Оригинал: Улинк Медија
Аутор: 旸谷
Недавно је холандска компанија за полупроводнике NXP, у сарадњи са немачком компанијом Lateration XYZ, стекла могућност постизања милиметарског прецизног позиционирања других UWB предмета и уређаја користећи ултраширокопојасну технологију. Ово ново решење доноси нове могућности за различите сценарије примене који захтевају прецизно позиционирање и праћење, означавајући суштински напредак у историји развоја UWB технологије.
У ствари, тренутна UWB тачност на центиметарском нивоу, у области позиционирања, брзо је постигнута, а виши трошкови хардвера такође задају корисницима и добављачима решења главобоље око тога како да реше потешкоће са трошковима и имплементацијом. Да ли је у овом тренутку „прелазак“ на милиметарски ниво неопходан? И које тржишне могућности ће UWB на милиметарском нивоу донети?
Зашто је тешко достићи UWB милиметарског обима?
Као високопрецизна, тачна и безбедна метода позиционирања и одређивања домета, UWB позиционирање у затвореном простору теоретски може достићи милиметарску или чак микрометарску тачност, али у стварној примени, дуго је остало на центиметарском нивоу, углавном због следећих фактора који утичу на стварну тачност UWB позиционирања:
1. Утицај начина распоређивања сензора на тачност позиционирања
У стварном процесу решавања проблема тачности позиционирања, повећање броја сензора значи повећање редундантних информација, а богате редундантне информације могу додатно смањити грешку позиционирања. Међутим, тачност позиционирања се не повећава са најбољим сензорима, а када се број сензора повећа на одређени број, допринос тачности позиционирања није велики са повећањем броја сензора. А повећање броја сензора значи повећање трошкова опреме. Стога, како пронаћи равнотежу између броја сензора и тачности позиционирања, а самим тим и разумно распоређивање UWB сензора, је у фокусу истраживања утицаја распоређивања сензора на тачност позиционирања.
2. Утицај вишеструког путање
Ултраширокопојасни UWB сигнали позиционирања се рефлектују и преламају од околног окружења као што су зидови, стакло и објекти у затвореном простору као што су радне површине током процеса пропагације, што резултира ефектима вишеструке путање. Сигнал се мења у кашњењу, амплитуди и фази, што резултира слабљењем енергије и смањењем односа сигнал-шум, што доводи до чињенице да први достигнути сигнал није директан, узрокујући грешке у одређивању домета и смањење тачности позиционирања. Стога, ефикасно сузбијање ефекта вишеструке путање може побољшати тачност позиционирања, а тренутне методе за сузбијање вишеструке путање углавном укључују MUSIC, ESPRIT и технике детекције ивица.
3. Утицај НЛОС-а
Ширење сигнала дуж линије вида (LOS) је први и предуслов за обезбеђивање тачности резултата мерења сигнала. Када услови између мобилног циља позиционирања и базне станице не могу бити испуњени, ширење сигнала може се завршити само под условима ван линије вида, као што су рефракција и дифракција. У овом тренутку, време првог пристиглог импулса не представља стварну вредност TOA, а смер првог пристиглог импулса није стварна вредност AOA, што ће изазвати одређену грешку позиционирања. Тренутно, главне методе за елиминисање грешке ван линије вида су Вајлијева метода и метода елиминације корелације.
4. Утицај људског тела на тачност позиционирања
Главна компонента људског тела је вода, вода на UWB бежични импулсни сигнал има јак ефекат апсорпције, што резултира слабљењем јачине сигнала, одступањем информација о домету и утиче на коначни ефекат позиционирања.
5. Утицај слабљења продора сигнала
Свако продирање сигнала кроз зидове и друге објекте биће ослабљено, UWB није изузетак. Када UWB позиционирање продре кроз обичан зид од цигле, сигнал ће бити ослабљен за око половину. Промене у времену преноса сигнала због продирања зида такође ће утицати на тачност позиционирања.
Због људског тела, продор сигнала изазван тачношћу удара је тешко заобићи. NXP и немачка компанија LaterationXYZ ће кроз иновативна решења за распоред сензора побољшати UWB технологију. Није било конкретног приказа иновативних резултата. Могу само објавити релевантне техничке чланке са званичне веб странице NXP-а како бих направио релевантне спекулације.
Што се тиче мотивације за побољшање тачности UWB технологије, верујем да је то пре свега NXP као водећи светски играч у UWB индустрији, који се бави тренутним домаћим произвођачима великих иновација у продорној ситуацији и техничкој одбрани. На крају крајева, тренутна UWB технологија је још увек у фази развоја, а одговарајући трошкови, примена и обим још увек нису стабилизовани. У овом тренутку, домаћи произвођачи су више забринути да UWB производи што пре стигну и прошире се, да заузму тржиште, немајући времена да брину о тачности UWB технологије како би побољшали иновације. NXP, као један од водећих играча у области UWB технологије, има комплетан екосистем производа, као и дугогодишње искуство дубоког развоја акумулиране техничке снаге, што олакшава спровођење UWB иновација.
Друго, NXP се овог пута усмерава ка милиметарском UWB-у, такође види бесконачан потенцијал будућег развоја UWB-а и уверен је да ће побољшање прецизности донети нове примене на тржиште.
По мом мишљењу, предности UWB-а ће се наставити побољшавати са напретком 5G „нове инфраструктуре“ и додатно ће проширити његове вредносне координате у процесу индустријске надоградње 5G паметног оснаживања.
Раније су се у 2G/3G/4G мрежама сценарији мобилног позиционирања углавном фокусирали на хитне позиве, легалан приступ локацији и друге примене, захтеви за тачношћу позиционирања нису високи, на основу грубе тачности позиционирања Cell ID-а од десетина до стотина метара. Док 5G користи нове методе кодирања, фузију снопова, велике антенске низове, милиметарски таласни спектар и друге технологије, његов велики пропусни опсег и технологија антенског низа пружају основу за високо прецизно мерење удаљености и високо прецизно мерење углова. Стога, још један круг UWB спринта у области тачности је подржан одговарајућим искуством, технолошком темељима и довољним могућностима примене, а овај UWB спринт тачности може се сматрати прелиминарним распоредом за испуњавање надоградње дигиталне интелигенције.
Која тржишта ће отворити Универзитет Вашингтон (Millimetre UW)?
Тренутно, тржишну дистрибуцију UWB-а углавном карактерише дисперзија B-краја и концентрација C-краја. У примени, B-крај има више случајева употребе, а C-крај има више маштовитих простора за искоришћавање перформанси. По мом мишљењу, ова иновација фокусирана на перформансе позиционирања консолидује предности UWB-а у прецизном позиционирању, што не само да доноси пробој у перформансама за постојеће апликације, већ и ствара могућности за UWB да отвори нови простор за примену.
На Б-крају тржишта, за паркове, фабрике, предузећа и друге сценарије, бежично окружење његовог специфичног подручја је релативно сигурно, а тачност позиционирања може бити доследно загарантована, док такве сцене такође одржавају стабилну потражњу за тачном перцепцијом позиционирања, или ће постати милиметарски UWB који ће ускоро бити усмерен ка предности тржишта.
У сценарију рударства, са напретком интелигентне изградње рудника, фузионо решење „5G+UWB позиционирање“ може учинити да интелигентни рударски систем заврши позиционирање у веома кратком времену, постигне савршену комбинацију прецизног позиционирања и ниске потрошње енергије, и оствари карактеристике високе прецизности, великог капацитета и дугог времена приправности итд. Истовремено, на основу управљања безбедношћу рудника, може се користити за осигурање безбедности рудника и управљања безбедношћу рудника. Истовремено, на основу велике потражње за управљањем безбедношћу рудника, UWB ће се такође користити у свакодневном управљању особљем и ауто-пругама. Тренутно, земља има одређени број рудника угља од око 4000, а просечна потражња за базном станицом сваког рудника угља је око 100, из чега се може проценити да је укупна потражња за базном станицом рудника угља око 400.000, укупан број рудара угља је око 4 милиона људи, према ознаци 1 особа 1, потражња за UWB ознакама је око 4 милиона. Према тренутном крајњем кориснику који купује јединствену тржишну цену, тржиште угља на тржишту хардвера UWB „базна станица + ознака“ је око 4 милијарде у вредности производње.
Рударство и рударство слични сценарији високог ризика и вађење нафте, електране, хемијски постројења итд., потребе управљања безбедношћу за захтеве за тачност позиционирања су веће, побољшање тачности позиционирања UWB-а до милиметарског нивоа помоћи ће у консолидацији његових предности у таквим областима.
У индустријској производњи, складиштењу и логистици, UWB је постао алат за смањење трошкова и ефикасност. Радници који користе ручне уређаје са UWB технологијом могу прецизније лоцирати и поставити различите делове; изградња система управљања који интегрише UWB технологију у управљање складиштем може прецизно пратити све врсте материјала и особља у складиштима у реалном времену и постићи контролу залиха, управљање особљем, а истовремено и ефикасан и безгрешан промет материјала без посаде помоћу AGV опреме, што може значајно побољшати ефикасност производње.
Поред тога, милиметарски скок UWB-а може отворити нове примене у области железничког транспорта. Тренутно, активни систем управљања возом се углавном ослања на сателитско позиционирање, што је за подземна тунелска окружења, као и за урбане високе зграде, кањоне и друге сцене, склоно кваровима. UWB технологија у CBTC позиционирању и навигацији воза, избегавању судара у колони и раном упозоравању на судар, прецизном заустављању воза итд., може пружити поузданију техничку подршку за безбедност и контролу железничког транспорта. Тренутно, ова врста примене у Европи и Сједињеним Државама има раштркане случајеве примене.
На тржишту C-терминала, побољшање UWB прецизности до милиметарског нивоа отвориће нове сценарије примене осим дигиталних кључева за сцену возила. На пример, аутоматско паркирање са возачем, аутоматско плаћање и тако даље. Истовремено, на основу технологије вештачке интелигенције, може се „научити“ обрасце кретања и навике корисника и побољшати перформансе технологије аутоматске вожње.
У области потрошачке електронике, UWB би могао постати стандардна технологија за паметне телефоне под таласом интеракције аутомобила и машине путем дигиталних аутомобилских кључева. Поред отварања ширег простора примене за позиционирање и претраживање производа, побољшање тачности UWB-а може отворити и нови простор примене за сценарије интеракције опреме. На пример, тачан домет UWB-а може прецизно контролисати растојање између уређаја, прилагодити конструкцију сцене проширене стварности, за игру, звук и видео како би се пружило боље сензорно искуство.
Време објаве: 04.09.2023.