Πρωτότυπο: Ulink Media
Συγγραφέας: 旸谷
Πρόσφατα, η ολλανδική εταιρεία ημιαγωγών NXP, σε συνεργασία με τη γερμανική εταιρεία Lateration XYZ, απέκτησε τη δυνατότητα να επιτυγχάνει τοποθέτηση ακριβείας σε επίπεδο χιλιοστών άλλων αντικειμένων και συσκευών UWB χρησιμοποιώντας τεχνολογία υπερευρείας ζώνης. Αυτή η νέα λύση φέρνει νέες δυνατότητες για διάφορα σενάρια εφαρμογών που απαιτούν ακριβή εντοπισμό θέσης και παρακολούθηση, σηματοδοτώντας μια ουσιαστική πρόοδο στην ιστορία της ανάπτυξης τεχνολογίας UWB.
Στην πραγματικότητα, η τρέχουσα ακρίβεια σε επίπεδο εκατοστών UWB, στον τομέα της τοποθέτησης έχει γίνει γρήγορα, και το υψηλότερο κόστος υλικού προκαλεί επίσης πονοκεφάλους στους χρήστες και τους παρόχους λύσεων σχετικά με τον τρόπο επίλυσης των δυσκολιών κόστους και ανάπτυξης. Αυτή τη στιγμή "κυλήστε" στο επίπεδο του χιλιοστού, είναι απαραίτητο; Και τι ευκαιρίες στην αγορά θα προσφέρει το UWB σε επίπεδο χιλιοστών;
Γιατί είναι δύσκολο να φτάσετε το UWB σε κλίμακα χιλιοστού;
Ως μέθοδος τοποθέτησης και εμβέλειας υψηλής ακρίβειας, υψηλής ακρίβειας, υψηλής ασφάλειας, η τοποθέτηση εσωτερικών χώρων UWB μπορεί θεωρητικά να φτάσει σε χιλιοστά ή ακόμη και μικρόμετρο, αλλά στην πραγματική ανάπτυξη, έχει παραμείνει σε επίπεδο εκατοστών για μεγάλο χρονικό διάστημα, κυρίως λόγω στους ακόλουθους παράγοντες που επηρεάζουν την πραγματική ακρίβεια της τοποθέτησης UWB:
1. Η επίδραση της λειτουργίας ανάπτυξης αισθητήρα στην ακρίβεια τοποθέτησης
Στη διαδικασία επίλυσης της πραγματικής ακρίβειας τοποθέτησης, η αύξηση του αριθμού των αισθητήρων σημαίνει αύξηση των περιττών πληροφοριών και οι πλούσιες περιττές πληροφορίες μπορούν να μειώσουν περαιτέρω το σφάλμα τοποθέτησης. Ωστόσο, η ακρίβεια τοποθέτησης δεν αυξάνεται με τους καλύτερους αισθητήρες και όταν ο αριθμός των αισθητήρων αυξάνεται σε έναν ορισμένο αριθμό, η συμβολή στην ακρίβεια τοποθέτησης δεν είναι μεγάλη με την αύξηση των αισθητήρων. Και η αύξηση του αριθμού των αισθητήρων σημαίνει ότι το κόστος του εξοπλισμού αυξάνεται. Επομένως, ο τρόπος εύρεσης μιας ισορροπίας μεταξύ του αριθμού των αισθητήρων και της ακρίβειας τοποθέτησης, και συνεπώς της λογικής ανάπτυξης αισθητήρων UWB είναι το επίκεντρο της έρευνας σχετικά με τον αντίκτυπο της ανάπτυξης αισθητήρων στην ακρίβεια τοποθέτησης.
2. Επιρροή του φαινομένου πολλαπλών διαδρομών
Τα σήματα τοποθέτησης υπερευρείας ζώνης UWB αντανακλώνται και διαθλώνται από το περιβάλλον περιβάλλον, όπως τοίχους, γυαλί και εσωτερικά αντικείμενα, όπως επιτραπέζιους υπολογιστές κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διάδοσης, με αποτέλεσμα εφέ πολλαπλών διαδρομών. Το σήμα αλλάζει στην καθυστέρηση, το πλάτος και τη φάση, με αποτέλεσμα την εξασθένηση της ενέργειας και τη μείωση της αναλογίας σήματος προς θόρυβο, οδηγώντας στο γεγονός ότι το πρώτο σήμα που έφτασε δεν είναι άμεσο, προκαλώντας σφάλματα εμβέλειας και μείωση της ακρίβειας τοποθέτησης . Επομένως, η αποτελεσματική καταστολή του φαινομένου πολλαπλών διαδρομών μπορεί να βελτιώσει την ακρίβεια τοποθέτησης και οι τρέχουσες μέθοδοι για την καταστολή πολλαπλών διαδρομών περιλαμβάνουν κυρίως τεχνικές MUSIC, ESPRIT και ανίχνευσης ακμών.
3. Επίπτωση NLOS
Η διάδοση οπτικής επαφής (LOS) είναι η πρώτη και απαραίτητη προϋπόθεση για τη διασφάλιση της ακρίβειας των αποτελεσμάτων μέτρησης του σήματος, όταν δεν μπορούν να εκπληρωθούν οι συνθήκες μεταξύ του κινητού στόχου εντοπισμού θέσης και του σταθμού βάσης, η μετάδοση του σήματος μπορεί να γίνει μόνο ολοκληρώνεται υπό συνθήκες μη οπτικής επαφής, όπως διάθλαση και περίθλαση. Αυτή τη στιγμή, ο χρόνος του πρώτου παλμού άφιξης δεν αντιπροσωπεύει την πραγματική τιμή του TOA και η κατεύθυνση του πρώτου παλμού άφιξης δεν είναι η πραγματική τιμή του AOA, κάτι που θα προκαλέσει ένα συγκεκριμένο σφάλμα τοποθέτησης. Προς το παρόν, οι κύριες μέθοδοι για την εξάλειψη του λάθους μη οπτικής επαφής είναι η μέθοδος Wylie και η μέθοδος εξάλειψης συσχέτισης.
4. Η επίδραση του ανθρώπινου σώματος στην ακρίβεια τοποθέτησης
Το κύριο συστατικό του ανθρώπινου σώματος είναι το νερό, το νερό στο ασύρματο παλμικό σήμα UWB έχει ισχυρή επίδραση απορρόφησης, με αποτέλεσμα την εξασθένηση της ισχύος του σήματος, την απόκλιση της περιοχής της πληροφορίας και επηρεάζει το αποτέλεσμα τελικής τοποθέτησης
5. Επίπτωση της εξασθένησης της διείσδυσης σήματος
Οποιαδήποτε διείσδυση σήματος μέσω τοίχων και άλλων οντοτήτων θα εξασθενήσει, το UWB δεν αποτελεί εξαίρεση. Όταν η τοποθέτηση UWB διεισδύει σε έναν συνηθισμένο τοίχο από τούβλα, το σήμα θα εξασθενήσει περίπου στο μισό. Οι αλλαγές στο χρόνο μετάδοσης του σήματος λόγω της διείσδυσης στον τοίχο θα επηρεάσουν επίσης την ακρίβεια τοποθέτησης.
Λόγω του ανθρώπινου σώματος, η διείσδυση του σήματος που προκαλείται από την ακρίβεια της πρόσκρουσης είναι δύσκολο να παρακαμφθεί, η NXP και η γερμανική εταιρεία LaterationXYZ θα έχουν καινοτόμες λύσεις διάταξης αισθητήρων για τη βελτίωση της τεχνολογίας UWB, δεν έχει υπάρξει συγκεκριμένη εμφάνιση καινοτόμων αποτελεσμάτων , μπορώ να απελευθερωθώ μόνο από τον επίσημο ιστότοπο του NXP προηγούμενων τεχνικών άρθρων για να κάνω τη σχετική εικασία.
Όσον αφορά το κίνητρο για τη βελτίωση της ακρίβειας του UWB, πιστεύω ότι αυτή είναι πρώτα απ' όλα η NXP ως ο κορυφαίος παίκτης UWB στον κόσμο για να αντιμετωπίσει τους σημερινούς εγχώριους κατασκευαστές μεγάλης κλίμακας καινοτομίας στην κατάσταση ξεσπάσματος και στην τεχνική άμυνα. Σε τελική ανάλυση, η τρέχουσα τεχνολογία UWB βρίσκεται ακόμη στο στάδιο της ανάπτυξης και το αντίστοιχο κόστος, εφαρμογή και κλίμακα δεν έχουν ακόμη σταθεροποιηθεί, αυτή τη στιγμή, οι εγχώριοι κατασκευαστές ανησυχούν περισσότερο για τα προϊόντα UWB να προσγειωθούν το συντομότερο δυνατό και την εξάπλωση, για να κατακτήσουν την αγορά, δεν έχουν χρόνο να νοιαστούν για την ακρίβεια UWB για τη βελτίωση της καινοτομίας. Η NXP, ως ένας από τους κορυφαίους παίκτες στον τομέα της UWB, έχει ένα ολοκληρωμένο οικοσύστημα προϊόντων καθώς και πολλά χρόνια βαθιάς οργώματος της συσσωρευμένης τεχνικής δύναμης, πιο άνετη για την υλοποίηση της καινοτομίας της UWB.
Δεύτερον, η NXP αυτή τη φορά προς την UWB σε επίπεδο χιλιοστών, βλέπει επίσης τις άπειρες δυνατότητες της μελλοντικής ανάπτυξης της UWB και είναι πεπεισμένη ότι η βελτίωση της ακρίβειας θα φέρει νέες εφαρμογές στην αγορά.
Κατά τη γνώμη μου, η άνοδος της UWB θα συνεχίσει να βελτιώνεται με την πρόοδο της «νέας υποδομής» 5G και θα επεκτείνει περαιτέρω τις συντεταγμένες αξίας της στη διαδικασία βιομηχανικής αναβάθμισης της έξυπνης ενδυνάμωσης 5G.
Προηγουμένως, στο δίκτυο 2G/3G/4G, τα σενάρια εντοπισμού θέσης κινητών επικεντρώνονταν κυρίως σε κλήσεις έκτακτης ανάγκης, νόμιμη πρόσβαση τοποθεσίας και άλλες εφαρμογές, οι απαιτήσεις ακρίβειας θέσης δεν είναι υψηλές, με βάση την ακρίβεια εντοπισμού θέσης Cell ID από δεκάδες μέτρα έως εκατοντάδες των μέτρων. Ενώ το 5G χρησιμοποιεί νέες μεθόδους κωδικοποίησης, σύντηξη δέσμης, συστοιχίες κεραιών μεγάλης κλίμακας, φάσμα κυμάτων χιλιοστών και άλλες τεχνολογίες, το μεγάλο εύρος ζώνης και η τεχνολογία συστοιχίας κεραιών του, παρέχουν τη βάση για μέτρηση απόστασης υψηλής ακρίβειας και μέτρηση γωνίας υψηλής ακρίβειας. Επομένως, ένας άλλος γύρος UWB sprint στον τομέα της ακρίβειας υποστηρίζεται από το αντίστοιχο υπόβαθρο εποχής, τα τεχνολογικά θεμέλια και τις επαρκείς προοπτικές εφαρμογής, και αυτό το σπριντ ακρίβειας UWB μπορεί να θεωρηθεί ως προκαταρκτική διάταξη για την κάλυψη της αναβάθμισης της ψηφιακής νοημοσύνης.
Ποιες αγορές θα ανοίξει η Millimeter UW;
Επί του παρόντος, η διανομή της UWB στην αγορά χαρακτηρίζεται κυρίως από διασπορά B-end και συγκέντρωση C-end. Στην εφαρμογή, το B-end έχει περισσότερες περιπτώσεις χρήσης και το C-end έχει περισσότερο ευφάνταστο χώρο για εξόρυξη απόδοσης. Κατά τη γνώμη μου, αυτή η καινοτομία που εστιάζει στην απόδοση εντοπισμού θέσης ενοποιεί τα πλεονεκτήματα του UWB στην ακριβή τοποθέτηση, η οποία όχι μόνο φέρνει καινοτομίες απόδοσης για υπάρχουσες εφαρμογές αλλά δημιουργεί επίσης ευκαιρίες για την UWB να ανοίξει νέο χώρο εφαρμογών.
Στην αγορά B-end, για πάρκα, εργοστάσια, επιχειρήσεις και άλλα σενάρια, το ασύρματο περιβάλλον της συγκεκριμένης περιοχής είναι σχετικά βέβαιο και η ακρίβεια τοποθέτησης μπορεί να είναι σταθερά εγγυημένη, ενώ τέτοιες σκηνές διατηρούν επίσης μια σταθερή ζήτηση για ακριβή αντίληψη θέσης. ή θα γίνει σε επίπεδο χιλιοστού UWB σύντομα θα στοχεύει στο πλεονέκτημα της αγοράς.
Στο σενάριο εξόρυξης, με την πρόοδο της έξυπνης κατασκευής ορυχείων, η λύση σύντηξης "5G+UWB positioning" μπορεί να κάνει το έξυπνο σύστημα εξόρυξης να ολοκληρώσει την τοποθέτηση σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα, να επιτύχει τον τέλειο συνδυασμό ακριβούς τοποθέτησης και χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας και συνειδητοποιούν τα χαρακτηριστικά της υψηλής ακρίβειας, της μεγάλης χωρητικότητας και του μεγάλου χρόνου αναμονής, κ.λπ. Ταυτόχρονα, με βάση τη διαχείριση ασφάλειας του ορυχείου, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διασφάλιση της ασφάλειας του ορυχείου και της διαχείρισης ασφάλειας του ορυχείου. Ταυτόχρονα, με βάση τη σκληρή ζήτηση για τη διαχείριση της ασφάλειας ορυχείων, το UWB θα χρησιμοποιείται επίσης στην καθημερινή διαχείριση του προσωπικού και στην πίστα αυτοκινήτων. Επί του παρόντος, η χώρα έχει μια συγκεκριμένη κλίμακα ανθρακωρυχείων περίπου 4000 περίπου, και η μέση ζήτηση για κάθε σταθμό βάσης κάθε ανθρακωρυχείου είναι περίπου 100 περίπου, από την οποία μπορεί να υπολογιστεί ότι η συνολική ζήτηση για σταθμό βάσης ανθρακωρυχείου είναι περίπου 400.000, ο αριθμός των ανθρακωρύχων συνολικά περίπου 4 εκατομμύρια άνθρωποι περίπου, σύμφωνα με την ετικέτα 1 άτομο 1, η ζήτηση για ετικέτες UWB περίπου 4 εκατομμύρια περίπου. Σύμφωνα με τον τρέχοντα τελικό χρήστη για να αγοράσει μια ενιαία τιμή αγοράς, η αγορά άνθρακα στην αγορά υλικού "σταθμός βάσης + ετικέτα" της UWB είναι περίπου 4 δισεκατομμύρια σε αξία παραγωγής.
Εξόρυξη και εξόρυξη παρόμοια σενάρια υψηλού κινδύνου και εξόρυξη πετρελαίου, εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής, χημικές μονάδες κ.λπ., οι ανάγκες διαχείρισης ασφάλειας για τις απαιτήσεις ακρίβειας τοποθέτησης είναι υψηλότερες, η ακρίβεια τοποθέτησης UWB σε επίπεδο χιλιοστών θα συμβάλει στην εδραίωση των πλεονεκτημάτων της σε τέτοιους τομείς.
Σε σενάρια βιομηχανικής κατασκευής, αποθήκευσης και logistics, η UWB έχει γίνει ένα εργαλείο για τη μείωση του κόστους και την αποτελεσματικότητα. Οι εργαζόμενοι που χρησιμοποιούν συσκευές χειρός με τεχνολογία UWB μπορούν να εντοπίσουν και να τοποθετήσουν με μεγαλύτερη ακρίβεια διάφορα μέρη. η κατασκευή ενός συστήματος διαχείρισης που ενσωματώνει την τεχνολογία UWB στη διαχείριση αποθήκης μπορεί να παρακολουθεί με ακρίβεια όλα τα είδη υλικών και προσωπικού στις αποθήκες σε πραγματικό χρόνο και να επιτύχει έλεγχο αποθέματος, διαχείριση προσωπικού και ταυτόχρονα να επιτύχει αποτελεσματικό και χωρίς σφάλματα μη επανδρωμένο υλικό κύκλος εργασιών μέσω εξοπλισμού AGV, ο οποίος μπορεί να βελτιώσει σημαντικά την αποδοτικότητα της παραγωγής.
Επιπλέον, το άλμα χιλιοστών της UWB μπορεί επίσης να ανοίξει νέες εφαρμογές στον τομέα των σιδηροδρομικών μεταφορών. Επί του παρόντος, το ενεργό σύστημα ελέγχου της αμαξοστοιχίας βασίζεται κυρίως στον δορυφορικό εντοπισμό θέσης για την ολοκλήρωση, για το υπόγειο περιβάλλον της σήραγγας καθώς και για τα αστικά πολυώροφα κτίρια, τα φαράγγια και άλλες σκηνές, ο δορυφορικός εντοπισμός θέσης είναι επιρρεπής σε αποτυχία. Η τεχνολογία UWB στον εντοπισμό και την πλοήγηση CBTC του τρένου, η στήλη στην αποφυγή σύγκρουσης και η έγκαιρη προειδοποίηση σύγκρουσης, η στάση ακριβείας αμαξοστοιχίας κ.λπ., μπορούν να παρέχουν πιο αξιόπιστη τεχνική υποστήριξη για την ασφάλεια και τον έλεγχο των σιδηροδρομικών μεταφορών. Επί του παρόντος, αυτού του είδους οι εφαρμογές στην Ευρώπη και τις Ηνωμένες Πολιτείες έχουν διάσπαρτες περιπτώσεις αιτήσεων.
Στην αγορά του τερματικού C, η βελτίωση με ακρίβεια σε επίπεδο χιλιοστών UWB θα ανοίξει νέα σενάρια εφαρμογών εκτός από τα ψηφιακά κλειδιά για τη σκηνή του οχήματος. Για παράδειγμα, αυτόματη στάθμευση με παρκαδόρο, αυτόματη πληρωμή και ούτω καθεξής. Ταυτόχρονα, με βάση την τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης, μπορεί επίσης να έρθει να «μάθει» τα μοτίβα και τις συνήθειες κίνησης του χρήστη και να βελτιώσει την απόδοση της τεχνολογίας αυτόματης οδήγησης.
Στον τομέα των ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης, το UWB μπορεί να γίνει η τυπική τεχνολογία για smartphone υπό το κύμα αλληλεπίδρασης αυτοκινήτου-μηχανής ψηφιακών κλειδιών αυτοκινήτου. Εκτός από το άνοιγμα ενός ευρύτερου χώρου εφαρμογών για τον εντοπισμό θέσης και την αναζήτηση προϊόντων, η βελτίωση της ακρίβειας της UWB μπορεί επίσης να ανοίξει νέο χώρο εφαρμογών για σενάρια αλληλεπίδρασης εξοπλισμού. Για παράδειγμα, η ακριβής εμβέλεια του UWB μπορεί να ελέγξει με ακρίβεια την απόσταση μεταξύ των συσκευών, για να προσαρμόσει την κατασκευή σκηνής επαυξημένης πραγματικότητας, ώστε το παιχνίδι, ο ήχος και το βίντεο να προσφέρουν μια καλύτερη αισθητηριακή εμπειρία.
Ώρα δημοσίευσης: Σεπ-04-2023