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 posisi presisi tingkat milimeter dari item dan perangkat UWB lainnya menggunakan teknologi pita lebar ultra. Solusi baru ini menghadirkan kemungkinan baru untuk berbagai skenario aplikasi yang memerlukan 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 penerapan. Saat ini, "bergulir" ke tingkat milimeter, apakah perlu? Dan UWB tingkat milimeter akan membawa peluang pasar apa?
Mengapa UWB skala milimeter sulit dijangkau?
Sebagai metode penentuan posisi dan pengukuran jarak dengan tingkat presisi, akurasi, dan keamanan tinggi, penentuan posisi dalam ruangan UWB secara teori dapat mencapai akurasi milimeter atau bahkan mikrometer. Namun, dalam penerapan sebenarnya, akurasinya hanya bertahan pada level sentimeter untuk waktu yang lama. Hal ini terutama disebabkan oleh beberapa faktor berikut yang memengaruhi akurasi penentuan posisi UWB yang sebenarnya:
1. Dampak mode penyebaran sensor terhadap akurasi posisi
Dalam proses penyelesaian akurasi posisi yang sebenarnya, peningkatan jumlah sensor berarti peningkatan informasi redundan, dan informasi redundan yang kaya dapat lebih jauh mengurangi kesalahan posisi. Namun, akurasi posisi tidak meningkat dengan sensor terbaik, dan ketika jumlah sensor ditingkatkan ke angka tertentu, kontribusi terhadap akurasi posisi tidak besar dengan peningkatan sensor. Dan peningkatan jumlah sensor berarti biaya peralatan meningkat. Oleh karena itu, bagaimana menemukan keseimbangan antara jumlah sensor dan akurasi posisi, dan dengan demikian penyebaran sensor UWB yang wajar adalah fokus penelitian tentang dampak penyebaran sensor pada akurasi posisi.
2. Pengaruh efek multipath
Sinyal pemosisian pita lebar ultra UWB dipantulkan dan dibiaskan oleh lingkungan sekitar seperti dinding, kaca, dan objek dalam ruangan seperti desktop selama proses perambatan, yang menghasilkan efek multipath. Sinyal berubah dalam penundaan, amplitudo, dan fase, yang menghasilkan pelemahan energi dan penurunan rasio sinyal terhadap derau, yang mengarah pada fakta bahwa sinyal pertama yang dicapai tidak langsung, yang menyebabkan kesalahan jangkauan dan penurunan akurasi pemosisian. Oleh karena itu, penekanan efek multipath yang efektif dapat meningkatkan akurasi pemosisian, dan metode saat ini untuk menekan multipath terutama mencakup teknik MUSIC, ESPRIT, dan deteksi tepi.
3. Dampak NLOS
Perambatan garis pandang (LOS) merupakan prasyarat pertama untuk memastikan keakuratan hasil pengukuran sinyal. Ketika kondisi antara target posisi bergerak dan stasiun pangkalan tidak dapat dipenuhi, perambatan sinyal hanya dapat diselesaikan dalam kondisi non-garis pandang seperti refraksi dan difraksi. Pada saat ini, waktu pulsa pertama yang datang tidak mewakili nilai TOA yang sebenarnya, dan arah pulsa pertama yang datang bukanlah nilai AOA yang sebenarnya, yang akan menyebabkan kesalahan posisi tertentu. Saat ini, metode utama untuk menghilangkan kesalahan non-garis pandang adalah metode Wylie dan metode eliminasi korelasi.
4. Dampak tubuh manusia terhadap akurasi posisi
Komponen utama tubuh manusia adalah air, air pada sinyal pulsa nirkabel UWB memiliki efek penyerapan yang kuat, mengakibatkan pelemahan kekuatan sinyal, penyimpangan informasi yang berkisar, dan mempengaruhi efek posisi akhir.
5. Dampak melemahnya penetrasi sinyal
Setiap sinyal yang menembus dinding dan benda lain akan melemah, termasuk UWB. Ketika posisi UWB menembus dinding bata biasa, sinyal akan melemah sekitar setengahnya. Perubahan waktu transmisi sinyal karena penetrasi dinding juga akan memengaruhi akurasi posisi.
Karena tubuh manusia, penetrasi sinyal yang ditimbulkan oleh akurasi dampak sulit untuk dielakkan, NXP dan perusahaan Jerman LaterationXYZ akan melalui solusi tata letak sensor yang inovatif untuk meningkatkan teknologi UWB, belum ada tampilan spesifik dari hasil inovatif tersebut, saya hanya dapat merilis dari situs web resmi NXP artikel teknis sebelumnya untuk membuat spekulasi yang relevan.
Adapun motivasi untuk meningkatkan akurasi UWB, saya percaya bahwa ini pertama-tama adalah NXP sebagai pemain UWB terkemuka di dunia untuk berurusan dengan produsen domestik saat ini dengan inovasi skala besar dalam situasi terobosan dan pertahanan teknis. Bagaimanapun, teknologi UWB saat ini masih dalam tahap pengembangan yang sedang berkembang pesat, dan biaya, aplikasi, dan skala yang sesuai belum stabil, saat ini, produsen dalam negeri lebih peduli tentang produk UWB sesegera mungkin untuk mendarat dan menyebar, untuk merebut pasar, tidak punya waktu untuk peduli dengan akurasi UWB untuk meningkatkan inovasi. NXP, sebagai salah satu pemain teratas di bidang UWB, memiliki ekosistem produk yang lengkap serta bertahun-tahun pembajakan mendalam dari kekuatan teknis yang terakumulasi, lebih nyaman untuk melaksanakan inovasi UWB.
Kedua, NXP kali ini menuju UWB tingkat milimeter, juga melihat potensi tak terbatas dari pengembangan UWB di masa depan dan yakin bahwa peningkatan presisi akan membawa aplikasi baru ke pasar.
Menurut pendapat saya, sisi positif UWB akan terus membaik seiring kemajuan "infrastruktur baru" 5G, dan selanjutnya memperluas koordinat nilainya dalam proses peningkatan industri pemberdayaan pintar 5G.
Sebelumnya, dalam jaringan 2G/3G/4G, skenario penentuan posisi seluler terutama difokuskan pada panggilan darurat, akses lokasi legal, dan aplikasi lainnya, persyaratan akurasi penentuan posisi tidak tinggi, berdasarkan akurasi penentuan posisi kasar Cell ID dari puluhan meter hingga ratusan meter. Sementara 5G menggunakan metode pengkodean baru, fusi berkas, susunan antena skala besar, spektrum gelombang milimeter, dan teknologi lainnya, bandwidth besar dan teknologi susunan antenanya, menyediakan dasar untuk pengukuran jarak presisi tinggi dan pengukuran sudut presisi tinggi. Oleh karena itu, putaran lain sprint UWB 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 pra-tata letak untuk memenuhi peningkatan kecerdasan digital.
Pasar apa saja yang akan dibuka oleh Millimeter UW?
Saat ini, distribusi pasar UWB terutama dicirikan oleh dispersi B-end dan konsentrasi C-end. Dalam aplikasinya, B-end memiliki lebih banyak kasus penggunaan, dan C-end memiliki lebih banyak ruang imajinatif untuk penambangan kinerja. Menurut pendapat saya, inovasi yang berfokus pada kinerja pemosisian ini mengkonsolidasikan keunggulan UWB dalam pemosisian yang tepat, yang tidak hanya menghadirkan 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 posisi dapat dijamin secara konsisten, sementara pemandangan seperti itu juga mempertahankan permintaan yang stabil untuk persepsi posisi yang akurat, atau akan menjadi UWB tingkat milimeter yang akan segera ditujukan untuk keuntungan pasar.
Dalam skenario pertambangan, dengan kemajuan konstruksi tambang cerdas, solusi fusi "posisi 5G+UWB" dapat membuat sistem pertambangan cerdas menyelesaikan posisi dalam waktu yang sangat singkat, mencapai kombinasi sempurna antara posisi yang tepat dan konsumsi daya yang rendah, serta mewujudkan karakteristik presisi tinggi, kapasitas besar, dan waktu siaga yang lama, dll. Pada saat yang sama, berdasarkan manajemen keselamatan tambang, dapat digunakan untuk memastikan keselamatan tambang dan manajemen keselamatan tambang. Pada saat yang sama, berdasarkan permintaan yang tinggi untuk manajemen keselamatan tambang, UWB juga akan digunakan dalam manajemen personel sehari-hari, dan lintasan mobil. Saat ini, negara ini memiliki tambang batu bara dalam skala tertentu sekitar 4000 atau lebih, dan permintaan rata-rata untuk setiap stasiun pangkalan tambang batu bara sekitar 100 atau lebih, dari situ dapat diperkirakan bahwa total permintaan untuk stasiun pangkalan tambang batu bara sekitar 400.000, jumlah penambang batu bara secara keseluruhan sekitar 4 juta orang atau lebih, menurut 1 orang 1 label, permintaan untuk tag UWB sekitar 4 juta atau lebih. Menurut pengguna akhir saat ini untuk membeli harga pasar tunggal, pasar batu bara di pasar perangkat keras "stasiun pangkalan + tag" UWB sekitar 4 miliar dalam nilai output.
Penambangan dan penambangan skenario berisiko tinggi serupa dan ekstraksi minyak, pembangkit listrik, pabrik kimia, dll., kebutuhan manajemen keselamatan untuk persyaratan akurasi posisi lebih tinggi, akurasi posisi UWB hingga peningkatan tingkat milimeter akan membantu mengkonsolidasikan keunggulannya di area 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 menemukan dan menempatkan berbagai komponen dengan lebih akurat; pembangunan sistem manajemen yang mengintegrasikan teknologi UWB dalam manajemen gudang dapat memantau semua jenis material dan personel di gudang secara akurat secara real-time, dan mencapai kontrol 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 kontrol aktif kereta api terutama bergantung pada posisi satelit untuk menyelesaikannya, untuk lingkungan terowongan bawah tanah serta gedung-gedung tinggi perkotaan, ngarai, dan pemandangan lainnya, posisi satelit rentan terhadap kegagalan. Teknologi UWB dalam posisi dan navigasi kereta api CBTC, penghindaran tabrakan kolom dan peringatan dini tabrakan, penghentian presisi kereta api, dll., dapat memberikan dukungan teknis yang lebih andal untuk keselamatan dan kontrol transportasi kereta api. Saat ini, aplikasi semacam ini di Eropa dan Amerika Serikat telah menyebarkan kasus aplikasi.
Di pasar terminal C, 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, juga dapat "mempelajari" pola dan kebiasaan pergerakan pengguna, serta meningkatkan kinerja teknologi mengemudi otomatis.
Di bidang elektronik konsumen, UWB dapat menjadi teknologi standar untuk telepon pintar di bawah 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 secara akurat mengendalikan jarak antarperangkat, untuk menyesuaikan konstruksi adegan realitas tertambah, untuk permainan, audio, dan video guna menghadirkan pengalaman sensorik yang lebih baik.
Waktu posting: 04-Sep-2023