Eredeti: Ulink Media
Szerző: 旸谷
A holland NXP félvezetőgyártó cég a német Lateration XYZ céggel együttműködve nemrégiben képessé vált más UWB-termékek és -eszközök milliméteres pontosságú pozicionálására az ultraszéles sávú technológia segítségével. Ez az új megoldás új lehetőségeket nyit meg a precíz pozicionálást és követést igénylő alkalmazási forgatókönyvek számára, ami alapvető előrelépést jelent az UWB-technológia fejlesztésének történetében.
Valójában a jelenlegi centiméteres UWB pontosság a pozicionálás területén gyorsan megvalósult, és a hardver magasabb költsége fejfájást okoz a felhasználóknak és a megoldásszolgáltatóknak a költségekkel és a telepítéssel kapcsolatos nehézségek megoldása terén. Szükséges-e ez a milliméteres szintre való „áttérés”? És milyen piaci lehetőségeket teremt a milliméteres UWB?
Miért nehéz elérni a milliméteres méretű UWB-t?
Nagy pontosságú, nagy biztonságú pozicionálási és távolságmérési módszerként az UWB beltéri helymeghatározás elméletileg milliméteres vagy akár mikrométeres pontosságot is elérhet, de a gyakorlatban sokáig centiméteres szinten maradt, főként a következő tényezők miatt, amelyek befolyásolják az UWB pozicionálás tényleges pontosságát:
1. Az érzékelő telepítési módjának hatása a pozicionálási pontosságra
A tényleges pozicionálási pontosság megoldási folyamatában az érzékelők számának növekedése a redundáns információk növekedését jelenti, és a gazdag redundáns információ tovább csökkentheti a pozicionálási hibát. A pozicionálási pontosság azonban a legjobb érzékelőkkel sem növekszik, és amikor az érzékelők száma eléri a bizonyos számot, a pozicionálási pontossághoz való hozzájárulás nem jelentős az érzékelők számának növekedésével. Az érzékelők számának növekedése pedig a berendezések költségének növekedését jelenti. Ezért az érzékelők számának és a pozicionálási pontosságnak az egyensúlya, és ezáltal az UWB érzékelők ésszerű telepítése közötti egyensúly megtalálása áll a szenzorok telepítésének a pozicionálási pontosságra gyakorolt hatását vizsgáló kutatások középpontjában.
2. A többutas hatás hatása
Az UWB ultraszéles sávú helymeghatározó jeleket a terjedési folyamat során a környező környezet, például a falak, az üveg és a beltéri tárgyak, például az asztalok visszaverik és megtörik, ami többutas terjedést eredményez. A jel késleltetése, amplitúdója és fázisa változik, ami energiacsillapítást és a jel-zaj arány csökkenését eredményezi, ami oda vezet, hogy az elsőként elért jel nem közvetlen, ami távolságmérési hibákat és a pozicionálási pontosság csökkenését okozza. Ezért a többutas terjedés hatékony elnyomása javíthatja a pozicionálási pontosságot, és a többutas terjedés elnyomására szolgáló jelenlegi módszerek főként a MUSIC, az ESPRIT és az élérzékelési technikákat foglalják magukban.
3. NLOS hatása
A rálátás közbeni terjedés (LOS) az elsődleges és előfeltétele a jelmérési eredmények pontosságának biztosításához. Amikor a mobil pozicionáló célpont és a bázisállomás közötti feltételek nem teljesülnek, a jel terjedése csak nem rálátás közbeni körülmények között, például refrakció és diffrakció esetén lehetséges. Ilyenkor az első érkező impulzus időpontja nem tükrözi a TOA valós értékét, és az első érkező impulzus iránya nem tükrözi az AOA valós értékét, ami bizonyos pozicionálási hibát okoz. Jelenleg a rálátás közbeni hibák kiküszöbölésének fő módszerei a Wylie-módszer és a korrelációkiküszöbölő módszer.
4. Az emberi test hatása a pozicionálási pontosságra
Az emberi test fő alkotóeleme a víz, az UWB vezeték nélküli impulzusjelre jutó víz erős abszorpciós hatással bír, ami a jelerősség gyengülését, a távolsági információ eltérését és a végső pozicionálási hatást befolyásolja.
5. A jel penetrációjának gyengülésének hatása
A falakon és más objektumokon keresztüli jeláthatolás gyengülni fog, az UWB sem kivétel. Amikor az UWB helymeghatározó eszköz áthatol egy hagyományos téglafalon, a jel körülbelül a felére gyengül. A faláthatolás miatti jelátviteli idő változásai szintén befolyásolják a helymeghatározás pontosságát.
Az emberi test miatt a becsapódás pontossága által okozott jeláthatolást nehéz megkerülni. Az NXP és a német LaterationXYZ vállalat innovatív érzékelőelrendezési megoldásokon keresztül fogja fejleszteni az UWB technológiát. Konkrét innovatív eredményekről még nem számoltak be. Csak az NXP hivatalos weboldalán megjelent korábbi technikai cikkekből tudok következtetéseket levonni.
Ami az UWB pontosságának javítására irányuló motivációt illeti, úgy vélem, hogy ez elsősorban az NXP, mint a világ vezető UWB-szereplője számára fontos, hogy a jelenlegi nagyszabású innovációkat fejlesztő hazai gyártókkal együttműködve kitörési helyzetben és műszaki védekezésben működjön együtt. Végül is a jelenlegi UWB-technológia még mindig a fejlesztés virágzó szakaszában van, és a kapcsolódó költségek, alkalmazások és méretek még nem stabilizálódtak. Jelenleg a hazai gyártók inkább az UWB-termékek mielőbbi piacra kerülésére és elterjedésére törekszenek, hogy meghódítsák a piacot, és nincs idejük az UWB pontosságával törődni az innováció javítása érdekében. Az NXP, mint az UWB-terület egyik vezető szereplője, komplett termékökoszisztémával, valamint a felhalmozott műszaki erő sokéves mélyreható felhasználásával rendelkezik, így kényelmesebben tudja megvalósítani az UWB-innovációt.
Másodszor, az NXP ezúttal a milliméteres szintű UWB felé halad, és látja az UWB jövőbeli fejlesztésében rejlő végtelen potenciált, és meg van győződve arról, hogy a pontosság javítása új alkalmazásokat hoz majd a piacra.
Véleményem szerint az UWB előnyei az 5G "új infrastruktúra" fejlődésével tovább javulnak, és az 5G intelligens felhatalmazásának ipari korszerűsítésének folyamatában tovább bővülnek az értékkoordinátái.
Korábban a 2G/3G/4G hálózatokban a mobil helymeghatározási forgatókönyvek főként segélyhívásokra, legális helymeghatározásra és egyéb alkalmazásokra összpontosultak, a helymeghatározási pontossági követelmények nem magasak, a Cell ID durva helymeghatározási pontossága alapján tíz métertől több száz méterig terjedhet. Míg az 5G új kódolási módszereket, nyalábfúziót, nagyméretű antennatömböket, milliméteres hullámspektrumot és egyéb technológiákat alkalmaz, nagy sávszélessége és antennatömb-technológiája alapot teremt a nagy pontosságú távolságméréshez és a nagy pontosságú szögméréshez. Ezért a pontosság területén egy újabb UWB-sprintet a megfelelő korszak háttere, a technológiai alap és a megfelelő alkalmazási kilátások támogatnak, és ez az UWB-pontossági sprint a digitális intelligencia fejlesztésének megfelelő előtervezésnek tekinthető.
Milyen piacokat nyit meg a Millimetre UW?
Az UWB piaci eloszlását jelenleg főként a B-vég diszperziója és a C-vég koncentrációja jellemzi. Az alkalmazásban a B-végnek több felhasználási esete van, és a C-vég nagyobb képzelőerővel rendelkezik a teljesítménybányászat számára. Véleményem szerint ez a pozicionálási teljesítményre összpontosító innováció megszilárdítja az UWB előnyeit a precíz pozicionálásban, ami nemcsak a meglévő alkalmazások teljesítménybeli áttörését hozza, hanem lehetőséget teremt az UWB számára új alkalmazási területek megnyitására is.
A B-end piacon, parkok, gyárak, vállalkozások és egyéb helyszínek esetében az adott terület vezeték nélküli környezete viszonylag biztos, és a pozicionálási pontosság következetesen garantálható, miközben az ilyen jelenetek stabil igényt tartanak fenn a pontos pozicionálási érzékelés iránt, vagy milliméteres szintű UWB-vé válnak, amely hamarosan a piac előnyére irányul.
A bányászati forgatókönyvben az intelligens bányaépítés fejlődésével az "5G+UWB pozicionálás" fúziós megoldása lehetővé teszi az intelligens bányászati rendszer számára, hogy nagyon rövid idő alatt elvégezze a teljes pozicionálást, elérje a precíz pozicionálás és az alacsony energiafogyasztás tökéletes kombinációját, valamint megvalósítsa a nagy pontosság, a nagy kapacitás és a hosszú készenléti idő stb. jellemzőit. Ugyanakkor, a bánya biztonságirányítása alapján, felhasználható a bánya biztonságának és a bánya biztonsági irányításának garantálására. Ugyanakkor, a bányabiztonság-irányítás iránti nagy kereslet alapján, az UWB-t a személyzet napi irányításában és a gépjárművek nyomon követésében is használják majd. Jelenleg az országban körülbelül 4000 szénbánya található, és az egyes szénbányák bázisállomásai iránti átlagos kereslet körülbelül 100, amiből becslések szerint a szénbánya bázisállomásai iránti teljes kereslet körülbelül 400 000, a szénbányászok száma összesen körülbelül 4 millió ember, az 1 fő 1 címke szerint az UWB címkék iránti kereslet körülbelül 4 millió. A jelenlegi végfelhasználó szerint egyetlen piaci áron vásárolható, az UWB "bázisállomás + címke" hardverpiacán a szénpiac körülbelül 4 milliárd kibocsátási értéket képvisel.
A bányászat és a hasonló magas kockázatú forgatókönyvek, valamint az olajkitermelés, erőművek, vegyi üzemek stb. esetében a biztonságirányítási igények a pozicionálási pontosságra vonatkozó követelmények magasabbak, az UWB pozicionálási pontosság milliméteres szintre történő növelése segít megszilárdítani előnyeit az ilyen területeken.
Az ipari gyártásban, raktározásban és logisztikai környezetben az UWB a költségcsökkentés és a hatékonyság eszközévé vált. Az UWB technológiával ellátott kézi eszközöket használó munkavállalók pontosabban tudják megtalálni és elhelyezni a különböző alkatrészeket; egy olyan irányítási rendszer kiépítése, amely az UWB technológiát integrálja a raktárkezelésbe, valós időben pontosan nyomon követheti a raktárakban lévő mindenféle anyagot és személyzetet, és megvalósíthatja a készletgazdálkodást, a személyzetgazdálkodást, ugyanakkor hatékony és hibamentes, pilóta nélküli anyagforgalmat is lehetővé tesz az AGV berendezések segítségével, ami nagymértékben növelheti a termelési hatékonyságot.
Ezenkívül az UWB milliméteres ugrása új alkalmazási lehetőségeket nyithat meg a vasúti közlekedés területén. Jelenleg a vonatok aktív irányítórendszere főként a műholdas helymeghatározásra támaszkodik, a földalatti alagutak, valamint a városi toronyházak, kanyonok és egyéb helyszínek esetében a műholdas helymeghatározás hajlamos a meghibásodásra. Az UWB technológia a vonatok CBTC pozicionálásában és navigációjában, az ütközésmegelőzésben és az ütközések korai előrejelzésében, a vonatok precíziós megállításában stb. megbízhatóbb műszaki támogatást nyújthat a vasúti közlekedés biztonságához és irányításához. Jelenleg az ilyen jellegű alkalmazások Európában és az Egyesült Államokban szórványos alkalmazási esetekkel rendelkeznek.
A C-terminál piacon az UWB milliméteres pontosságú fejlesztése új alkalmazási lehetőségeket nyit meg a digitális kulcsokon kívül a járművekben. Például automatikus parkolószolgálat, automatikus fizetés stb. Ugyanakkor a mesterséges intelligencia technológiára építve a felhasználó mozgási mintáit és szokásait is „meg lehet tanulni”, és javítani lehet az automatikus vezetési technológia teljesítményét.
A szórakoztatóelektronika területén az UWB az okostelefonok szabványtechnológiájává válhat a digitális autókulcsok autó-gép interakciójának hulláma alatt. Amellett, hogy szélesebb alkalmazási teret nyit a termékek pozicionálására és keresésére, az UWB pontosságának javulása új alkalmazási teret nyithat a berendezések interakciós forgatókönyveiben is. Például az UWB pontos tartománya pontosan szabályozhatja az eszközök közötti távolságot, beállíthatja a kiterjesztett valóság jelenetfelépítését, a játék, a hang és a videó pedig jobb érzékszervi élményt nyújt.
Közzététel ideje: 2023. szeptember 4.