ar pašreizējiem vietējiem liela mēroga inovāciju ražotājiem izrāviena un tehniskās aizsardzības situācijās. Galu galā pašreizējā UWB tehnoloģija joprojām ir straujas attīstības stadijā, un atbilstošās izmaksas, pielietojums un mērogs vēl nav stabilizējušies. Šobrīd vietējie ražotāji vairāk rūpējas par to, lai UWB produkti pēc iespējas ātrāk nonāktu tirgū un izplatītos, iekarotu tirgu, un viņiem nav laika rūpēties par UWB precizitāti, lai uzlabotu inovācijas. NXP kā vienam no vadošajiem spēlētājiem UWB jomā ir pilnīga produktu ekosistēma, kā arī daudzu gadu ilga uzkrātā tehniskā spēka izmantošana, kas ļauj ērtāk īstenot UWB inovācijas.
Otrkārt, NXP šoreiz virzās uz milimetru līmeņa UWB, saskata arī UWB nākotnes attīstības bezgalīgo potenciālu un ir pārliecināts, ka precizitātes uzlabošana radīs tirgū jaunus pielietojumus.
Manuprāt, UWB priekšrocības turpinās uzlaboties, attīstoties 5G "jaunajai infrastruktūrai", un vēl vairāk paplašinās tās vērtības koordinātas 5G viedās iespējas rūpnieciskās modernizācijas procesā.
Iepriekš 2G/3G/4G tīklā mobilās pozicionēšanas scenāriji galvenokārt bija vērsti uz ārkārtas zvaniem, likumīgu atrašanās vietas piekļuvi un citām lietojumprogrammām, taču pozicionēšanas precizitātes prasības nav augstas, pamatojoties uz Cell ID rupju pozicionēšanas precizitāti no desmitiem metru līdz simtiem metru. Lai gan 5G izmanto jaunas kodēšanas metodes, staru kūļa sapludināšanu, liela mēroga antenu masīvus, milimetru viļņu spektru un citas tehnoloģijas, tā lielais joslas platums un antenu masīvu tehnoloģija nodrošina pamatu augstas precizitātes attāluma mērīšanai un augstas precizitātes leņķa mērīšanai. Tāpēc atbilstošs laikmeta fons, tehnoloģiju pamats un pietiekamas pielietojuma perspektīvas atbalsta vēl vienu UWB sprinta kārtu precizitātes jomā, un šo UWB precizitātes sprinta kārtu var uzskatīt par iepriekšēju izkārtojumu, lai atbilstu digitālā intelekta modernizācijai.
Kādus tirgus atvērs Millimetre UW?
Pašlaik UWB tirgus sadalījumu galvenokārt raksturo B-gala dispersija un C-gala koncentrācija. Lietojumprogrammā B-galam ir vairāk lietošanas gadījumu, un C-galam ir vairāk iztēles bagātas vietas veiktspējas ieguvei. Manuprāt, šī inovācija, kas koncentrējas uz pozicionēšanas veiktspēju, nostiprina UWB priekšrocības precīzā pozicionēšanā, kas ne tikai nodrošina veiktspējas izrāvienu esošajām lietojumprogrammām, bet arī rada iespējas UWB atvērt jaunas lietojumprogrammu telpas.
B-gala tirgū parkos, rūpnīcās, uzņēmumos un citos scenārijos tā konkrētās zonas bezvadu vide ir relatīvi noteikta, un pozicionēšanas precizitāti var pastāvīgi garantēt, savukārt šādās ainās arī saglabājas stabils pieprasījums pēc precīzas pozicionēšanas uztveres vai drīzumā kļūs par milimetra līmeņa UWB, kas vērsts uz tirgus priekšrocībām.
Kalnrūpniecības scenārijā, attīstoties viedajām raktuvēm, "5G+UWB pozicionēšanas" risinājums var nodrošināt viedās kalnrūpniecības sistēmas pilnīgu pozicionēšanu ļoti īsā laikā, panākot perfektu precīzas pozicionēšanas un zema enerģijas patēriņa kombināciju, kā arī realizējot augstas precizitātes, lielas ietilpības un ilga gaidīšanas laika īpašības utt. Vienlaikus, pamatojoties uz raktuvju drošības pārvaldību, to var izmantot, lai nodrošinātu raktuvju drošību un raktuvju drošības pārvaldību. Vienlaikus, pamatojoties uz lielo pieprasījumu pēc raktuvju drošības pārvaldības, UWB tiks izmantots arī ikdienas personāla vadībā un automašīnu izsekošanā. Pašlaik valstī ir aptuveni 4000 ogļraktuvju, un vidējais pieprasījums pēc katras ogļraktuves bāzes stacijas ir aptuveni 100, no kā var lēst, ka kopējais pieprasījums pēc ogļraktuvju bāzes stacijas ir aptuveni 400 000, ogļraču skaits kopumā ir aptuveni 4 miljoni cilvēku, saskaņā ar 1 personas un 1 etiķetes datiem pieprasījums pēc UWB etiķetēm ir aptuveni 4 miljoni. Saskaņā ar pašreizējo gala lietotāju, lai iegādātos vienotā tirgus cenu, ogļu tirgus UWB "bāzes stacijas + birkas" aparatūras tirgū ir aptuveni 4 miljardi produkcijas vērtībā.
Kalnrūpniecībā un ieguves rūpniecībā līdzīgos augsta riska scenārijos un naftas ieguvē, elektrostacijās, ķīmiskajās rūpnīcās utt., drošības vadības vajadzības attiecībā uz pozicionēšanas precizitātes prasībām ir augstākas, UWB pozicionēšanas precizitātes uzlabošana līdz milimetru līmenim palīdzēs nostiprināt tās priekšrocības šādās jomās.
Rūpnieciskās ražošanas, noliktavu un loģistikas scenārijos UWB ir kļuvis par izmaksu samazināšanas un efektivitātes rīku. Darbinieki, kas izmanto rokas ierīces ar UWB tehnoloģiju, var precīzāk atrast un novietot dažādas detaļas; vadības sistēmas izveide, kas integrē UWB tehnoloģiju noliktavas pārvaldībā, var precīzi uzraudzīt visu veidu materiālus un personālu noliktavās reāllaikā, kā arī panākt krājumu kontroli, personāla vadību un vienlaikus panākt arī efektīvu un bez kļūdām esošu bezpilota materiālu apgrozījumu, izmantojot AGV iekārtas, kas var ievērojami uzlabot ražošanas efektivitāti.
Turklāt UWB milimetru lēciens var pavērt arī jaunas pielietojuma iespējas dzelzceļa transporta jomā. Pašlaik vilciena aktīvās vadības sistēma galvenokārt balstās uz satelītu pozicionēšanu, un pazemes tuneļu vidē, kā arī pilsētu augstceltnēs, kanjonos un citās vietās satelītu pozicionēšana ir pakļauta kļūmēm. UWB tehnoloģija vilcienu CBTC pozicionēšanā un navigācijā, sadursmju novēršanas un agrīnās brīdināšanas sistēmās, vilcienu precīzā apturēšanā utt. var nodrošināt uzticamāku tehnisko atbalstu dzelzceļa transporta drošībai un kontrolei. Pašlaik šāda veida pielietojumam Eiropā un Amerikas Savienotajās Valstīs ir atsevišķi pielietojuma gadījumi.
C termināļu tirgū UWB precizitātes uzlabošana līdz milimetra līmenim pavērs jaunus pielietojuma scenārijus transportlīdzekļu ainā, ne tikai digitālajām atslēgām. Piemēram, automātiskā autostāvvietas apkalpošana, automātiskie maksājumi utt. Vienlaikus, pamatojoties uz mākslīgā intelekta tehnoloģiju, var arī "iemācīties" lietotāja kustības modeļus un paradumus, tādējādi uzlabojot automātiskās braukšanas tehnoloģijas veiktspēju.
Patēriņa elektronikas jomā UWB varētu kļūt par viedtālruņu standarta tehnoloģiju, pateicoties digitālo automašīnu atslēgu mijiedarbībai starp automašīnām. Papildus plašākai pielietojuma jomai produktu pozicionēšanai un meklēšanai, UWB precizitātes uzlabošana var arī pavērt jaunas pielietojuma iespējas iekārtu mijiedarbības scenārijiem. Piemēram, UWB precīzais diapazons ļauj precīzi kontrolēt attālumu starp ierīcēm, pielāgot paplašinātās realitātes ainas konstrukciju, lai spēle, audio un video sniegtu labāku sensoru pieredzi.
Publicēšanas laiks: 2023. gada 4. septembris