Оригинал: Ulink Media
Автор: 旸谷
Неодамна, холандската компанија за полупроводници NXP, во соработка со германската компанија Lateration XYZ, доби можност за постигнување прецизно позиционирање на милиметарско ниво на други UWB елементи и уреди користејќи ултраширокопојасна технологија. Ова ново решение носи нови можности за различни сценарија на примена кои бараат прецизно позиционирање и следење, означувајќи суштински напредок во историјата на развојот на UWB технологијата.
Всушност, моменталната точност на UWB на ниво на сантиметар, во областа на позиционирањето, е постигната брзо, а повисоката цена на хардверот им создава главоболки на корисниците и давателите на решенија за тоа како да ги решат тешкотиите поврзани со трошоците и распоредувањето. Во овој момент, дали е потребно да се „навалиме“ на ниво на милиметар? И какви пазарни можности ќе донесе UWB на ниво на милиметар?
Зошто е тешко да се достигне UWB во милиметарска размер?
Како метод за позиционирање и мерење на опсег со висока прецизност, висока точност и безбедност, UWB позиционирањето во затворен простор теоретски може да достигне точност од милиметар, па дури и микрометар, но при реално распоредување, тоа останува на ниво од сантиметар долго време, главно поради следниве фактори кои влијаат на вистинската точност на UWB позиционирањето:
1. Влијанието на режимот на распоредување на сензорот врз точноста на позиционирањето
Во реалниот процес на решавање на точноста на позиционирањето, зголемувањето на бројот на сензори значи зголемување на редундантните информации, а богатите редундантни информации можат дополнително да ја намалат грешката во позиционирањето. Сепак, точноста на позиционирањето не се зголемува кај најдобрите сензори, а кога бројот на сензори се зголемува на одреден број, придонесот кон точноста на позиционирањето не е голем со зголемувањето на сензорите. А зголемувањето на бројот на сензори значи дека цената на опремата се зголемува. Затоа, како да се најде рамнотежа помеѓу бројот на сензори и точноста на позиционирањето, а со тоа и разумно распоредување на UWB сензори е фокусот на истражувањето за влијанието на распоредувањето на сензорите врз точноста на позиционирањето.
2. Влијание на ефектот на повеќекратно движење
UWB ултраширокопојасните сигнали за позиционирање се одбиваат и прекршуваат од околната средина како што се ѕидови, стакло и предмети во затворен простор како што се работни површини за време на процесот на ширење, што резултира со ефекти на повеќекратно позиционирање. Сигналот се менува во доцнењето, амплитудата и фазата, што резултира со слабеење на енергијата и намалување на односот сигнал-шум, што доведува до фактот дека првиот достигнат сигнал не е директен, предизвикувајќи грешки во опсегот и намалување на точноста на позиционирањето. Затоа, ефикасното потиснување на ефектот на повеќекратно позиционирање може да ја подобри точноста на позиционирањето, а сегашните методи за потиснување на повеќекратното позиционирање главно вклучуваат MUSIC, ESPRIT и техники за откривање на рабови.
3. Влијание на NLOS
Ширењето преку линија на вид (LOS) е првиот и предуслов за да се обезбеди точноста на резултатите од мерењето на сигналот. Кога условите помеѓу мобилната цел за позиционирање и базната станица не можат да се исполнат, ширењето на сигналот може да се заврши само под услови кои не се поврзани со линија на вид, како што се прекршување и дифракција. Во овој момент, времето на првиот пристигнат импулс не ја претставува вистинската вредност на TOA, а насоката на првиот пристигнат импулс не е вистинската вредност на AOA, што ќе предизвика одредена грешка во позиционирањето. Во моментов, главните методи за елиминирање на грешката која не е поврзана со линија на вид се методот Вајли и методот на елиминација на корелација.
4. Влијанието на човечкото тело врз точноста на позиционирањето
Главната компонента на човечкото тело е водата, водата на безжичниот импулсен сигнал на UWB има силен ефект на апсорпција, што резултира со слабеење на јачината на сигналот, отстапување на информациите за опсег и влијание врз конечниот ефект на позиционирање.
5. Влијание на слабеењето на пенетрацијата на сигналот
Секое продирање на сигналот низ ѕидови и други ентитети ќе биде ослабено, UWB не е исклучок. Кога UWB позиционирањето продира во обичен ѕид од тули, сигналот ќе биде ослабен за околу половина. Промените во времето на пренос на сигналот поради продирањето во ѕидот, исто така, ќе влијаат на точноста на позиционирањето.
Поради човечкото тело, пенетрацијата на сигналот предизвикана од точноста на ударот е тешко да се заобиколи. NXP и германската компанија LaterationXYZ ќе бидат преку иновативни решенија за распоред на сензори за подобрување на UWB технологијата, немало специфичен приказ на иновативни резултати, можам да бидам објавен само од официјалната веб-страница на NXP за да направам релевантни шпекулации.
Што се однесува до мотивацијата за подобрување на точноста на UWB, верувам дека ова е пред сè NXP како водечки светски UWB играч да се справи со моменталните домашни производители на големи иновации во ситуацијата на пробив и техничка одбрана. На крајот на краиштата, моменталната UWB технологија е сè уште во фаза на процут на развој, а соодветната цена, примена и обем сè уште не се стабилизирани, во овој момент, домашните производители се повеќе загрижени за UWB производите што е можно поскоро да слетаат и да се шират, да го освојат пазарот, немаат време да се грижат за UWB точноста за подобрување на иновациите. NXP, како еден од водечките играчи во областа на UWB, има комплетен екосистем на производи, како и долгогодишно длабоко орање на акумулираната техничка сила, поудобно за спроведување на UWB иновациите.
Второ, NXP овој пат кон UWB на милиметарско ниво, исто така го гледа бесконечниот потенцијал на идниот развој на UWB и е убеден дека подобрувањето на прецизноста ќе донесе нови апликации на пазарот.
Според мое мислење, предностите на UWB ќе продолжат да се подобруваат со напредокот на 5G „новата инфраструктура“ и дополнително ќе ги прошират своите вредносни координати во процесот на индустриска надградба на 5G паметното зајакнување.
Претходно, во мрежата 2G/3G/4G, сценаријата за мобилно позиционирање беа главно фокусирани на итни повици, легален пристап до локација и други апликации, барањата за точност на позиционирање не се високи, врз основа на грубата точност на позиционирање на Cell ID од десетици метри до стотици метри. Додека 5G користи нови методи на кодирање, фузија на зраци, големи антенски низи, спектар на милиметарски бранови и други технологии, неговиот голем пропусен опсег и технологијата на антенски низи обезбедуваат основа за високопрецизно мерење на растојанието и високопрецизно мерење на аглите. Затоа, уште една рунда на UWB спринт во областа на точноста е поддржана од соодветната епоха, технолошката основа и доволноте перспективи за примена, а овој UWB спринт на точност може да се смета за претходен распоред за да се задоволи надградбата на дигиталната интелигенција.
На кои пазари ќе се отвори Millimetre UW?
Моментално, пазарната дистрибуција на UWB главно се карактеризира со дисперзија на B-крајот и концентрација на C-крајот. Во примената, B-крајот има повеќе случаи на употреба, а C-крајот има повеќе имагинативен простор за истражување на перформансите. Според мене, оваа иновација фокусирана на позиционирачките перформанси ги консолидира предностите на UWB во прецизното позиционирање, што не само што носи пробиви во перформансите за постојните апликации, туку и создава можности за UWB да отвори нов простор за апликации.
На пазарот Б-крај, за паркови, фабрики, претпријатија и други сценарија, безжичната средина на нејзината специфична област е релативно сигурна, а точноста на позиционирањето може постојано да се гарантира, додека ваквите сцени, исто така, одржуваат стабилна побарувачка за точна перцепција на позиционирање, или ќе станат UWB на милиметарско ниво наскоро ќе бидат насочени кон предност на пазарот.
Во сценариото за рударство, со напредокот на интелигентната изградба на рудници, фузиското решение „5G+UWB позиционирање“ може да го направи интелигентниот систем за рударство целосно позиционирање за многу кратко време, да постигне совршена комбинација од прецизно позиционирање и ниска потрошувачка на енергија, и да ги реализира карактеристиките на висока прецизност, голем капацитет и долго време на подготвеност итн. Во исто време, врз основа на управувањето со безбедноста на рудникот, може да се користи за да се обезбеди безбедноста на рудникот и управувањето со безбедноста на рудникот. Во исто време, врз основа на цврстата побарувачка за управување со безбедноста на рудникот, UWB ќе се користи и во секојдневното управување со персоналот и колосекот. Во моментов, земјата има одреден обем на рудници за јаглен од околу 4000, а просечната побарувачка за базна станица на секој рудник за јаглен е околу 100, од што може да се процени дека вкупната побарувачка за базна станица во рудникот за јаглен е околу 400.000, бројот на рудари за јаглен вкупно е околу 4 милиони луѓе, според 1 лице 1 етикета, побарувачката за UWB е околу 4 милиони. Според моменталниот краен корисник за купување по единствена пазарна цена, пазарот на јаглен на пазарот на хардвер „базна станица + ознака“ на UWB е околу 4 милијарди долари во вредност на производство.
Рударството и рударството со слични сценарија со висок ризик и екстракција на нафта, електрани, хемиски постројки итн., потребите за управување со безбедноста за барањата за точност на позиционирање се повисоки, подобрувањето на точноста на позиционирањето на UWB до милиметарско ниво ќе помогне да се консолидираат неговите предности во такви области.
Во сценаријата за индустриско производство, складирање и логистика, UWB стана алатка за намалување на трошоците и ефикасност. Работниците што користат преносни уреди со UWB технологија можат попрецизно да лоцираат и постават разни делови; изградбата на систем за управување што ја интегрира UWB технологијата во управувањето со магацини може прецизно да ги следи сите видови материјали и персонал во магацините во реално време и да постигне контрола на залихите, управување со персоналот, а во исто време да постигне и ефикасен и безгрешен промет на материјали без екипаж преку AGV опрема, што може значително да ја подобри ефикасноста на производството.
Покрај тоа, милиметарскиот скок на UWB може да отвори нови апликации во областа на железничкиот транспорт. Во моментов, системот за активна контрола на возовите главно се потпира на сателитско позиционирање за да се заврши, за подземните тунели, како и за урбаните високи згради, кањони и други сцени, сателитското позиционирање е склоно кон дефекти. UWB технологијата во позиционирањето и навигацијата на возовите CBTC, колоната за избегнување на судири и рано предупредување за судири, прецизното запирање на возовите итн., може да обезбеди посигурна техничка поддршка за безбедноста и контролата на железничкиот транспорт. Во моментов, овој вид на примена во Европа и САД има расфрлани случаи на примена.
На пазарот на C-терминали, прецизноста на UWB до милиметарско подобрување ќе отвори нови сценарија за примена, освен дигиталните клучеви за сцената со возилата. На пример, автоматско паркирање со возач, автоматско плаќање и така натаму. Во исто време, врз основа на технологијата за вештачка интелигенција, може да се „научат“ и моделите на движење и навиките на корисникот и да се подобрат перформансите на технологијата за автоматско возење.
Во областа на потрошувачката електроника, UWB може да стане стандардна технологија за паметни телефони во бранот на интеракција автомобил-машина на дигиталните клучеви за автомобили. Покрај отворањето поширок простор за апликации за позиционирање и пребарување производи, подобрувањето на точноста на UWB може да отвори и нов простор за апликации за сценарија за интеракција со опрема. На пример, точниот опсег на UWB може прецизно да го контролира растојанието помеѓу уредите, да ја прилагоди конструкцијата на сцената со зголемена реалност, за играта, аудио и видео за да донесе подобро сензорно искуство.
Време на објавување: 04.09.2023