Ursprunglig: Ulink Media
Författare: 旸谷
Nyligen har det holländska halvledarföretaget NXP, i samarbete med det tyska företaget Lateration XYZ, fått möjligheten att uppnå precisionspositionering på millimeternivå av andra UWB-artiklar och enheter med hjälp av ultrabredbandsteknik. Den här nya lösningen ger nya möjligheter för olika tillämpningsscenarier som kräver exakt positionering och spårning, vilket markerar ett viktigt framsteg i UWB-teknologiutvecklingens historia.
Faktum är att den nuvarande noggrannheten på UWB-centimeternivå inom positionering har gjorts snabbt, och den högre kostnaden för hårdvara ger också användare och lösningsleverantörer huvudvärk om hur man löser kostnads- och implementeringssvårigheterna. Vid den här tiden "rulla" till millimeternivån, är det nödvändigt? Och vilka marknadsmöjligheter kommer UWB på millimeternivå att ge?
Varför är UWB i millimeterskala svår att nå?
Som en metod för positionering och avståndsavstånd med hög precision, hög noggrannhet, hög säkerhet och avstånd kan UWB inomhuspositionering teoretiskt nå millimeter- eller till och med mikrometernoggrannhet, men i faktisk utbyggnad har den hållit sig på centimeternivå under lång tid, främst på grund av till följande faktorer som påverkar den faktiska noggrannheten för UWB-positionering:
1. Effekten av läget för sensorplacering på positioneringsnoggrannheten
I själva processen för att lösa positioneringsnoggrannheten innebär ökningen av antalet sensorer ökningen av redundant information, och den rika redundanta informationen kan ytterligare minska positioneringsfelet. Positioneringsnoggrannheten ökar dock inte med de bästa sensorerna och när antalet sensorer utökas till ett visst antal blir bidraget till positioneringsnoggrannheten inte stort med ökningen av sensorer. Och ökningen av antalet sensorer innebär att kostnaden för utrustningen ökar. Hur man hittar en balans mellan antalet sensorer och positioneringsnoggrannhet, och därmed rimlig utplacering av UWB-sensorer, är därför i fokus för forskningen om inverkan av sensorutplacering på positioneringsnoggrannheten.
2. Påverkan av flervägseffekt
UWB ultrabredbandspositioneringssignaler reflekteras och bryts av den omgivande miljön som väggar, glas och inomhusobjekt som stationära datorer under utbredningsprocessen, vilket resulterar i flervägseffekter. Signalen ändras i fördröjning, amplitud och fas, vilket resulterar i energidämpning och en minskning av signal-brusförhållandet, vilket leder till att den först nådda signalen inte är direkt, vilket orsakar avståndsfel och en minskning av positioneringsnoggrannheten . Därför kan ett effektivt undertryckande av flervägseffekten förbättra positioneringsnoggrannheten, och de nuvarande metoderna för att undertrycka flervägseffekten inkluderar huvudsakligen MUSIC, ESPRIT och kantdetekteringstekniker.
3. NLOS inverkan
Linje-of-sight-utbredning (LOS) är den första och förutsättningen för att säkerställa noggrannheten hos signalmätningsresultaten, när villkoren mellan det mobila positioneringsmålet och basstationen inte kan uppfyllas, kan utbredningen av signalen endast fullbordas under icke-siktlinje-förhållanden såsom refraktion och diffraktion. Vid denna tidpunkt representerar inte tiden för den första inkommande pulsen det verkliga värdet av TOA, och riktningen för den första inkommande pulsen är inte det verkliga värdet för AOA, vilket kommer att orsaka ett visst positioneringsfel. För närvarande är de huvudsakliga metoderna för att eliminera icke-line-of-sight-felet Wylie-metoden och korrelationselimineringsmetoden.
4. Människokroppens inverkan på positioneringsnoggrannheten
Huvudkomponenten i människokroppen är vatten, vatten på den trådlösa UWB-pulssignalen har en stark absorptionseffekt, vilket resulterar i dämpning av signalstyrkan, informationsavvikelse och påverkar den slutliga positioneringseffekten
5. Effekt av försvagning av signalpenetration
Eventuell signalpenetrering genom väggar och andra enheter kommer att försvagas, UWB är inget undantag. När UWB-positionering penetrerar en vanlig tegelvägg kommer signalen att försvagas med ungefär hälften. Förändringar i signalöverföringstid på grund av väggpenetration kommer också att påverka positioneringsnoggrannheten.
På grund av människokroppen är det svårt att kringgå signalpenetrering till följd av påverkans noggrannhet, NXP och det tyska LaterationXYZ-företaget kommer att genomgå innovativa sensorlayoutlösningar för att förbättra UWB-tekniken, det har inte funnits en specifik visning av innovativa resultat , Jag kan bara släppas från den officiella webbplatsen för NXP tidigare tekniska artiklar för att göra relevanta spekulationer.
När det gäller motivationen att förbättra noggrannheten hos UWB, tror jag att detta först och främst är NXP som världens ledande UWB-spelare för att hantera de nuvarande inhemska tillverkarna av storskalig innovation i breakout-situationen och tekniskt försvar. När allt kommer omkring är den nuvarande UWB-tekniken fortfarande i det blomstrande utvecklingsstadiet, och motsvarande kostnad, applikation och skala har ännu inte stabiliserats, vid denna tidpunkt är inhemska tillverkare mer bekymrade över UWB-produkterna så snart som möjligt för att landa och spridning, att gripa marknaden, har ingen tid att bry sig om UWB noggrannhet för att förbättra innovationen. NXP, som en av toppaktörerna inom UWB-området, har ett komplett produktekosystem såväl som många år av djupplöjning av den samlade tekniska styrkan, mer bekvämt att utföra UWB-innovationen.
För det andra, NXP denna gång mot UWB på millimeternivå, ser också den oändliga potentialen i den framtida utvecklingen av UWB och är övertygad om att förbättringen av precision kommer att föra ut nya applikationer på marknaden.
Enligt min åsikt kommer uppsidan av UWB att fortsätta att förbättras med utvecklingen av 5G "ny infrastruktur", och ytterligare utöka dess värdekoordinater i processen för industriell uppgradering av 5G smarta bemyndigande.
Tidigare, i 2G/3G/4G-nätverket, var scenarier för mobil positionering huvudsakligen fokuserade på nödsamtal, laglig platsåtkomst och andra applikationer, kraven på positioneringsnoggrannhet är inte höga, baserat på Cell ID grov positioneringsnoggrannhet från tiotals meter till hundratals av meter. Medan 5G använder nya kodningsmetoder, strålfusion, storskaliga antennuppsättningar, millimetervågspektrum och andra teknologier, utgör dess stora bandbredd och antennuppsättningsteknik grunden för högprecisionsavståndsmätning och högprecisionsvinkelmätning. Därför stöds ytterligare en omgång av UWB-sprint inom området noggrannhet av motsvarande epokbakgrund, teknologigrund och tillräckliga applikationsmöjligheter, och denna UWB-precisionssprint kan betraktas som en pre-layout för att möta uppgraderingen av digital intelligens.
Vilka marknader kommer Millimeter UW att öppna upp?
För närvarande kännetecknas marknadsfördelningen av UWB huvudsakligen av B-ändens dispersion och C-ändens koncentration. I applikationen har B-änden fler användningsfall, och C-änden har mer fantasifullt utrymme för prestandamining. Enligt min åsikt konsoliderar denna innovation med fokus på positioneringsprestanda fördelarna med UWB i exakt positionering, vilket inte bara ger prestandagenombrott för befintliga applikationer utan också skapar möjligheter för UWB att öppna upp nytt applikationsutrymme.
På B-ändmarknaden, för parker, fabriker, företag och andra scenarier, är den trådlösa miljön i dess specifika område relativt säker, och positioneringsnoggrannhet kan garanteras konsekvent, medan sådana scener också upprätthåller en stabil efterfrågan på exakt positioneringsuppfattning, eller kommer att bli en UWB på millimeternivå kommer snart att riktas mot marknadens fördel.
I gruvscenariot, med utvecklingen av intelligent gruvkonstruktion, kan fusionslösningen "5G+UWB-positionering" göra det intelligenta gruvsystemet till en fullständig positionering på mycket kort tid, uppnå den perfekta kombinationen av exakt positionering och låg energiförbrukning, och inse egenskaperna hos hög precision, stor kapacitet och lång standbytid etc. Samtidigt, baserat på gruvans säkerhetshantering, kan den användas för att säkerställa gruvans säkerhet och gruvans säkerhetshantering. Samtidigt, baserat på den hårda efterfrågan på gruvsäkerhetshantering, kommer UWB också att användas i den dagliga ledningen av personal och bilbana. För närvarande har landet en viss skala av kolgruvor cirka 4000 eller så, och den genomsnittliga efterfrågan på varje kolgruva basstation är cirka 100 eller så, varifrån det kan uppskattas att den totala efterfrågan på kolgruvan basstation är ca. 400 000, antalet kolgruvarbetare totalt cirka 4 miljoner människor eller så, enligt 1 person 1 etikett, efterfrågan på UWB taggar cirka 4 miljoner eller så. Enligt den nuvarande slutanvändaren att köpa ett inre marknadspris, är kolmarknaden i UWB "basstation + tag" hårdvara marknaden cirka 4 miljarder i produktionsvärde.
Gruvdrift och gruvdrift liknande högriskscenarier och oljeutvinning, kraftverk, kemiska anläggningar, etc., säkerhetshanteringsbehov för positioneringsnoggrannhetskrav är högre, UWB-positioneringsnoggrannhet till förbättring på millimeternivå hjälper till att konsolidera dess fördelar i sådana områden.
I scenarier för industriell tillverkning, lagerhållning och logistik har UWB blivit ett verktyg för kostnadsreduktion och effektivitet. Arbetare som använder handhållna enheter med UWB-teknik kan mer exakt lokalisera och placera olika delar; konstruktionen av ett ledningssystem som integrerar UWB-teknik i lagerhantering kan noggrant övervaka alla typer av material och personal i lager i realtid, och uppnå lagerkontroll, personalhantering och samtidigt också uppnå effektivt och felfritt obemannat material omsättning genom AGV-utrustning, vilket avsevärt kan förbättra produktionseffektiviteten.
Dessutom kan UWB:s millimetersprång också öppna upp för nya tillämpningar inom järnvägstransportområdet. För närvarande är tågets aktiva kontrollsystem huvudsakligen beroende av satellitpositionering för att slutföra, för den underjordiska tunnelmiljön såväl som urbana höghus, kanjoner och andra scener är satellitpositionering benägen att misslyckas. UWB-teknik i tåget CBTC positionering och navigering, kolumn i kollision undvikande och kollision tidig varning, tåg precisionsstopp, etc., kan ge mer tillförlitligt tekniskt stöd för säkerhet och kontroll av järnvägstransporter. För närvarande har denna typ av ansökningar i Europa och USA spridit ansökningsärenden.
På C-terminalmarknaden kommer UWB precision till millimeternivå att öppna upp för nya tillämpningsscenarier andra än digitala nycklar för fordonsscenen. Till exempel automatisk betjänad parkering, automatisk betalning och så vidare. Samtidigt, baserad på artificiell intelligens-teknik, kan också komma att "lära" användarens rörelsemönster och vanor, och förbättra prestandan för automatisk körteknik.
Inom hemelektronik kan UWB bli standardtekniken för smartphones under vågen av bil-maskin-interaktion med digitala bilnycklar. Förutom att öppna upp ett bredare applikationsutrymme för positionering och sökning av produkter, kan UWB:s noggrannhetsförbättring också öppna upp nytt applikationsutrymme för utrustningsinteraktionsscenarier. Till exempel kan UWB:s exakta räckvidd noggrant kontrollera avståndet mellan enheter, för att justera scenkonstruktionen för augmented reality, för spel, ljud och video för att ge en bättre sensorisk upplevelse.
Posttid: 2023-04-04