Original: Ulink Media
Forfatter: 旸谷
For nylig har det hollandske halvlederfirma NXP i samarbejde med det tyske firma Lateration XYZ fået muligheden for at opnå præcisionspositionering på millimeterniveau af andre UWB-elementer og -enheder ved hjælp af ultrabredbåndsteknologi. Denne nye løsning bringer nye muligheder for forskellige anvendelsesscenarier, der kræver præcis positionering og sporing, hvilket markerer et væsentligt fremskridt i UWB-teknologiudviklingens historie.
Faktisk er den nuværende nøjagtighed på UWB-centimeterniveau inden for positionering blevet gjort hurtigt, og de højere omkostninger til hardware giver også brugere og løsningsudbydere hovedpine med hensyn til, hvordan man løser omkostningerne og implementeringsproblemerne. På dette tidspunkt "rul" til millimeterniveau, er det nødvendigt? Og hvilke markedsmuligheder vil UWB på millimeterniveau bringe?
Hvorfor er UWB i millimeterskala svær at nå?
Som en højpræcisions-, højnøjagtigheds-, højsikkerhedspositionerings- og rækkeviddemetode kan UWB indendørspositionering teoretisk nå millimeter- eller endda mikrometernøjagtighed, men i den faktiske implementering har den holdt sig på centimeter-niveau i lang tid, primært pga. til følgende faktorer, der påvirker den faktiske nøjagtighed af UWB-positionering:
1. Indvirkningen af sensorimplementeringstilstand på positioneringsnøjagtighed
I den faktiske positioneringsnøjagtighedsløsningsproces betyder stigningen i antallet af sensorer stigningen af 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 af sensorer. Og stigningen i antallet af sensorer betyder, at omkostningerne til udstyret stiger. Derfor, hvordan man finder en balance mellem antallet af sensorer og positioneringsnøjagtighed, og dermed en rimelig udbredelse af UWB-sensorer, er fokus for forskningen om indvirkningen af sensorimplementering på positioneringsnøjagtigheden.
2. Indflydelse af flervejseffekt
UWB ultrabredbåndspositioneringssignaler reflekteres og brydes af det omgivende miljø såsom vægge, glas og indendørs genstande såsom desktops under udbredelsesprocessen, hvilket resulterer i flervejseffekter. Signalet ændrer sig i forsinkelse, amplitude og fase, hvilket resulterer i energidæmpning og et fald i signal-til-støj-forholdet, hvilket fører til, at det først nåede signal ikke er direkte, hvilket forårsager afstandsfejl og et fald i positioneringsnøjagtighed . Derfor kan effektiv undertrykkelse af multipath-effekten forbedre positioneringsnøjagtigheden, og de nuværende metoder til undertrykkelse af multipath omfatter hovedsageligt MUSIC, ESPRIT og kantdetektionsteknikker.
3. NLOS indvirkning
Linje-of-sight-udbredelse (LOS) er den første og forudsætning for at sikre nøjagtigheden af signalmålingsresultaterne, når betingelserne mellem det mobile positioneringsmål og basestationen ikke kan opfyldes, kan udbredelsen af signalet kun afsluttet under ikke-line-of-sight betingelser såsom refraktion og diffraktion. På dette 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. På nuværende tidspunkt er de vigtigste metoder til at eliminere non-line-of-sight-fejlen Wylie-metoden og korrelationselimineringsmetoden.
4. Den menneskelige krops indvirkning på positioneringsnøjagtighed
Hovedkomponenten i den menneskelige krop er vand, vand på det trådløse UWB-pulssignal har en stærk absorptionseffekt, hvilket resulterer i dæmpning af signalstyrken, informationsafvigelse og påvirker den endelige positioneringseffekt
5. Virkning af svækkelse af signalgennemtrængning
Enhver signalgennemtrængning gennem vægge og andre enheder vil blive svækket, UWB er ingen undtagelse. Når UWB-positionering trænger ind i en almindelig murstensvæg, vil signalet blive svækket med omkring det halve. Ændringer i signaltransmissionstid på grund af væggennemtrængning vil også påvirke positioneringsnøjagtigheden.
På grund af den menneskelige krop er signalgennemtrængning forårsaget af nøjagtigheden af påvirkningen vanskelig at omgå, NXP og det tyske LaterationXYZ-selskab vil være gennem innovative sensorlayoutløsninger for at forbedre UWB-teknologien, der har ikke været en specifik visning af innovative resultater , Jeg kan kun frigives fra den officielle hjemmeside for NXP tidligere tekniske artikler for at foretage de relevante spekulationer.
Hvad angår motivationen til at forbedre nøjagtigheden af UWB, tror jeg, at dette først og fremmest er NXP som verdens førende UWB-spiller til at håndtere de nuværende indenlandske producenter af storstilet innovation i breakout-situationen og teknisk forsvar. Når alt kommer til alt, er den nuværende UWB-teknologi stadig i det blomstrende udviklingsstadium, og de tilsvarende omkostninger, anvendelse og skala er endnu ikke stabiliseret, på nuværende tidspunkt er indenlandske producenter mere bekymrede for UWB-produkterne så hurtigt som muligt for at lande og sprede sig, for at gribe markedet, har ingen tid til at bekymre sig om UWB-nøjagtigheden for at forbedre innovationen. NXP, som en af topspillerne inden for UWB, har et komplet produktøkosystem samt mange års dyb pløjning af den akkumulerede tekniske styrke, mere behageligt at udføre UWB innovationen.
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 fordelene ved UWB fortsætte med at blive bedre 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, var mobile positioneringsscenarier hovedsageligt fokuseret på nødopkald, lovlig lokaliseringsadgang og andre applikationer, kravene til positioneringsnøjagtighed er ikke høje, baseret på Cell ID grov positioneringsnøjagtighed fra snesevis af meter til hundredvis af meter. Mens 5G bruger nye kodningsmetoder, beam fusion, storskala antenne arrays, millimeter bølgespektrum og andre teknologier, danner dens store båndbredde og antenne array teknologi grundlaget for høj præcision afstandsmåling og høj præcision vinkelmåling. Derfor understøttes endnu en runde UWB-sprint inden for nøjagtighed af den tilsvarende epokebaggrund, teknologiske grundlag og tilstrækkelige anvendelsesmuligheder, og denne UWB-nøjagtighedssprint kan betragtes som et præ-layout for at imødekomme opgraderingen af digital intelligens.
Hvilke markeder vil Millimeter UW åbne op?
I øjeblikket er markedsfordelingen af UWB hovedsageligt karakteriseret ved B-endespredning og C-endekoncentration. 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 i præcis positionering, hvilket ikke kun bringer præstationsgennembrud for eksisterende applikationer, men også skaber muligheder for UWB for at åbne op for nyt applikationsrum.
På B-end-markedet, for parker, fabrikker, virksomheder og andre scenarier, er det trådløse miljø i dets specifikke område relativt sikkert, og positioneringsnøjagtighed kan konsekvent garanteres, mens sådanne scener også opretholder en stabil efterspørgsel efter nøjagtig positioneringsopfattelse, eller bliver en UWB på millimeterniveau, vil snart blive rettet mod markedets fordel.
I minedriftsscenariet, med fremskridt inden for intelligent minekonstruktion, kan fusionsløsningen af "5G + UWB positionering" gøre det intelligente minesystem fuldstændig positionering på meget kort tid, opnå den perfekte kombination af præcis positionering og lavt strømforbrug, og realisere egenskaberne ved høj præcision, stor kapacitet og lang standbytid osv. Samtidig kan den, baseret på sikkerhedsstyringen af minen, bruges til at sikre minens sikkerhed og sikkerhedsstyringen af minen. På samme tid, baseret på den hårde efterspørgsel efter minesikkerhedsstyring, vil UWB også blive brugt i den daglige ledelse af personale og bilbane. På nuværende tidspunkt har landet et vist omfang af kulminer omkring 4000 eller deromkring, og den gennemsnitlige efterspørgsel for hver kulmines basestation er omkring 100 eller deromkring, hvorfra det kan anslås, at den samlede efterspørgsel efter kulminebase er ca. 400.000, antallet af kulminearbejdere i alt omkring 4 millioner mennesker eller deromkring, ifølge 1 person 1 label, efterspørgslen efter UWB tags omkring 4 millioner eller deromkring. Ifølge den nuværende slutbruger til at købe en enkelt markedspris, kulmarkedet i UWB "base station + tag" hardware marked er omkring 4 milliarder i output værdi.
Minedrift og minedrift lignende højrisikoscenarier og olieudvinding, kraftværker, kemiske anlæg osv., sikkerhedsstyringsbehov for positioneringsnøjagtighedskrav er højere, UWB positioneringsnøjagtighed til millimeterniveauforbedring vil hjælpe med at konsolidere dets fordele i sådanne områder.
I industriel fremstilling, lager og logistikscenarier er UWB blevet et værktøj til omkostningsreduktion og effektivitet. Arbejdere, der bruger håndholdte enheder med UWB-teknologi, kan mere nøjagtigt lokalisere og placere forskellige dele; konstruktionen af et ledelsessystem, der integrerer UWB-teknologi i lagerstyring kan nøjagtigt overvåge alle slags materialer og personale på lagre i realtid, og opnå lagerstyring, personalestyring og samtidig også opnå effektivt og fejlfrit ubemandet materiale omsætning gennem AGV-udstyr, hvilket i høj grad kan øge produktionseffektiviteten.
Derudover kan UWB's millimeterspring også åbne op for nye applikationer inden for jernbanetransport. I øjeblikket er togets aktive kontrolsystem hovedsageligt afhængig af satellitpositionering for at fuldføre, for det underjordiske tunnelmiljø samt byhøjhuse, kløfter og andre scener er satellitpositionering tilbøjelig til at fejle. UWB-teknologi i toget CBTC-positionering og -navigation, kolonne til kollisionsundgåelse og kollision tidlig advarsel, togpræcisionsstop osv., kan give mere pålidelig teknisk support til sikkerhed og kontrol med jernbanetransport. På nuværende tidspunkt har denne form for ansøgninger i Europa og USA spredt ansøgningssager.
På markedet for C-terminaler vil UWB-præcision til millimeterniveau-forbedring åbne op for nye applikationsscenarier, bortset fra digitale nøgler, til køretøjsscenen. For eksempel automatisk parkeringsservice, automatisk betaling og så videre. På samme tid, baseret på kunstig intelligens teknologi, kan også komme til at "lære" brugerens bevægelsesmønstre og vaner, og forbedre ydeevnen af automatisk køreteknologi.
Inden for forbrugerelektronik kan UWB blive standardteknologien til smartphones under bølgen af bil-maskine-interaktion af digitale bilnøgler. Ud over at åbne op for et bredere applikationsrum til positionering og søgning af produkter, kan UWB's præcisionsforbedring også åbne op for nyt applikationsrum til udstyrsinteraktionsscenarier. For eksempel kan UWB's nøjagtige rækkevidde nøjagtigt kontrollere afstanden mellem enheder, for at justere scenekonstruktionen med augmented reality, så spillet, lyden og videoen giver en bedre sanseoplevelse.
Indlægstid: Sep-04-2023