Sumber Asli: Ulink Media
Penulis: 旸谷
Baru-baru ini, perusahaan semikonduktor Belanda NXP, bekerja sama dengan perusahaan Jerman Lateration XYZ, telah memperoleh kemampuan untuk mencapai penentuan posisi dengan presisi tingkat milimeter untuk item dan perangkat UWB lainnya menggunakan teknologi ultra-wideband. Solusi baru ini menghadirkan kemungkinan baru untuk berbagai skenario aplikasi yang membutuhkan penentuan posisi dan pelacakan yang tepat, menandai kemajuan penting dalam sejarah pengembangan teknologi UWB.
Faktanya, akurasi UWB tingkat sentimeter saat ini, di bidang penentuan posisi, telah dilakukan dengan cepat, dan biaya perangkat keras yang lebih tinggi juga membuat pengguna dan penyedia solusi pusing memikirkan cara mengatasi kesulitan biaya dan implementasi. Pada saat ini, apakah "peralihan" ke tingkat milimeter diperlukan? Dan peluang pasar apa yang akan dibawa oleh UWB tingkat milimeter?
Mengapa UWB skala milimeter sulit dicapai?
Sebagai metode penentuan posisi dan pengukuran jarak dengan presisi tinggi, akurasi tinggi, dan keamanan tinggi, penentuan posisi dalam ruangan UWB secara teoritis dapat mencapai akurasi milimeter atau bahkan mikrometer, tetapi dalam penerapannya, akurasinya tetap berada pada tingkat sentimeter untuk waktu yang lama, terutama karena faktor-faktor berikut yang memengaruhi akurasi aktual penentuan posisi UWB:
1. Dampak mode penempatan sensor terhadap akurasi penentuan posisi
Dalam proses penyelesaian akurasi penentuan posisi yang sebenarnya, peningkatan jumlah sensor berarti peningkatan informasi redundan, dan informasi redundan yang kaya dapat lebih mengurangi kesalahan penentuan posisi. Namun, akurasi penentuan posisi tidak meningkat dengan sensor terbaik, dan ketika jumlah sensor ditingkatkan hingga jumlah tertentu, kontribusi terhadap akurasi penentuan posisi tidak besar dengan peningkatan jumlah sensor. Dan peningkatan jumlah sensor berarti biaya peralatan meningkat. Oleh karena itu, bagaimana menemukan keseimbangan antara jumlah sensor dan akurasi penentuan posisi, dan dengan demikian penempatan sensor UWB yang wajar adalah fokus penelitian tentang dampak penempatan sensor pada akurasi penentuan posisi.
2. Pengaruh efek multipath
Sinyal penentuan posisi ultra-wideband UWB dipantulkan dan dibiaskan oleh lingkungan sekitar seperti dinding, kaca, dan benda-benda di dalam ruangan seperti meja selama proses perambatan, sehingga menghasilkan efek multipath. Sinyal mengalami perubahan penundaan, amplitudo, dan fase, yang mengakibatkan pelemahan energi dan penurunan rasio sinyal terhadap derau, sehingga sinyal pertama yang diterima tidak langsung, menyebabkan kesalahan pengukuran jarak dan penurunan akurasi penentuan posisi. Oleh karena itu, penekanan efek multipath yang efektif dapat meningkatkan akurasi penentuan posisi, dan metode saat ini untuk menekan multipath terutama meliputi MUSIC, ESPRIT, dan teknik deteksi tepi.
3. Dampak NLOS
Perambatan garis pandang (Line-of-sight propagation/LOS) adalah prasyarat pertama untuk memastikan keakuratan hasil pengukuran sinyal. Ketika kondisi antara target penentuan posisi bergerak dan stasiun pangkalan tidak terpenuhi, perambatan sinyal hanya dapat dilakukan dalam kondisi non-garis pandang seperti refraksi dan difraksi. Pada saat ini, waktu kedatangan pulsa pertama tidak mewakili nilai sebenarnya dari TOA (Time of Arrival/Waktu Kedatangan), dan arah kedatangan pulsa pertama bukanlah nilai sebenarnya dari AOA (Angle of Arrival/ ...
4. Dampak tubuh manusia terhadap akurasi penentuan posisi
Komponen utama tubuh manusia adalah air, dan air memiliki efek penyerapan yang kuat terhadap sinyal pulsa nirkabel UWB, yang mengakibatkan pelemahan kekuatan sinyal, penyimpangan informasi jarak, dan memengaruhi efek penentuan posisi akhir.
5. Dampak pelemahan penetrasi sinyal
Setiap penetrasi sinyal melalui dinding dan entitas lain akan melemah, UWB tidak terkecuali. Ketika penentuan posisi UWB menembus dinding bata biasa, sinyal akan melemah sekitar setengahnya. Perubahan waktu transmisi sinyal akibat penetrasi dinding juga akan memengaruhi akurasi penentuan posisi.
Karena tubuh manusia, penetrasi sinyal yang disebabkan oleh akurasi benturan sulit untuk diatasi. NXP dan perusahaan Jerman LaterationXYZ akan melalui solusi tata letak sensor inovatif untuk meningkatkan teknologi UWB. Belum ada tampilan spesifik dari hasil inovasi tersebut, saya hanya dapat berspekulasi berdasarkan artikel teknis yang dirilis dari situs web resmi NXP di masa lalu.
Mengenai motivasi untuk meningkatkan akurasi UWB, saya percaya bahwa ini terutama karena NXP, sebagai pemain UWB terkemuka di dunia, harus menghadapi situasi terobosan inovasi skala besar dari produsen domestik saat ini dan melakukan pertahanan teknologi. Bagaimanapun, teknologi UWB saat ini masih dalam tahap perkembangan pesat, dan biaya, aplikasi, serta skalanya belum stabil. Pada saat ini, produsen domestik lebih peduli untuk segera meluncurkan dan menyebarluaskan produk UWB untuk merebut pasar, sehingga tidak punya waktu untuk memperhatikan peningkatan akurasi UWB dan melakukan inovasi. NXP, sebagai salah satu pemain top di bidang UWB, memiliki ekosistem produk yang lengkap serta pengalaman bertahun-tahun dalam membangun kekuatan teknis yang terakumulasi, sehingga lebih nyaman untuk melakukan inovasi UWB.
Kedua, NXP kali ini berfokus pada UWB tingkat milimeter, juga melihat potensi tak terbatas dari perkembangan UWB di masa depan dan yakin bahwa peningkatan presisi akan membawa aplikasi baru ke pasar.
Menurut pendapat saya, potensi keuntungan UWB akan terus meningkat seiring dengan kemajuan "infrastruktur baru" 5G, dan akan semakin memperluas koordinat nilainya dalam proses peningkatan industri pemberdayaan cerdas 5G.
Sebelumnya, pada jaringan 2G/3G/4G, skenario penentuan posisi seluler terutama berfokus pada panggilan darurat, akses lokasi legal, dan aplikasi lainnya, dengan persyaratan akurasi penentuan posisi yang tidak tinggi, berdasarkan ID Sel, akurasi penentuan posisi kasar berkisar dari puluhan meter hingga ratusan meter. Sementara 5G menggunakan metode pengkodean baru, fusi beam, susunan antena skala besar, spektrum gelombang milimeter, dan teknologi lainnya, bandwidth besar dan teknologi susunan antenanya memberikan dasar untuk pengukuran jarak presisi tinggi dan pengukuran sudut presisi tinggi. Oleh karena itu, putaran sprint UWB lainnya di bidang akurasi didukung oleh latar belakang era yang sesuai, fondasi teknologi, dan prospek aplikasi yang memadai, dan sprint akurasi UWB ini dapat dianggap sebagai persiapan untuk memenuhi peningkatan kecerdasan digital.
Pasar mana saja yang akan dibuka oleh Millimetre UW?
Saat ini, distribusi pasar UWB terutama ditandai oleh dispersi ujung B dan konsentrasi ujung C. Dalam aplikasinya, ujung B memiliki lebih banyak kasus penggunaan, dan ujung C memiliki ruang imajinatif yang lebih luas untuk penggalian kinerja. Menurut saya, inovasi yang berfokus pada kinerja pemosisian ini memperkuat keunggulan UWB dalam pemosisian yang presisi, yang tidak hanya membawa terobosan kinerja untuk aplikasi yang ada tetapi juga menciptakan peluang bagi UWB untuk membuka ruang aplikasi baru.
Di pasar B-end, untuk taman, pabrik, perusahaan, dan skenario lainnya, lingkungan nirkabel di area spesifiknya relatif pasti, dan akurasi penentuan posisi dapat dijamin secara konsisten. Sementara itu, skenario tersebut juga mempertahankan permintaan yang stabil untuk persepsi penentuan posisi yang akurat, atau akan segera menjadi sasaran keunggulan pasar UWB tingkat milimeter.
Dalam skenario pertambangan, dengan kemajuan konstruksi tambang cerdas, solusi fusi "pemosisian 5G+UWB" dapat membuat sistem pertambangan cerdas menyelesaikan pemosisian dalam waktu yang sangat singkat, mencapai kombinasi sempurna antara pemosisian yang tepat dan konsumsi daya rendah, serta mewujudkan karakteristik presisi tinggi, kapasitas besar, dan waktu siaga yang lama, dll. Pada saat yang sama, berdasarkan manajemen keselamatan tambang, solusi ini dapat digunakan untuk memastikan keselamatan tambang dan manajemen keselamatan tambang. Selain itu, berdasarkan tuntutan ketat untuk manajemen keselamatan tambang, UWB juga akan digunakan dalam manajemen harian personel dan pelacakan kendaraan. Saat ini, negara ini memiliki sekitar 4000 tambang batubara, dan rata-rata permintaan untuk setiap stasiun basis tambang batubara adalah sekitar 100 unit, dari mana dapat diperkirakan bahwa total permintaan untuk stasiun basis tambang batubara adalah sekitar 400.000 unit, jumlah penambang batubara secara keseluruhan sekitar 4 juta orang, menurut 1 orang 1 label, permintaan untuk tag UWB sekitar 4 juta unit. Berdasarkan harga pasar tunggal yang ditetapkan pengguna akhir saat ini, pasar batubara di pasar perangkat keras UWB "stasiun pangkalan + tag" memiliki nilai output sekitar 4 miliar.
Pertambangan dan kegiatan serupa di lingkungan berisiko tinggi seperti penambangan minyak, pembangkit listrik, pabrik kimia, dll., membutuhkan manajemen keselamatan dengan persyaratan akurasi posisi yang lebih tinggi. Peningkatan akurasi posisi UWB hingga tingkat milimeter akan membantu memperkuat keunggulannya di bidang-bidang tersebut.
Dalam skenario manufaktur industri, pergudangan, dan logistik, UWB telah menjadi alat untuk pengurangan biaya dan efisiensi. Pekerja yang menggunakan perangkat genggam dengan teknologi UWB dapat lebih akurat menemukan dan menempatkan berbagai bagian; pembangunan sistem manajemen yang mengintegrasikan teknologi UWB dalam manajemen gudang dapat secara akurat memantau semua jenis material dan personel di gudang secara real-time, dan mencapai pengendalian inventaris, manajemen personel, dan pada saat yang sama juga mencapai perputaran material tanpa awak yang efisien dan bebas kesalahan melalui peralatan AGV, yang dapat sangat meningkatkan efisiensi produksi.
Selain itu, lompatan milimeter UWB juga dapat membuka aplikasi baru di bidang transportasi kereta api. Saat ini, sistem kendali aktif kereta api terutama bergantung pada penentuan posisi satelit, namun untuk lingkungan terowongan bawah tanah serta gedung-gedung tinggi perkotaan, ngarai, dan pemandangan lainnya, penentuan posisi satelit rentan terhadap kegagalan. Teknologi UWB dalam penentuan posisi dan navigasi CBTC kereta api, penghindaran tabrakan dan peringatan dini tabrakan, penghentian presisi kereta api, dll., dapat memberikan dukungan teknis yang lebih andal untuk keselamatan dan pengendalian transportasi kereta api. Saat ini, aplikasi semacam ini di Eropa dan Amerika Serikat masih memiliki beberapa kasus penerapan yang tersebar.
Di pasar C-terminal, peningkatan presisi UWB hingga tingkat milimeter akan membuka skenario aplikasi baru selain kunci digital untuk lingkungan kendaraan. Misalnya, parkir valet otomatis, pembayaran otomatis, dan sebagainya. Pada saat yang sama, berdasarkan teknologi kecerdasan buatan, teknologi ini juga dapat "mempelajari" pola dan kebiasaan pergerakan pengguna, serta meningkatkan kinerja teknologi pengemudian otomatis.
Di bidang elektronik konsumen, UWB berpotensi menjadi teknologi standar untuk ponsel pintar di tengah gelombang interaksi mobil-mesin dengan kunci mobil digital. Selain membuka ruang aplikasi yang lebih luas untuk penentuan posisi dan pencarian produk, peningkatan akurasi UWB juga dapat membuka ruang aplikasi baru untuk skenario interaksi peralatan. Misalnya, jangkauan akurat UWB dapat mengontrol jarak antar perangkat secara tepat, untuk menyesuaikan konstruksi adegan realitas tertambah, dan untuk game, audio, dan video guna menghadirkan pengalaman sensorik yang lebih baik.
Waktu posting: 04-Sep-2023