Original: Ulink Media
Forfatter: 旸谷
For nylig har den hollandske halvledervirksomhed NXP, i samarbejde med den tyske virksomhed Lateration XYZ, opnået evnen til at opnå millimeterpræcisionspositionering af andre UWB-elementer og -enheder ved hjælp af ultrabredbåndsteknologi. Denne nye løsning giver nye muligheder for forskellige anvendelsesscenarier, der kræver præcis positionering og sporing, hvilket markerer et væsentligt fremskridt i historien om UWB-teknologiudvikling.
Faktisk er den nuværende UWB-nøjagtighed på centimeterniveau inden for positionering blevet opnået hurtigt, og de højere hardwareomkostninger giver også brugere og løsningsudbydere hovedpine i forhold til, hvordan de skal løse omkostnings- og implementeringsproblemerne. Er det nødvendigt at "rulle" til millimeterniveau på nuværende tidspunkt? Og hvilke markedsmuligheder vil UWB på millimeterniveau medføre?
Hvorfor er UWB på millimeterskala svær at nå?
Som en højpræcisions-, højnøjagtigheds- og højsikkerhedspositionerings- og afstandsmålingsmetode kan UWB indendørs positionering teoretisk set nå millimeter- eller endda mikrometernøjagtighed, men i den faktiske implementering har den holdt sig på centimeterniveau i lang tid, primært på grund af følgende faktorer, der påvirker den faktiske nøjagtighed af UWB-positionering:
1. Sensorens implementeringstilstands indvirkning på positioneringsnøjagtigheden
I selve processen med at løse positioneringsnøjagtigheden betyder stigningen i antallet af sensorer en stigning i redundant information, og den rige redundante information kan yderligere reducere positioneringsfejlen. Positioneringsnøjagtigheden øges dog ikke med de bedste sensorer, og når antallet af sensorer øges til et vist antal, er bidraget til positioneringsnøjagtigheden ikke stort med stigningen i sensorer. Og stigningen i antallet af sensorer betyder, at udstyrets omkostninger stiger. Derfor er det fokus for forskning i effekten af sensorimplementering på positioneringsnøjagtigheden, hvordan man finder en balance mellem antallet af sensorer og positioneringsnøjagtigheden og dermed en rimelig implementering af UWB-sensorer.
2. Indflydelse af flervejseffekt
UWB ultrabredbåndspositioneringssignaler reflekteres og brydes af det omgivende miljø, såsom vægge, glas og indendørs genstande såsom skriveborde, under udbredelsesprocessen, hvilket resulterer i flervejseffekter. Signalets forsinkelse, amplitude og fase ændrer sig, hvilket resulterer i energidæmpning og et fald i signal-støj-forholdet, hvilket fører til, at det først nåede signal ikke er direkte, hvilket forårsager afstandsfejl og et fald i positioneringsnøjagtigheden. Derfor kan effektiv undertrykkelse af flervejseffekten forbedre positioneringsnøjagtigheden, og de nuværende metoder til at undertrykke flervejssignaler omfatter primært MUSIC, ESPRIT og kantdetektionsteknikker.
3. NLOS-påvirkning
Udbredelse i sigtelinje (LOS) er den første og forudsætning for at sikre nøjagtigheden af signalmålingsresultaterne. Når betingelserne mellem det mobile positioneringsmål og basestationen ikke kan opfyldes, kan signalets udbredelse kun fuldføres under forhold, der ikke er i sigtelinje, såsom refraktion og diffraktion. På nuværende tidspunkt repræsenterer tidspunktet for den første ankommende puls ikke den reelle værdi af TOA, og retningen af den første ankommende puls er ikke den reelle værdi af AOA, hvilket vil forårsage en vis positioneringsfejl. I øjeblikket er de vigtigste metoder til at eliminere ikke-sigtelinjefejl Wylie-metoden og korrelationselimineringsmetoden.
4. Menneskekroppens indflydelse på positioneringsnøjagtighed
Hovedkomponenten i menneskekroppen er vand. Vand absorberer stærkt UWB-pulssignalet, hvilket resulterer i dæmpning af signalstyrken, afvigelse i afstandsinformationen og påvirker den endelige positioneringseffekt.
5. Virkning af svækket signalpenetration
Enhver signalgennemtrængning gennem vægge og andre enheder vil blive svækket, UWB er ingen undtagelse. Når UWB-positionering gennemtrænger en almindelig murstensvæg, vil signalet blive svækket med omkring halvdelen. Ændringer i signaltransmissionstiden på grund af væggennemtrængning vil også påvirke positioneringsnøjagtigheden.
På grund af den menneskelige krop er signalpenetration forårsaget af nøjagtigheden af påvirkningen vanskelig at omgå. NXP og det tyske firma LaterationXYZ vil forbedre UWB-teknologien gennem innovative sensorlayoutløsninger. Der har ikke været en specifik præsentation af innovative resultater. Jeg kan kun frigive tidligere tekniske artikler fra NXP's officielle hjemmeside for at fremsætte relevante spekulationer.
Hvad angår motivationen til at forbedre UWB's nøjagtighed, mener jeg, at dette først og fremmest handler om, at NXP, som verdens førende UWB-aktør, skal håndtere de nuværende indenlandske producenter af storstilet innovation inden for breakout-situationer og teknisk forsvar. Den nuværende UWB-teknologi er trods alt stadig i en boomfase af udviklingen, og de tilsvarende omkostninger, anvendelser og skalaer er endnu ikke stabiliseret. På nuværende tidspunkt er indenlandske producenter mere bekymrede for, at UWB-produkter skal lande og spredes så hurtigt som muligt for at gribe markedet. De har ikke tid til at bekymre sig om UWB's nøjagtighed for at forbedre innovationen. NXP, som en af de førende aktører inden for UWB, har et komplet produktekosystem samt mange års dybdegående forskning i den akkumulerede tekniske styrke, hvilket gør det mere komfortabelt at udføre UWB-innovation.
For det andet ser NXP, denne gang mod UWB på millimeterniveau, også det uendelige potentiale i den fremtidige udvikling af UWB og er overbevist om, at forbedringen af præcisionen vil bringe nye applikationer på markedet.
Efter min mening vil UWB's fordele fortsætte med at forbedres med udviklingen af 5G "ny infrastruktur" og yderligere udvide dens værdikoordinater i processen med industriel opgradering af 5G smart empowerment.
Tidligere, i 2G/3G/4G-netværket, fokuserede mobile positioneringsscenarier primært på nødopkald, adgang til lovlig positionering og andre applikationer. Kravene til positioneringsnøjagtighed er ikke høje, baseret på Cell ID's grove positioneringsnøjagtighed fra ti meter til hundredvis af meter. Mens 5G bruger nye kodningsmetoder, strålefusion, storskala antennearrays, millimeterbølgespektrum og andre teknologier, danner dens store båndbredde og antennearraysteknologi grundlaget for højpræcisionsafstandsmåling og højpræcisionsvinkelmåling. Derfor understøttes endnu en runde af UWB-sprint inden for nøjagtighed af den tilsvarende ærabaggrund, teknologifundament og tilstrækkelige anvendelsesmuligheder, og denne UWB-nøjagtighedssprint kan betragtes som en prælayout til at imødekomme opgraderingen af digital intelligens.
Hvilke markeder vil Millimetre UW åbne op for?
I øjeblikket er markedsfordelingen af UWB primært karakteriseret ved B-ende-spredning og C-ende-koncentration. I applikationen har B-enden flere use cases, og C-enden har mere fantasifuld plads til performance mining. Efter min mening konsoliderer denne innovation med fokus på positioneringsydelse fordelene ved UWB inden for præcis positionering, hvilket ikke kun bringer performancegennembrud til eksisterende applikationer, men også skaber muligheder for UWB til at åbne op for nyt applikationsrum.
På B-endemarkedet, for parker, fabrikker, virksomheder og andre scenarier, er det trådløse miljø i det specifikke område relativt sikkert, og positioneringsnøjagtigheden kan garanteres konsekvent, mens sådanne scener også opretholder en stabil efterspørgsel efter præcis positioneringsopfattelse, eller vil blive en millimeter-niveau UWB, der snart vil blive rettet mod markedets fordel.
I minedriftsscenariet, med fremskridtet inden for intelligent minekonstruktion, kan fusionsløsningen "5G+UWB-positionering" få det intelligente minesystem til at fuldføre positionering på meget kort tid, opnå den perfekte kombination af præcis positionering og lavt strømforbrug og realisere egenskaber som høj præcision, stor kapacitet og lang standbytid osv. Samtidig kan det, baseret på minens sikkerhedsstyring, bruges til at sikre minens sikkerhed og sikkerhedsstyring. Samtidig, baseret på den store efterspørgsel efter minesikkerhedsstyring, vil UWB også blive brugt i den daglige personaleledelse og bilsporing. I øjeblikket har landet et vist antal kulminer på omkring 4000, og den gennemsnitlige efterspørgsel efter hver kulmines basestation er omkring 100, hvorfra det kan anslås, at den samlede efterspørgsel efter kulminebasestationer er omkring 400.000, antallet af kulminearbejdere i alt omkring 4 millioner mennesker, ifølge 1 person 1-mærkning, efterspørgslen efter UWB-tags er omkring 4 millioner. Ifølge den nuværende slutbrugerpris for at købe en enkelt markedspris er kulmarkedet på UWB "basestation + tag" hardwaremarkedet omkring 4 milliarder i outputværdi.
Minedrift og lignende højrisikoscenarier samt olieudvinding, kraftværker, kemiske anlæg osv. har højere krav til sikkerhedsstyring i forhold til positioneringsnøjagtighed. Forbedring af UWB-positioneringsnøjagtighed på millimeterniveau vil bidrage til at konsolidere dens fordele i sådanne områder.
Inden for industriel produktion, lager og logistik er UWB blevet et værktøj til omkostningsreduktion og effektivitet. Medarbejdere, der bruger håndholdte enheder med UWB-teknologi, kan mere præcist lokalisere og placere forskellige dele. Opbygningen af et styringssystem, der integrerer UWB-teknologi i lagerstyring, kan nøjagtigt overvåge alle slags materialer og personale på lagre i realtid og opnå lagerstyring, personalestyring og samtidig effektiv og fejlfri ubemandet materialeomsætning gennem AGV-udstyr, hvilket i høj grad kan forbedre produktionseffektiviteten.
Derudover kan millimeterspringet fra UWB også åbne op for nye anvendelser inden for jernbanetransport. I øjeblikket er togets aktive kontrolsystem primært afhængigt af satellitpositionering for at fuldføre, og i underjordiske tunnelmiljøer såvel som i byhøjhuse, kløfter og andre scener er satellitpositionering tilbøjelig til at fejle. UWB-teknologi i togets CBTC-positionering og navigation, kollisionsforebyggelse og tidlig kollisionsadvarsel, præcisionsstop af tog osv. kan yde mere pålidelig teknisk support til sikkerhed og kontrol af jernbanetransport. I øjeblikket er denne type anvendelse spredt i Europa og USA.
På markedet for C-terminaler vil forbedring af UWB-præcision ned til millimeterniveau åbne op for nye anvendelsesscenarier ud over digitale nøgler til køretøjsscenarier. For eksempel automatisk parkeringsservice, automatisk betaling osv. Samtidig kan teknologi baseret på kunstig intelligens også "lære" brugerens bevægelsesmønstre og vaner og forbedre ydeevnen af automatisk køreteknologi.
Inden for forbrugerelektronik kan UWB blive standardteknologien til smartphones i takt med den stigende interaktion mellem bil og maskine via digitale bilnøgler. Udover at åbne op for et bredere anvendelsesområde til positionering og søgning efter produkter, kan UWB's forbedrede nøjagtighed også åbne op for nye anvendelsesområder til interaktion med udstyr. For eksempel kan UWB's præcise rækkevidde præcist kontrollere afstanden mellem enheder, justere konstruktionen af augmented reality-scener og give en bedre sensorisk oplevelse i spil, lyd og video.
Opslagstidspunkt: 4. september 2023