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 pemosisian presisi tingkat milimeter pada item dan perangkat UWB lainnya menggunakan teknologi ultra-wideband. Solusi baru ini menghadirkan kemungkinan-kemungkinan baru untuk berbagai skenario aplikasi yang memerlukan penentuan posisi dan pelacakan yang tepat, menandai kemajuan penting dalam sejarah perkembangan teknologi UWB.
Faktanya, akurasi tingkat sentimeter UWB saat ini, di bidang penentuan posisi, telah dilakukan dengan cepat, dan biaya perangkat keras yang lebih tinggi juga membuat pusing pengguna dan penyedia solusi tentang cara mengatasi kesulitan biaya dan penerapan. Saat ini "berguling" ke level milimeter, apakah perlu? Dan UWB pada tingkat milimeter akan membawa peluang pasar apa?
Mengapa UWB skala milimeter sulit dijangkau?
Sebagai metode pemosisian dan jangkauan dengan presisi tinggi, akurasi tinggi, keamanan tinggi, dan penentuan posisi dalam ruangan UWB secara teori dapat mencapai akurasi milimeter atau bahkan mikrometer, namun dalam penerapan sebenarnya, pemosisian dalam ruangan UWB tetap berada pada level sentimeter untuk waktu yang lama, terutama karena faktor-faktor berikut yang mempengaruhi keakuratan sebenarnya penentuan posisi UWB:
1. Dampak mode penyebaran sensor terhadap akurasi posisi
Dalam proses penyelesaian akurasi pemosisian aktual, peningkatan jumlah sensor berarti peningkatan informasi redundan, dan informasi redundan yang kaya selanjutnya dapat mengurangi kesalahan pemosisian. Namun, akurasi pemosisian tidak meningkat dengan sensor terbaik, dan ketika jumlah sensor ditingkatkan hingga jumlah tertentu, kontribusi terhadap akurasi pemosisian tidak besar seiring bertambahnya jumlah sensor. Dan bertambahnya jumlah sensor berarti biaya peralatan meningkat. Oleh karena itu, bagaimana menemukan keseimbangan antara jumlah sensor dan akurasi pemosisian, dan penerapan sensor UWB yang wajar adalah fokus penelitian tentang dampak penerapan sensor terhadap akurasi pemosisian.
2. Pengaruh efek multipath
Sinyal pemosisian ultra-wideband UWB dipantulkan dan dibiaskan oleh lingkungan sekitar seperti dinding, kaca, dan objek dalam ruangan seperti desktop selama proses propagasi, sehingga menghasilkan efek multipath. Sinyal berubah dalam penundaan, amplitudo, dan fase, yang mengakibatkan pelemahan energi dan penurunan rasio sinyal terhadap kebisingan, sehingga sinyal yang pertama kali dicapai tidak langsung, menyebabkan kesalahan jangkauan dan penurunan akurasi posisi. . Oleh karena itu, penekanan efek multipath yang efektif dapat meningkatkan akurasi posisi, dan metode saat ini untuk menekan multipath terutama mencakup teknik MUSIC, ESPRIT, dan deteksi tepi.
3. Dampak NLOS
Propagasi garis pandang (LOS) adalah yang pertama, dan prasyarat untuk memastikan keakuratan hasil pengukuran sinyal, ketika kondisi antara target pemosisian bergerak dan stasiun pangkalan tidak dapat dipenuhi, perambatan sinyal hanya dapat dilakukan. diselesaikan dalam kondisi non-line-of-sight seperti refraksi dan difraksi. Pada saat ini, waktu kedatangan pulsa pertama tidak mewakili nilai TOA yang sebenarnya, dan arah kedatangan pulsa pertama bukanlah nilai AOA yang sebenarnya, yang akan menyebabkan kesalahan penentuan posisi tertentu. Saat ini, metode utama untuk menghilangkan kesalahan non-line-of-sight adalah metode Wylie dan metode eliminasi korelasi.
4. Pengaruh tubuh manusia terhadap keakuratan posisi
Komponen utama tubuh manusia adalah air, air pada sinyal pulsa nirkabel UWB memiliki efek penyerapan yang kuat, mengakibatkan redaman kekuatan sinyal, penyimpangan informasi rentang, dan mempengaruhi efek posisi akhir
5. Dampak melemahnya penetrasi sinyal
Setiap penetrasi sinyal melalui dinding dan entitas lain akan melemah, tidak terkecuali UWB. Ketika posisi UWB menembus dinding bata biasa, sinyalnya akan melemah sekitar setengahnya. Perubahan waktu transmisi sinyal akibat penetrasi dinding juga akan mempengaruhi keakuratan posisi.
Karena tubuh manusia, penetrasi sinyal yang disebabkan oleh keakuratan dampak sulit untuk dihindari, NXP dan perusahaan Jerman LaterationXYZ akan melalui solusi tata letak sensor inovatif untuk meningkatkan teknologi UWB, belum ada tampilan spesifik dari hasil inovatif , Saya hanya dapat merilis artikel teknis masa lalu dari situs resmi NXP untuk membuat spekulasi yang relevan.
Mengenai motivasi untuk meningkatkan akurasi UWB, saya percaya bahwa ini pertama-tama adalah NXP sebagai pemain UWB terkemuka di dunia yang menghadapi produsen dalam negeri saat ini yang melakukan inovasi skala besar dalam situasi terobosan dan pertahanan teknis. Bagaimanapun, teknologi UWB saat ini masih dalam tahap pengembangan booming, dan biaya, penerapan, dan skala terkait belum stabil. Saat ini, produsen dalam negeri lebih memperhatikan produk UWB sesegera mungkin untuk mendarat. dan menyebar, untuk merebut pasar, tidak punya waktu untuk peduli dengan keakuratan UWB untuk meningkatkan inovasi. NXP, sebagai salah satu pemain top di bidang UWB, memiliki ekosistem produk yang lengkap serta pengalaman bertahun-tahun yang mendalam atas akumulasi kekuatan teknis, sehingga 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, keunggulan UWB akan terus meningkat seiring dengan kemajuan "infrastruktur baru" 5G, dan semakin memperluas koordinat nilainya dalam proses peningkatan industri pemberdayaan cerdas 5G.
Sebelumnya, dalam jaringan 2G/3G/4G, skenario penentuan posisi seluler terutama difokuskan pada panggilan darurat, akses lokasi legal, dan aplikasi lainnya, persyaratan akurasi posisi tidak tinggi, berdasarkan Cell ID akurasi posisi kasar dari puluhan meter hingga ratusan meter. Meskipun 5G menggunakan metode pengkodean baru, fusi sinar, 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, landasan teknologi, dan prospek penerapan 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 ditandai dengan 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 positioning ini mengkonsolidasikan keunggulan UWB dalam positioning yang tepat, yang tidak hanya membawa terobosan kinerja untuk aplikasi yang sudah ada namun 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 keakuratan pemosisian dapat dijamin secara konsisten, sementara pemandangan seperti itu juga mempertahankan permintaan yang stabil akan persepsi pemosisian yang akurat. atau akan menjadi UWB tingkat milimeter yang akan segera ditujukan untuk memanfaatkan pasar.
Dalam skenario penambangan, dengan kemajuan konstruksi tambang cerdas, solusi fusi "5G+UWB positioning" dapat membuat sistem penambangan cerdas menyelesaikan penentuan posisi dalam waktu yang sangat singkat, mencapai kombinasi sempurna antara penentuan posisi yang tepat dan konsumsi daya yang rendah, dan menyadari karakteristik presisi tinggi, kapasitas besar dan waktu siaga yang lama, dll. Pada saat yang sama, berdasarkan manajemen keselamatan tambang, dapat digunakan untuk menjamin keselamatan tambang dan manajemen keselamatan tambang. Pada saat yang sama, berdasarkan tingginya permintaan akan manajemen keselamatan tambang, UWB juga akan digunakan dalam manajemen personel sehari-hari, dan lintasan mobil. Saat ini, negara ini memiliki sekitar 4000 atau lebih tambang batu bara skala tertentu, dan permintaan rata-rata untuk setiap stasiun pangkalan tambang batu bara adalah sekitar 100 atau lebih, sehingga dapat diperkirakan bahwa total permintaan stasiun pangkalan tambang batu bara adalah sekitar 400.000, jumlah penambang batubara secara keseluruhan sekitar 4 juta orang atau lebih, menurut 1 orang 1 label, permintaan tag UWB sekitar 4 juta atau lebih. Menurut pengguna akhir saat ini untuk membeli harga pasar tunggal, pasar batubara di pasar perangkat keras "base station + tag" UWB memiliki nilai output sekitar 4 miliar.
Penambangan dan penambangan serupa dengan skenario berisiko tinggi 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 bidang tersebut.
Dalam skenario industri manufaktur, 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 bagian dengan lebih akurat; 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 personalia, dan pada saat yang sama juga mencapai material tak berawak yang efisien dan bebas kesalahan pergantian 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 mengandalkan penentuan posisi satelit untuk menyelesaikannya. 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, kolom penghindaran tabrakan dan peringatan dini tabrakan, penghentian presisi kereta, dll., dapat memberikan dukungan teknis yang lebih andal untuk keselamatan dan pengendalian transportasi kereta api. Saat ini, penerapan semacam ini di Eropa dan Amerika telah tersebar kasus penerapannya.
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 lain sebagainya. Pada saat yang sama, berdasarkan teknologi kecerdasan buatan, juga dapat "mempelajari" pola pergerakan dan kebiasaan 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 melalui kunci mobil digital. Selain membuka ruang aplikasi yang lebih luas untuk positioning 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, agar game, audio, dan video menghadirkan pengalaman sensorik yang lebih baik.
Waktu posting: 04-Sep-2023