Originale: Ulink Media
Autore: 旸谷
Recentemente, l’azienda olandese di semiconduttori NXP, in collaborazione con l’azienda tedesca Lateration XYZ, ha acquisito la capacità di ottenere un posizionamento di precisione millimetrico di altri oggetti e dispositivi UWB utilizzando la tecnologia a banda ultralarga.Questa nuova soluzione offre nuove possibilità per vari scenari applicativi che richiedono posizionamento e tracciamento precisi, segnando un progresso essenziale nella storia dello sviluppo della tecnologia UWB.
In effetti, l’attuale precisione UWB a livello centimetrico, nel campo del posizionamento, è stata raggiunta rapidamente, e il costo più elevato dell’hardware dà anche grattacapi agli utenti e ai fornitori di soluzioni su come risolvere i costi e le difficoltà di implementazione.In questo momento "rotola" a livello millimetrico, è necessario?E quali opportunità di mercato porterà l’UWB a livello millimetrico?
Perché l'UWB su scala millimetrica è difficile da raggiungere?
Essendo un metodo di posizionamento e portata ad alta precisione, alta accuratezza e alta sicurezza, il posizionamento indoor UWB può teoricamente raggiungere una precisione millimetrica o addirittura micrometrica, ma nell'implementazione effettiva, è rimasto a livello centimetrico per lungo tempo, principalmente a causa ai seguenti fattori che influenzano l'effettiva precisione del posizionamento UWB:
1. L'impatto della modalità di implementazione del sensore sulla precisione del posizionamento
Nell'effettivo processo di risoluzione della precisione del posizionamento, l'aumento del numero di sensori significa l'aumento delle informazioni ridondanti e le ricche informazioni ridondanti possono ridurre ulteriormente l'errore di posizionamento.Tuttavia, la precisione di posizionamento non aumenta con i migliori sensori e quando il numero di sensori viene aumentato fino a un certo numero, il contributo alla precisione di posizionamento non è grande con l'aumento dei sensori.E l’aumento del numero di sensori significa che aumenta il costo delle apparecchiature.Pertanto, come trovare un equilibrio tra il numero di sensori e la precisione di posizionamento, e quindi un'implementazione ragionevole dei sensori UWB, è il focus della ricerca sull'impatto dell'implementazione dei sensori sulla precisione di posizionamento.
2. Influenza dell'effetto multipercorso
I segnali di posizionamento a banda ultralarga UWB vengono riflessi e rifratti dall'ambiente circostante come pareti, vetro e oggetti interni come i desktop durante il processo di propagazione, con conseguenti effetti multipercorso.Il segnale cambia in ritardo, ampiezza e fase, il che si traduce in un'attenuazione dell'energia e in una diminuzione del rapporto segnale-rumore, portando al fatto che il primo segnale raggiunto non è diretto, causando errori di portata e una diminuzione della precisione di posizionamento .Pertanto, un'efficace soppressione dell'effetto multipath può migliorare la precisione del posizionamento e gli attuali metodi per sopprimere il multipath includono principalmente MUSIC, ESPRIT e tecniche di rilevamento dei bordi.
3. Impatto NLOS
La propagazione della linea di vista (LOS) è il primo e prerequisito per garantire l'accuratezza dei risultati della misurazione del segnale, quando le condizioni tra il target di posizionamento mobile e la stazione base non possono essere soddisfatte, la propagazione del segnale può essere solo completato in condizioni diverse dalla linea di vista come rifrazione e diffrazione.In questo momento, il tempo del primo impulso in arrivo non rappresenta il valore reale di TOA e la direzione del primo impulso in arrivo non è il valore reale di AOA, il che causerà un certo errore di posizionamento.Attualmente, i metodi principali per eliminare l'errore della non linea di vista sono il metodo Wylie e il metodo di eliminazione della correlazione.
4. L'impatto del corpo umano sulla precisione del posizionamento
Il componente principale del corpo umano è l'acqua, l'acqua sul segnale dell'impulso wireless UWB ha un forte effetto di assorbimento, con conseguente attenuazione della potenza del segnale, deviazione delle informazioni sulla portata e influenza sull'effetto di posizionamento finale
5. Impatto dell'indebolimento della penetrazione del segnale
Qualsiasi penetrazione del segnale attraverso muri e altre entità verrà indebolita, UWB non fa eccezione.Quando il posizionamento UWB penetra in un normale muro di mattoni, il segnale verrà indebolito di circa la metà.Anche le modifiche nel tempo di trasmissione del segnale dovute alla penetrazione nella parete influiscono sulla precisione del posizionamento.
A causa del corpo umano, la penetrazione del segnale determinata dalla precisione dell'impatto è difficile da evitare. La NXP e la società tedesca LaterationXYZ utilizzeranno soluzioni innovative di disposizione dei sensori per migliorare la tecnologia UWB, non c'è stata una visualizzazione specifica di risultati innovativi , Posso solo essere rilasciato dal sito ufficiale della NXP articoli tecnici precedenti per fare le relative speculazioni.
Per quanto riguarda la motivazione per migliorare la precisione dell'UWB, credo che questo sia prima di tutto NXP come principale attore UWB al mondo ad affrontare gli attuali produttori nazionali di innovazione su larga scala nella situazione di breakout e nella difesa tecnica.Dopotutto, l'attuale tecnologia UWB è ancora in una fase di sviluppo in forte espansione e i relativi costi, applicazioni e dimensioni non sono ancora stati stabilizzati, in questo momento i produttori nazionali sono più preoccupati per i prodotti UWB che arriveranno il prima possibile e diffondersi, per conquistare il mercato, non hanno tempo di preoccuparsi della precisione dell'UWB per migliorare l'innovazione.NXP, in quanto uno dei principali attori nel campo dell'UWB, dispone di un ecosistema di prodotti completo e di molti anni di profondo sfruttamento della forza tecnica accumulata, più comodo per realizzare l'innovazione UWB.
In secondo luogo, NXP, questa volta verso l’UWB a livello millimetrico, vede anche l’infinito potenziale dello sviluppo futuro dell’UWB ed è convinto che il miglioramento della precisione porterà nuove applicazioni sul mercato.
A mio avviso, il lato positivo dell’UWB continuerà a migliorare con il progresso della “nuova infrastruttura” 5G e ad espandere ulteriormente le sue coordinate di valore nel processo di aggiornamento industriale dell’empowerment intelligente 5G.
In precedenza, nella rete 2G/3G/4G, gli scenari di posizionamento mobile erano focalizzati principalmente su chiamate di emergenza, accesso legale alla posizione e altre applicazioni, i requisiti di precisione di posizionamento non sono elevati, in base alla precisione di posizionamento approssimativa dell'ID cella da decine di metri a centinaia di metri.Mentre il 5G utilizza nuovi metodi di codifica, fusione del fascio, array di antenne su larga scala, spettro di onde millimetriche e altre tecnologie, la sua ampia larghezza di banda e la tecnologia degli array di antenne forniscono la base per la misurazione della distanza e dell’angolo ad alta precisione.Pertanto, un altro round di sprint UWB nel campo della precisione è supportato dal background dell’era corrispondente, dalle basi tecnologiche e da sufficienti prospettive applicative, e questo sprint di precisione UWB può essere considerato come un pre-layout per soddisfare l’aggiornamento dell’intelligenza digitale.
Quali mercati aprirà Millimeter UW?
Attualmente, la distribuzione del mercato dell’UWB è caratterizzata principalmente dalla dispersione dell’estremità B e dalla concentrazione dell’estremità C.Nell'applicazione, l'estremità B ha più casi d'uso e l'estremità C ha più spazio fantasioso per il performance mining.A mio avviso, questa innovazione incentrata sulle prestazioni di posizionamento consolida i vantaggi di UWB nel posizionamento preciso, che non solo apporta innovazioni prestazionali per le applicazioni esistenti, ma crea anche opportunità per UWB di aprire nuovi spazi applicativi.
Nel mercato di fascia B, per parchi, fabbriche, imprese e altri scenari, l'ambiente wireless della sua area specifica è relativamente certo e la precisione del posizionamento può essere costantemente garantita, mentre tali scene mantengono anche una domanda stabile per una percezione accurata del posizionamento, o diventerà un UWB millimetrico sarà presto finalizzato a vantaggio del mercato.
Nello scenario minerario, con il progresso della costruzione intelligente delle miniere, la soluzione di fusione del "posizionamento 5G+UWB" può far sì che il sistema minerario intelligente completi il posizionamento in brevissimo tempo, ottenendo la perfetta combinazione di posizionamento preciso e basso consumo energetico, e realizzare le caratteristiche di alta precisione, grande capacità e lungo tempo di attesa, ecc. Allo stesso tempo, in base alla gestione della sicurezza della miniera, può essere utilizzato per garantire la sicurezza della miniera e la gestione della sicurezza della miniera.Allo stesso tempo, sulla base della forte richiesta di gestione della sicurezza nelle miniere, l'UWB verrà utilizzato anche nella gestione quotidiana del personale e delle piste automobilistiche.Allo stato attuale, il paese ha una certa scala di miniere di carbone, circa 4.000, e la domanda media per la stazione base di ciascuna miniera di carbone è di circa 100, da cui si può stimare che la domanda totale di stazioni base della miniera di carbone è di circa 400.000, il numero di minatori di carbone complessivamente è di circa 4 milioni di persone circa, secondo l'etichetta 1 persona 1, la richiesta di etichette UWB è di circa 4 milioni di persone circa.Secondo l'attuale utente finale per acquistare un prezzo di mercato unico, il mercato del carbone nel mercato dell'hardware "stazione base + tag" UWB è di circa 4 miliardi di valore della produzione.
Estrazione mineraria e scenari simili ad alto rischio ed estrazione petrolifera, centrali elettriche, impianti chimici, ecc., le esigenze di gestione della sicurezza per i requisiti di precisione di posizionamento sono più elevate, la precisione di posizionamento UWB a livello millimetrico aiuterà a consolidare i suoi vantaggi in tali aree.
Negli scenari di produzione industriale, stoccaggio e logistica, l'UWB è diventato uno strumento per la riduzione dei costi e l'efficienza.I lavoratori che utilizzano dispositivi portatili con tecnologia UWB possono individuare e posizionare con maggiore precisione varie parti;la costruzione di un sistema di gestione che integri la tecnologia UWB nella gestione del magazzino può monitorare accuratamente tutti i tipi di materiali e personale nei magazzini in tempo reale e ottenere il controllo dell'inventario, la gestione del personale e allo stesso tempo anche ottenere materiale senza personale efficiente e privo di errori fatturato attraverso attrezzature AGV, che possono migliorare notevolmente l'efficienza produttiva.
Inoltre, il salto millimetrico dell’UWB può aprire nuove applicazioni anche nel campo dei trasporti ferroviari.Attualmente, il sistema di controllo attivo del treno si basa principalmente sul posizionamento satellitare per completare, per l'ambiente del tunnel sotterraneo così come i grattacieli urbani, i canyon e altre scene, il posizionamento satellitare è soggetto a guasti.La tecnologia UWB nel posizionamento e nella navigazione CBTC del treno, la colonna per evitare le collisioni e l'allarme precoce di collisione, l'arresto di precisione del treno, ecc., possono fornire un supporto tecnico più affidabile per la sicurezza e il controllo del trasporto ferroviario.Attualmente, questo tipo di applicazione in Europa e negli Stati Uniti presenta casi applicativi sparsi.
Nel mercato dei terminali C, il miglioramento della precisione UWB a livello millimetrico aprirà nuovi scenari applicativi diversi dalle chiavi digitali per la scena dei veicoli.Ad esempio, servizio di parcheggio automatico, pagamento automatico e così via.Allo stesso tempo, basato sulla tecnologia dell'intelligenza artificiale, può anche "imparare" i modelli di movimento e le abitudini dell'utente e migliorare le prestazioni della tecnologia di guida automatica.
Nel campo dell'elettronica di consumo, sull'onda dell'interazione macchina-macchina delle chiavi digitali dell'auto, l'UWB potrebbe diventare la tecnologia standard per gli smartphone.Oltre ad aprire uno spazio applicativo più ampio per il posizionamento e la ricerca di prodotti, il miglioramento della precisione di UWB può anche aprire un nuovo spazio applicativo per scenari di interazione con le apparecchiature.Ad esempio, la portata accurata dell'UWB può controllare accuratamente la distanza tra i dispositivi, regolare la costruzione della scena di realtà aumentata, affinché gioco, audio e video offrano un'esperienza sensoriale migliore.
Orario di pubblicazione: 04-settembre-2023