Asli: Ulink Media
Penulis: 旸谷
Baru-baru ini, perusahaan semikonduktor Belanda NXP, bekerja sama dengan perusahaan Jerman Lateration XYZ, berhasil mencapai pemosisian presisi tingkat milimeter untuk produk dan perangkat UWB lainnya menggunakan teknologi ultra-wideband. Solusi baru ini menghadirkan kemungkinan baru untuk berbagai skenario aplikasi yang membutuhkan pemosisian dan pelacakan presisi, menandai kemajuan penting dalam sejarah perkembangan teknologi UWB.
Faktanya, akurasi UWB tingkat sentimeter saat ini di bidang pemosisian telah dicapai 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, "beralih" 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 jangkauan dengan presisi tinggi, akurasi tinggi, dan keamanan tinggi, penentuan posisi dalam ruangan UWB secara teoritis dapat mencapai akurasi milimeter atau bahkan mikrometer. Namun, dalam penerapan sebenarnya, akurasinya hanya berkisar pada tingkat sentimeter untuk waktu yang lama. Hal ini terutama disebabkan oleh faktor-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 semakin mengurangi kesalahan posisi. Namun, akurasi posisi tidak meningkat dengan sensor terbaik, dan ketika jumlah sensor ditingkatkan hingga jumlah tertentu, kontribusi terhadap akurasi posisi tidak besar seiring bertambahnya jumlah sensor. Peningkatan jumlah sensor juga berarti peningkatan biaya peralatan. Oleh karena itu, bagaimana menemukan keseimbangan antara jumlah sensor dan akurasi posisi, sehingga penerapan sensor UWB yang wajar, menjadi fokus penelitian tentang dampak penerapan sensor terhadap akurasi posisi.
2. Pengaruh efek multipath
Sinyal pemosisian ultra-lebar UWB dipantulkan dan dibiaskan oleh lingkungan sekitar seperti dinding, kaca, dan objek dalam ruangan seperti meja selama proses propagasi, sehingga menghasilkan efek multipath. Sinyal mengalami perubahan dalam hal penundaan, amplitudo, dan fase, yang mengakibatkan atenuasi energi dan penurunan rasio sinyal terhadap derau (SNR). Akibatnya, sinyal pertama yang dijangkau tidak langsung, sehingga menyebabkan kesalahan jangkauan dan penurunan akurasi pemosisian. Oleh karena itu, penekanan efek multipath yang efektif dapat meningkatkan akurasi pemosisian, dan metode yang ada saat ini untuk menekan efek multipath terutama mencakup teknik MUSIC, ESPRIT, dan deteksi tepi.
3. Dampak NLOS
Propagasi garis pandang (LOS) merupakan langkah pertama dan prasyarat untuk memastikan akurasi hasil pengukuran sinyal. Ketika kondisi antara target pemosisian bergerak dan stasiun pangkalan tidak terpenuhi, propagasi sinyal hanya dapat dilakukan dalam kondisi non-garis pandang seperti refraksi dan difraksi. Pada saat ini, waktu datang pulsa pertama tidak mewakili nilai TOA yang sebenarnya, dan arah datang pulsa pertama bukanlah nilai AOA yang sebenarnya, yang akan menyebabkan kesalahan pemosisian 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, sehingga mengakibatkan pelemahan kekuatan sinyal, penyimpangan informasi yang berkisar, dan mempengaruhi efek posisi akhir.
5. Dampak melemahnya penetrasi sinyal
Penetrasi sinyal apa pun yang menembus dinding dan entitas lain akan melemah, termasuk UWB. Ketika penempatan UWB menembus dinding bata biasa, sinyal akan melemah sekitar setengahnya. Perubahan waktu transmisi sinyal akibat penetrasi dinding juga akan memengaruhi akurasi penempatan.
Karena tubuh manusia, penetrasi sinyal yang disebabkan 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, saya hanya dapat merilis dari situs web resmi NXP artikel teknis masa lalu 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 dari inovasi skala besar dalam situasi terobosan dan pertahanan teknis. Bagaimanapun, teknologi UWB saat ini masih dalam tahap pengembangan yang sedang booming, dan biaya, aplikasi, dan skala yang sesuai belum stabil, saat ini, produsen domestik 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 pembajakan mendalam selama bertahun-tahun dari kekuatan teknis yang terakumulasi, lebih nyaman untuk menjalankan 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 meningkat seiring dengan kemajuan "infrastruktur baru" 5G, dan selanjutnya memperluas koordinat nilainya dalam proses peningkatan industri pemberdayaan pintar 5G.
Sebelumnya, pada jaringan 2G/3G/4G, skenario pemosisian seluler terutama difokuskan pada panggilan darurat, akses lokasi legal, dan aplikasi lainnya. Persyaratan akurasi pemosisian tidak tinggi, berdasarkan akurasi pemosisian 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 sprint UWB berikutnya di bidang akurasi didukung oleh latar belakang era yang sesuai, fondasi teknologi, dan prospek aplikasi yang memadai. 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 ujung-B dan konsentrasi ujung-C. Dalam penerapannya, ujung-B memiliki lebih banyak kasus penggunaan, dan ujung-C memiliki ruang imajinatif yang lebih besar untuk penambangan kinerja. Menurut saya, inovasi yang berfokus pada kinerja pemosisian ini mengkonsolidasikan keunggulan UWB dalam pemosisian presisi, yang tidak hanya menghadirkan terobosan kinerja untuk aplikasi yang sudah 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 "pemosisian 5G+UWB" dapat membuat sistem pertambangan cerdas menyelesaikan pemosisian dalam waktu yang sangat singkat, mencapai kombinasi sempurna antara pemosisian presisi dan konsumsi daya rendah, serta mewujudkan karakteristik presisi tinggi, kapasitas besar, dan waktu siaga yang lama. Pada saat yang sama, berdasarkan manajemen keselamatan tambang, solusi ini dapat digunakan untuk memastikan keselamatan tambang dan manajemen keselamatan tambang. Di saat yang sama, berdasarkan permintaan yang tinggi akan manajemen keselamatan tambang, UWB juga akan digunakan dalam manajemen personel dan jalur kendaraan sehari-hari. Saat ini, negara ini memiliki sekitar 4.000 tambang batu bara, dan permintaan rata-rata untuk setiap stasiun pangkalan tambang batu bara sekitar 100. Dari sini, dapat diperkirakan bahwa total permintaan untuk stasiun pangkalan tambang batu bara adalah sekitar 400.000. Jumlah penambang batu bara secara keseluruhan sekitar 4 juta orang. Berdasarkan 1 orang per 1 label, permintaan untuk tag UWB sekitar 4 juta. Berdasarkan harga pasar tunggal untuk pembelian pengguna akhir saat ini, nilai output pasar batu bara untuk perangkat keras "stasiun pangkalan + tag" UWB adalah sekitar 4 miliar.
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 berteknologi 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 real-time secara akurat, serta mencapai kontrol inventaris dan manajemen personel, dan sekaligus mencapai perputaran material tanpa awak yang efisien dan bebas kesalahan melalui peralatan AGV, yang dapat meningkatkan efisiensi produksi secara signifikan.
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 pemosisian satelit untuk penyelesaiannya. Untuk lingkungan terowongan bawah tanah, gedung-gedung tinggi perkotaan, ngarai, dan pemandangan lainnya, pemosisian satelit rentan terhadap kegagalan. Teknologi UWB dalam pemosisian 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 kendali transportasi kereta api. Saat ini, aplikasi semacam ini di Eropa dan Amerika Serikat telah tersebar dalam beberapa kasus.
Di pasar terminal C, peningkatan presisi UWB hingga tingkat milimeter akan membuka skenario aplikasi baru selain kunci digital untuk lingkungan kendaraan. Misalnya, layanan parkir valet otomatis, pembayaran otomatis, dan sebagainya. Di saat yang sama, berdasarkan teknologi kecerdasan buatan, teknologi ini juga dapat "mempelajari" pola dan kebiasaan pergerakan pengguna, serta meningkatkan kinerja teknologi mengemudi otomatis.
Di bidang elektronik konsumen, UWB dapat menjadi teknologi standar untuk ponsel pintar di tengah gelombang interaksi mobil-mesin dengan kunci mobil digital. Selain membuka ruang aplikasi yang lebih luas untuk pemosisian 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 akurat, menyesuaikan konstruksi adegan augmented reality (AR), untuk permainan, audio, dan video guna menghadirkan pengalaman sensorik yang lebih baik.
Waktu posting: 04-Sep-2023