Orixinal: Ulink Media
Autor: 旸谷
Recentemente, a empresa holandesa de semicondutores NXP, en colaboración coa empresa alemá Lateration XYZ, gañou a capacidade de conseguir un posicionamento de precisión milimétrica doutros artigos e dispositivos UWB mediante tecnoloxía de banda ultra-ancha. Esta nova solución aporta novas posibilidades para varios escenarios de aplicación que requiren un posicionamento e un seguimento precisos, o que supón un avance esencial na historia do desenvolvemento da tecnoloxía UWB.
De feito, a precisión do centímetro UWB actual, no campo do posicionamento, fíxose rapidamente, e o maior custo do hardware tamén dá dores de cabeza aos usuarios e provedores de solucións sobre como resolver o custo e as dificultades de implantación. Neste momento "rolar" ao nivel milímetro, é necesario? E que oportunidades de mercado traerá a UWB a nivel milimétrico?
Por que é difícil alcanzar a UWB a escala milimétrica?
Como método de posicionamento e distancia de alta precisión, alta precisión e alta seguridade, o posicionamento en interiores UWB pode alcanzar teoricamente unha precisión milimétrica ou incluso micrmétrica, pero na implantación real, mantívose a nivel de centímetro durante moito tempo, principalmente debido aos seguintes factores que afectan a precisión real do posicionamento UWB:
1. O impacto do modo de implantación do sensor na precisión do posicionamento
No proceso de resolución de precisión de posicionamento real, o aumento do número de sensores significa o aumento da información redundante e a información redundante rica pode reducir aínda máis o erro de posicionamento. Non obstante, a precisión de posicionamento non aumenta cos mellores sensores e, cando o número de sensores aumenta ata un determinado número, a contribución á precisión de posicionamento non é grande co aumento dos sensores. E o aumento do número de sensores fai que o custo dos equipos aumente. Polo tanto, como atopar un equilibrio entre o número de sensores e a precisión de posicionamento e, polo tanto, a implantación razoable de sensores UWB é o foco da investigación sobre o impacto da implantación de sensores na precisión de posicionamento.
2. Influencia do efecto multipath
Os sinais de posicionamento de banda ultraancha UWB son reflectidos e refractados polo ambiente circundante, como paredes, vidros e obxectos interiores como escritorios, durante o proceso de propagación, o que produce efectos de rutas múltiples. O sinal cambia de retardo, amplitude e fase, o que provoca unha atenuación de enerxía e unha diminución da relación sinal-ruído, o que provoca que o primeiro sinal alcanzado non sexa directo, provocando erros de distancia e unha diminución da precisión de posicionamento. . Polo tanto, a supresión efectiva do efecto multitraxecto pode mellorar a precisión do posicionamento e os métodos actuais para suprimir o multitraxecto inclúen principalmente MUSIC, ESPRIT e técnicas de detección de bordos.
3. Impacto NLOS
A propagación da liña de visión (LOS) é o primeiro e requisito previo para garantir a precisión dos resultados da medición do sinal, cando non se poden cumprir as condicións entre o obxectivo de posicionamento móbil e a estación base, a propagación do sinal só se pode realizar. completada en condicións non visibles como a refracción e a difracción. Neste momento, o tempo do primeiro pulso que chega non representa o valor real de TOA, e a dirección do primeiro pulso que chega non é o valor real de AOA, o que provocará un certo erro de posicionamento. Na actualidade, os principais métodos para eliminar o erro non da liña de visión son o método Wylie e o método de eliminación de correlación.
4. O impacto do corpo humano na precisión do posicionamento
O compoñente principal do corpo humano é a auga, a auga no sinal de pulso sen fíos UWB ten un forte efecto de absorción, o que resulta na atenuación da intensidade do sinal, a desviación da información que vai afectando o efecto de posicionamento final.
5. Impacto do debilitamento da penetración do sinal
Calquera penetración de sinal a través de muros e outras entidades quedará debilitada, UWB non é unha excepción. Cando o posicionamento UWB penetra nunha parede de ladrillo común, o sinal debilitarase aproximadamente á metade. Os cambios no tempo de transmisión do sinal debido á penetración na parede tamén afectarán á precisión do posicionamento.
Debido ao corpo humano, a penetración do sinal provocada pola precisión do impacto é difícil de evitar, A NXP e a empresa alemá LaterationXYZ pasarán por solucións innovadoras de deseño de sensores para mellorar a tecnoloxía UWB, non houbo unha mostra específica de resultados innovadores. , Só podo ser liberado do sitio web oficial da NXP artigos técnicos anteriores para facer as especulacións pertinentes.
En canto á motivación para mellorar a precisión de UWB, creo que este é, ante todo, NXP como o principal xogador UWB do mundo para tratar cos fabricantes nacionais actuais de innovación a gran escala na situación de ruptura e defensa técnica. Despois de todo, a tecnoloxía UWB actual aínda está en plena fase de desenvolvemento, e o custo, a aplicación e a escala correspondentes aínda non se estabilizaron, neste momento, os fabricantes nacionais están máis preocupados polos produtos UWB para aterrar canto antes. e difundir, para aproveitar o mercado, non teñen tempo para preocuparse pola precisión UWB para mellorar a innovación. NXP, como un dos principais xogadores no campo da UWB, ten un ecosistema de produtos completo, así como moitos anos de profundo arado da forza técnica acumulada, máis cómodo para levar a cabo a innovación UWB.
En segundo lugar, NXP nesta ocasión cara ao UWB de nivel milimétrico, tamén ve o potencial infinito do desenvolvemento futuro do UWB e está convencido de que a mellora da precisión traerá novas aplicacións ao mercado.
Na miña opinión, a vantaxe de UWB seguirá mellorando co avance da "nova infraestrutura" 5G e ampliará aínda máis as súas coordenadas de valor no proceso de actualización industrial do empoderamento intelixente 5G.
Anteriormente, na rede 2G/3G/4G, os escenarios de posicionamento móbil centráronse principalmente en chamadas de emerxencia, acceso á localización legal e outras aplicacións, os requisitos de precisión de posicionamento non son elevados, baseándose na precisión de posicionamento groso de Cell ID de decenas de metros a centos. de metros. Aínda que 5G usa novos métodos de codificación, fusión de feixes, matrices de antenas a gran escala, espectro de ondas milimétricas e outras tecnoloxías, o seu gran ancho de banda e a súa tecnoloxía de matriz de antenas proporcionan a base para a medición de distancia de alta precisión e a medición de ángulos de alta precisión. Polo tanto, outra rolda de sprint UWB no campo da precisión está apoiada polos antecedentes da época correspondentes, a base tecnolóxica e as perspectivas de aplicación suficientes, e este sprint de precisión UWB pódese considerar un deseño previo para cumprir coa actualización da intelixencia dixital.
Que mercados abrirá Millimeter UW?
Actualmente, a distribución do mercado de UWB caracterízase principalmente pola dispersión do extremo B e a concentración do extremo C. Na aplicación, o extremo B ten máis casos de uso e o extremo C ten máis espazo imaxinativo para a minería de rendemento. Na miña opinión, esta innovación centrada no rendemento do posicionamento consolida as vantaxes de UWB no posicionamento preciso, o que non só achega avances no rendemento para as aplicacións existentes senón que tamén crea oportunidades para que UWB abra un novo espazo de aplicación.
No mercado B-end, para parques, fábricas, empresas e outros escenarios, o ambiente sen fíos da súa área específica é relativamente seguro e a precisión do posicionamento pódese garantir de forma consistente, mentres que tales escenas tamén manteñen unha demanda estable de percepción de posicionamento precisa. ou converterase nun UWB de nivel milimétrico en breve estará dirixido á vantaxe do mercado.
No escenario mineiro, co avance da construción intelixente de minas, a solución de fusión de "posicionamento 5G + UWB" pode facer que o sistema de minería intelixente complete o posicionamento en moi pouco tempo, lograr a combinación perfecta de posicionamento preciso e baixo consumo de enerxía e entender as características de alta precisión, gran capacidade e tempo de espera longo, etc. Ao mesmo tempo, baseándose na xestión da seguridade da mina, pódese usar para garantir a seguridade da mina e a xestión da seguridade da mina. Ao mesmo tempo, en base á dura demanda de xestión da seguridade das minas, UWB tamén se utilizará na xestión diaria de persoal e pista de coches. Na actualidade, o país ten unha certa escala de minas de carbón preto de 4000 aproximadamente, e a demanda media da estación base de cada mina de carbón é de aproximadamente 100 aproximadamente, polo que se pode estimar que a demanda total da estación base da mina de carbón é de aproximadamente. 400.000, o número de mineiros de carbón en xeral preto de 4 millóns de persoas, segundo a etiqueta 1 persoa 1, a demanda de etiquetas UWB é de aproximadamente 4 millóns. Segundo o usuario final actual para mercar un prezo de mercado único, o mercado de carbón no mercado de hardware UWB "estación base + etiqueta" é de preto de 4 millóns de valor de saída.
Minería e minería escenarios de alto risco similares e extracción de petróleo, centrais eléctricas, plantas químicas, etc., as necesidades de xestión de seguridade para os requisitos de precisión de posicionamento son maiores, a precisión de posicionamento UWB para mellorar o nivel de milímetro axudará a consolidar as súas vantaxes nesas áreas.
En escenarios de fabricación industrial, almacenamento e loxística, a UWB converteuse nunha ferramenta de redución de custos e eficiencia. Os traballadores que utilizan dispositivos portátiles con tecnoloxía UWB poden localizar e colocar varias pezas con máis precisión; a construción dun sistema de xestión que integre a tecnoloxía UWB na xestión do almacén pode supervisar con precisión todo tipo de materiais e persoal nos almacéns en tempo real e conseguir o control de inventarios, a xestión do persoal e, ao mesmo tempo, conseguir material non tripulado eficiente e sen erros. facturación a través de equipos AGV, que poden mellorar moito a eficiencia da produción.
Ademais, o salto milimétrico de UWB tamén pode abrir novas aplicacións no ámbito do transporte ferroviario. Actualmente, o sistema de control activo do tren depende principalmente do posicionamento por satélite para completar, para o ambiente do túnel subterráneo, así como para os edificios urbanos de gran altura, canóns e outras escenas, o posicionamento por satélite é propenso a fallar. A tecnoloxía UWB no tren de posicionamento e navegación CBTC, columna en prevención de colisións e aviso temperán de colisións, parada de precisión do tren, etc., pode proporcionar un soporte técnico máis fiable para a seguridade e o control do transporte ferroviario. Na actualidade, este tipo de aplicacións en Europa e Estados Unidos ten casos de solicitude dispersos.
No mercado do terminal C, a mellora da precisión UWB a nivel milímetro abrirá novos escenarios de aplicación distintos das claves dixitais para a escena do vehículo. Por exemplo, aparcacoches automáticos, pago automático, etc. Ao mesmo tempo, baseado na tecnoloxía de intelixencia artificial, tamén pode chegar a "aprender" os patróns e hábitos de movemento do usuario e mellorar o rendemento da tecnoloxía de condución automática.
No campo da electrónica de consumo, UWB pode converterse na tecnoloxía estándar para teléfonos intelixentes baixo a onda de interacción coche-máquina das chaves dixitais do coche. Ademais de abrir un espazo de aplicación máis amplo para posicionar e buscar produtos, a mellora da precisión de UWB tamén pode abrir un novo espazo de aplicación para escenarios de interacción de equipos. Por exemplo, o rango preciso de UWB pode controlar con precisión a distancia entre os dispositivos, para axustar a construción da escena de realidade aumentada, para que o xogo, o audio e o vídeo traian unha mellor experiencia sensorial.
Hora de publicación: 04-09-2023