Арыгінал: Ulink Media
Аўтар: 旸谷
Нядаўна галандская паўправадніковая кампанія NXP сумесна з нямецкай кампаніяй Lateration XYZ атрымала магчымасць дасягаць міліметрова дакладнага пазіцыянавання іншых звышшырокапалосных элементаў і прылад з выкарыстаннем звышшырокапалоснай тэхналогіі. Гэта новае рашэнне адкрывае новыя магчымасці для розных сцэнарыяў прымянення, якія патрабуюць дакладнага пазіцыянавання і адсочвання, што азначае значны прагрэс у гісторыі развіцця звышшырокапалоснай тэхналогіі.
Насамрэч, у цяперашні час дакладнасць пазіцыянавання з дапамогай UWB да сантыметра была дасягнута хутка, і больш высокі кошт абсталявання таксама стварае карыстальнікам і пастаўшчыкам рашэнняў галаўны боль у тым, як вырашыць праблемы з выдаткамі і разгортваннем. Ці неабходна ў гэты час "перайсці" на міліметровы ўзровень? І якія рынкавыя магчымасці адкрые UWB з міліметровым узроўнем?
Чаму міліметровы UWB-дыяпазон цяжкадаступны?
Як высокадакладны, высокадакладны і бяспечны метад пазіцыянавання і вымярэння адлегласці, пазіцыянаванне UWB у памяшканнях тэарэтычна можа дасягнуць міліметровай або нават мікраметровай дакладнасці, але ў рэальных умовах яно доўгі час заставалася на сантыметровым узроўні, галоўным чынам з-за наступных фактараў, якія ўплываюць на рэальную дакладнасць пазіцыянавання UWB:
1. Уплыў рэжыму разгортвання датчыкаў на дакладнасць пазіцыянавання
У рэальным працэсе вызначэння дакладнасці пазіцыянавання павелічэнне колькасці датчыкаў азначае павелічэнне колькасці лішняй інфармацыі, і багатая лішняя інфармацыя можа яшчэ больш паменшыць памылку пазіцыянавання. Аднак дакладнасць пазіцыянавання не павялічваецца з найлепшымі датчыкамі, і калі колькасць датчыкаў павялічваецца да пэўнай колькасці, уклад у дакладнасць пазіцыянавання невялікі з павелічэннем колькасці датчыкаў. А павелічэнне колькасці датчыкаў азначае павелічэнне кошту абсталявання. Такім чынам, як знайсці баланс паміж колькасцю датчыкаў і дакладнасцю пазіцыянавання, і, такім чынам, разумнае разгортванне UWB-датчыкаў з'яўляецца прадметам даследаванняў уплыву разгортвання датчыкаў на дакладнасць пазіцыянавання.
2. Уплыў эфекту шматпрамянёвага распаўсюджвання
Ультрашырокапалосныя сігналы пазіцыянавання UWB падчас распаўсюджвання адлюстроўваюцца і праламляюцца навакольным асяроддзем, такім як сцены, шкло і прадметы ў памяшканні, такія як працоўныя сталы, што прыводзіць да эфектаў шматпрамянёвасці. Сігнал змяняецца па затрымцы, амплітудзе і фазе, што прыводзіць да аслаблення энергіі і зніжэння суадносін сігнал/шум, у выніку чаго першы дасягнуты сігнал не з'яўляецца прамым, што выклікае памылкі вызначэння адлегласці і зніжэнне дакладнасці пазіцыянавання. Такім чынам, эфектыўнае падаўленне эфекту шматпрамянёвасці можа палепшыць дакладнасць пазіцыянавання, і сучасныя метады падаўлення шматпрамянёвасці ў асноўным ўключаюць метады MUSIC, ESPRIT і выяўлення краёў.
3. Уплыў NLOS
Распаўсюджванне сігналу ў межах прамой бачнасці (LOS) з'яўляецца першай і абавязковай умовай для забеспячэння дакладнасці вынікаў вымярэння сігналу. Калі ўмовы паміж мабільнай мэтай пазіцыянавання і базавай станцыяй не могуць быць выкананы, распаўсюджванне сігналу можа быць завершана толькі ва ўмовах, адсутных на прамой бачнасці, такіх як праламленне і дыфракцыя. У гэты час час першага прыбыцця імпульсу не адлюстроўвае рэальнае значэнне TOA, а кірунак першага прыбыцця імпульсу не з'яўляецца рэальным значэннем AOA, што прыводзіць да пэўнай памылкі пазіцыянавання. У цяперашні час асноўнымі метадамі ліквідацыі памылкі, адсутнай на прамой бачнасці, з'яўляюцца метад Уайлі і метад ліквідацыі карэляцыі.
4. Уплыў чалавечага цела на дакладнасць пазіцыянавання
Асноўным кампанентам чалавечага цела з'яўляецца вада, якая моцна паглынае бесправадны імпульсны сігнал UWB, што прыводзіць да паслаблення сілы сігналу, адхілення інфармацыі аб далёкасці і ўплывае на канчатковы эфект пазіцыянавання.
5. Уплыў аслаблення пранікнення сігналу
Любое пранікненне сігналу праз сцены і іншыя аб'екты будзе аслаблена, UWB не з'яўляецца выключэннем. Калі пазіцыянаванне UWB пранікае праз звычайную цагляную сцяну, сігнал будзе аслаблены прыкладна ўдвая. Змены часу перадачы сігналу з-за пранікнення праз сцяну таксама паўплываюць на дакладнасць пазіцыянавання.
З-за асаблівасцей чалавечага цела пранікненне сігналу, выкліканае дакладнасцю ўдару, цяжка абыйсці. NXP і нямецкая кампанія LaterationXYZ будуць выкарыстоўваць інавацыйныя рашэнні па размяшчэнні датчыкаў для ўдасканалення тэхналогіі UWB, але канкрэтных вынікаў інавацый пакуль не было, я магу толькі апублікаваць мінулыя тэхнічныя артыкулы з афіцыйнага сайта NXP, каб зрабіць адпаведныя здагадкі.
Што тычыцца матывацыі для павышэння дакладнасці UWB, я лічу, што гэта, перш за ўсё, NXP як вядучы сусветны гулец у галіне UWB, які мае намер супрацьстаяць цяперашнім айчынным вытворцам маштабных інавацый у сітуацыі прарыву і тэхнічнай абароны. У рэшце рэшт, сучасная тэхналогія UWB усё яшчэ знаходзіцца на хуткай стадыі развіцця, і адпаведны кошт, прымяненне і маштаб яшчэ не стабілізаваны, у цяперашні час айчынныя вытворцы больш занепакоеныя тым, каб прадукцыя UWB як мага хутчэй з'явілася і распаўсюдзілася, каб захапіць рынак, і ў іх няма часу клапаціцца пра дакладнасць UWB для паляпшэння інавацый. NXP, як адзін з вядучых гульцоў у галіне UWB, мае поўную экасістэму прадуктаў, а таксама шматгадовы вопыт глыбокага распрацоўвання назапашанага тэхнічнага патэнцыялу, што робіць рэалізацыю UWB-інавацый больш камфортнай.
Па-другое, NXP на гэты раз арыентуецца на міліметровы ўзровень звышшыповай шырыні (UWB), таксама бачыць бясконцы патэнцыял будучага развіцця UWB і перакананая, што паляпшэнне дакладнасці прывядзе да новых прымяненняў на рынак.
На маю думку, перавагі UWB будуць працягваць паляпшацца з развіццём "новай інфраструктуры" 5G і далей пашыраць свае каштоўнасці ў працэсе прамысловай мадэрнізацыі разумных магчымасцей 5G.
Раней у сетках 2G/3G/4G сцэнарыі мабільнага пазіцыянавання былі ў асноўным сканцэнтраваны на экстраных выкліках, легальным доступе да месцазнаходжання і іншых прыкладаннях, патрабаванні да дакладнасці пазіцыянавання не былі высокімі, грунтуючыся на грубай дакладнасці пазіцыянавання Cell ID ад дзясяткаў да соцень метраў. У той час як 5G выкарыстоўвае новыя метады кадавання, аб'яднанне прамянёў, буйнамаштабныя антэнныя рашоткі, міліметровы хвалевы спектр і іншыя тэхналогіі, яго шырокая прапускная здольнасць і тэхналогія антэнных рашотак забяспечваюць аснову для высокадакладнага вымярэння адлегласці і высокадакладнага вымярэння вуглоў. Такім чынам, чарговы раўнд UWB-спрынту ў галіне дакладнасці падтрымліваецца адпаведным вопытам, тэхналагічнай базай і дастатковымі перспектывамі прымянення, і гэты UWB-спрынт дакладнасці можна разглядаць як падрыхтоўку да абнаўлення лічбавага інтэлекту.
Якія рынкі адкрые Millimetre UW?
У цяперашні час размеркаванне рынку UWB у асноўным характарызуецца дысперсіяй на B-канцы і канцэнтрацыяй на C-канцы. У прымяненні B-канец мае больш варыянтаў выкарыстання, а C-канец — больш творчай прасторы для аналізу прадукцыйнасці. На маю думку, гэтая інавацыя, накіраваная на прадукцыйнасць пазіцыянавання, кансалідуе перавагі UWB у дакладным пазіцыянаванні, што не толькі прыводзіць да прарываў у прадукцыйнасці для існуючых прыкладанняў, але і стварае магчымасці для UWB адкрыць новую прастору прымянення.
На рынку B-канца, для паркаў, фабрык, прадпрыемстваў і іншых сцэнарыяў, бесправадное асяроддзе яго канкрэтнай зоны адносна пэўнае, і дакладнасць пазіцыянавання можа быць паслядоўна гарантавана, у той час як такія сцэны таксама падтрымліваюць стабільны попыт на дакладнае ўспрыманне пазіцыянавання, або стануць міліметровым узроўнем UWB, які хутка будзе накіраваны на перавагу рынку.
У горназдабыўной прамысловасці, з развіццём інтэлектуальнага будаўніцтва шахт, аб'яднанае рашэнне "пазіцыянаванне 5G+UWB" можа дазволіць інтэлектуальнай сістэме здабычы цалкам пазіцыянаваць шахту за вельмі кароткі час, дасягнуць ідэальнага спалучэння дакладнага пазіцыянавання і нізкага спажывання энергіі, а таксама рэалізаваць характарыстыкі высокай дакладнасці, вялікай ёмістасці і працяглага часу чакання і г.д. Адначасова, зыходзячы з кіравання бяспекай шахты, яно можа быць выкарыстана для забеспячэння бяспекі шахты і кіравання бяспекай шахты. Адначасова, зыходзячы з высокага попыту на кіраванне бяспекай шахт, UWB таксама будзе выкарыстоўвацца ў штодзённым кіраванні персаналам і аўтамабільнымі шляхамі. У цяперашні час у краіне налічваецца каля 4000 вугальных шахт, а сярэдні попыт на базавую станцыю кожнай вугальнай шахты складае каля 100, з чаго можна меркаваць, што агульны попыт на базавую станцыю вугальных шахт складае каля 400 000, агульная колькасць шахцёраў - каля 4 мільёнаў чалавек, а паводле дадзеных "1 чалавек на 1 этыкетку", попыт на UWB-этыкеткі складае каля 4 мільёнаў чалавек. Згодна з бягучымі канчатковымі карыстальнікамі, якія купляюць адзіную рынкавую цану, рынак вугалю на рынку абсталявання UWB "базавая станцыя + тэг" складае каля 4 мільярдаў у кошту прадукцыі.
У горназдабыўной прамысловасці і падобных высокарызыкоўных сітуацыях, а таксама ў здабычы нафты, электрастанцыях, хімічных заводах і г.д., патрэбы ў кіраванні бяспекай у дакладнасці пазіцыянавання вышэйшыя, таму павышэнне дакладнасці пазіцыянавання UWB да міліметровага ўзроўню дапаможа замацаваць яго перавагі ў такіх галінах.
У прамысловай вытворчасці, складскім гаспадарцы і лагістыцы UWB стаў інструментам для скарачэння выдаткаў і павышэння эфектыўнасці. Работнікі, якія выкарыстоўваюць партатыўныя прылады з тэхналогіяй UWB, могуць больш дакладна знаходзіць і размяшчаць розныя дэталі; стварэнне сістэмы кіравання, якая інтэгруе тэхналогію UWB у кіраванне складам, дазваляе дакладна кантраляваць усе віды матэрыялаў і персаналу на складах у рэжыме рэальнага часу, а таксама дасягаць кантролю запасаў, кіравання персаналам і адначасова дасягаць эфектыўнага і безпамылковага беспілотнага абароту матэрыялаў з дапамогай абсталявання AGV, што можа значна павысіць эфектыўнасць вытворчасці.
Акрамя таго, міліметровы скачок UWB можа адкрыць новыя магчымасці прымянення ў галіне чыгуначнага транспарту. У цяперашні час актыўная сістэма кіравання цягніком у асноўным абапіраецца на спадарожнікавае пазіцыянаванне, што датычыцца падземных тунэляў, гарадскіх высотных будынкаў, каньёнаў і іншых сцэн, выклікае збоі ў спадарожнікавым пазіцыянаванні. Тэхналогія UWB у пазіцыянаванні і навігацыі цягніка CBTC, пазбяганні сутыкненняў у калонцы і раннім папярэджанні аб сутыкненнях, дакладным тармажэнні цягніка і г.д. можа забяспечыць больш надзейную тэхнічную падтрымку для бяспекі і кантролю чыгуначнага транспарту. У цяперашні час гэты від прымянення ў Еўропе і ЗША мае неадназначныя прыклады прымянення.
На рынку C-тэрміналаў павышэнне дакладнасці да міліметра з дапамогай UWB адкрые новыя сцэнарыі прымянення, акрамя лічбавых ключоў, для транспартных сродкаў. Напрыклад, аўтаматычная паркоўка аўтамабіляў, аўтаматычныя плацяжы і г.д. Адначасова, на аснове тэхналогіі штучнага інтэлекту, можна будзе "вывучыць" мадэлі рухаў і звычкі карыстальніка, што палепшыць прадукцыйнасць тэхналогіі аўтаматычнага кіравання.
У галіне бытавой электронікі UWB можа стаць стандартнай тэхналогіяй для смартфонаў на хвалі ўзаемадзеяння лічбавых ключоў паміж аўтамабілямі. Акрамя адкрыцця больш шырокай прасторы прымянення для пазіцыянавання і пошуку прадуктаў, павышэнне дакладнасці UWB таксама можа адкрыць новую прастору прымянення для сцэнарыяў узаемадзеяння абсталявання. Напрыклад, дакладны дыяпазон UWB можа дакладна кантраляваць адлегласць паміж прыладамі, карэктаваць канструкцыю сцэны дапоўненай рэальнасці, для гульні, аўдыё і відэа, каб забяспечыць лепшы сэнсарны вопыт.
Час публікацыі: 04 верасня 2023 г.