Original: Ulink Media
Autor: 旸谷
Recentemente, a empresa holandesa de semicondutores NXP, em colaboração com a empresa alemã Lateration XYZ, ganhou a capacidade de obter posicionamento de precisão milimétrica de outros itens e dispositivos UWB usando tecnologia de banda ultralarga.Esta nova solução traz novas possibilidades para diversos cenários de aplicação que exigem posicionamento e rastreamento precisos, marcando um avanço essencial na história do desenvolvimento da tecnologia UWB.
Na verdade, a atual precisão centimétrica do UWB no campo do posicionamento foi feita rapidamente, e o custo mais alto do hardware também dá aos usuários e provedores de soluções dores de cabeça sobre como resolver os custos e as dificuldades de implantação.Neste momento “rolar” até o nível milimétrico, é necessário?E que oportunidades de mercado o UWB de nível milimétrico trará?
Por que o UWB em escala milimétrica é difícil de alcançar?
Como um método de posicionamento e alcance de alta precisão, alta precisão e alta segurança, o posicionamento interno UWB pode, teoricamente, atingir precisão milimétrica ou mesmo micrométrica, mas na implantação real, ele permaneceu no nível centimétrico por um longo tempo, principalmente devido aos seguintes fatores que afetam a precisão real do posicionamento UWB:
1. O impacto do modo de implantação do sensor na precisão do posicionamento
No processo real de resolução de precisão de posicionamento, o aumento no número de sensores significa o aumento de informações redundantes, e as ricas informações redundantes podem reduzir ainda mais o erro de posicionamento.No entanto, a precisão do posicionamento não aumenta com os melhores sensores, e quando o número de sensores é aumentado para um determinado número, a contribuição para a precisão do posicionamento não é grande com o aumento dos sensores.E o aumento do número de sensores significa que o custo do equipamento aumenta.Portanto, como encontrar um equilíbrio entre o número de sensores e a precisão do posicionamento e, portanto, a implantação razoável de sensores UWB é o foco da pesquisa sobre o impacto da implantação do sensor na precisão do posicionamento.
2. Influência do efeito multipercurso
Os sinais de posicionamento de banda ultralarga UWB são refletidos e refratados pelo ambiente circundante, como paredes, vidros e objetos internos, como desktops, durante o processo de propagação, resultando em efeitos de múltiplos caminhos.O sinal muda de atraso, amplitude e fase, o que resulta em atenuação de energia e diminuição da relação sinal-ruído, fazendo com que o primeiro sinal alcançado não seja direto, causando erros de alcance e diminuição na precisão de posicionamento .Portanto, a supressão eficaz do efeito de multipercurso pode melhorar a precisão do posicionamento, e os métodos atuais para suprimir o multipercurso incluem principalmente técnicas de MÚSICA, ESPRIT e detecção de borda.
3. Impacto do NLOS
A propagação em linha de visão (LOS) é o primeiro e pré-requisito para garantir a precisão dos resultados da medição do sinal, quando as condições entre o alvo de posicionamento móvel e a estação base não podem ser atendidas, a propagação do sinal só pode ser concluído sob condições fora da linha de visão, como refração e difração.Neste momento, o tempo do primeiro pulso que chega não representa o valor real do TOA, e a direção do primeiro pulso que chega não é o valor real do AOA, o que causará um certo erro de posicionamento.Atualmente, os principais métodos para eliminar o erro fora da linha de visão são o método Wylie e o método de eliminação de correlação.
4. O impacto do corpo humano na precisão do posicionamento
O principal componente do corpo humano é a água, a água no sinal de pulso sem fio UWB tem um forte efeito de absorção, resultando na atenuação da intensidade do sinal, variando o desvio de informações e afetando o efeito de posicionamento final
5. Impacto do enfraquecimento da penetração do sinal
Qualquer penetração de sinal através de paredes e outras entidades será enfraquecida, o UWB não é exceção.Quando o posicionamento UWB penetra em uma parede de tijolos comum, o sinal será enfraquecido pela metade.Mudanças no tempo de transmissão do sinal devido à penetração na parede também afetarão a precisão do posicionamento.
Devido ao corpo humano, a penetração do sinal provocada pela precisão do impacto é difícil de contornar. A NXP e a empresa alemã LaterationXYZ serão através de soluções inovadoras de layout de sensores para aprimorar a tecnologia UWB, não houve uma exibição específica de resultados inovadores , Só posso ser liberado do site oficial da NXP em artigos técnicos anteriores para fazer especulações relevantes.
Quanto à motivação para melhorar a precisão do UWB, acredito que se trata, antes de tudo, da NXP como o principal player UWB do mundo para lidar com os atuais fabricantes nacionais de inovação em grande escala na situação de ruptura e defesa técnica.Afinal, a atual tecnologia UWB ainda está em um estágio de expansão de desenvolvimento, e o custo, aplicação e escala correspondentes ainda não foram estabilizados. Neste momento, os fabricantes nacionais estão mais preocupados com os produtos UWB o mais rápido possível para pousar e se espalhar, para conquistar o mercado, não tem tempo para se preocupar com a precisão do UWB para melhorar a inovação.A NXP, como um dos principais players na área de UWB, possui um ecossistema de produtos completo, além de muitos anos de arado profundo da força técnica acumulada, mais confortável para realizar a inovação UWB.
Em segundo lugar, a NXP, desta vez em direção ao UWB de nível milimétrico, também vê o potencial infinito do desenvolvimento futuro do UWB e está convencida de que a melhoria da precisão trará novas aplicações ao mercado.
Na minha opinião, a vantagem do UWB continuará a melhorar com o avanço da "nova infra-estrutura" 5G e a expandir ainda mais as suas coordenadas de valor no processo de modernização industrial da capacitação inteligente 5G.
Anteriormente, na rede 2G/3G/4G, os cenários de posicionamento móvel concentravam-se principalmente em chamadas de emergência, acesso legal à localização e outras aplicações, os requisitos de precisão de posicionamento não são altos, com base na precisão de posicionamento grosseira do Cell ID de dezenas de metros a centenas de metros.Embora o 5G use novos métodos de codificação, fusão de feixes, conjuntos de antenas em grande escala, espectro de ondas milimétricas e outras tecnologias, sua grande largura de banda e tecnologia de conjunto de antenas fornecem a base para medição de distância de alta precisão e medição de ângulo de alta precisão.Portanto, outra rodada de sprint UWB no campo de precisão é apoiada pelo histórico da era correspondente, base tecnológica e perspectivas de aplicação suficientes, e esse sprint de precisão UWB pode ser considerado um pré-layout para atender à atualização da inteligência digital.
Que mercados o Millimeter UW abrirá?
Atualmente, a distribuição de UWB no mercado é caracterizada principalmente pela dispersão da extremidade B e pela concentração da extremidade C.Na aplicação, o terminal B tem mais casos de uso e o terminal C tem mais espaço imaginativo para mineração de desempenho.Na minha opinião, esta inovação focada no desempenho de posicionamento consolida as vantagens do UWB no posicionamento preciso, o que não só traz avanços de desempenho para aplicações existentes, mas também cria oportunidades para o UWB abrir novo espaço de aplicação.
No mercado B-end, para parques, fábricas, empresas e outros cenários, o ambiente sem fio de sua área específica é relativamente certo e a precisão do posicionamento pode ser garantida de forma consistente, enquanto tais cenas também mantêm uma demanda estável por percepção de posicionamento precisa, ou se tornará um UWB de nível milimétrico em breve terá como objetivo a vantagem do mercado.
No cenário de mineração, com o avanço da construção inteligente de minas, a solução de fusão de "posicionamento 5G + UWB" pode fazer com que o sistema de mineração inteligente complete o posicionamento em um tempo muito curto, alcançando a combinação perfeita de posicionamento preciso e baixo consumo de energia, e perceber as características de alta precisão, grande capacidade e longo tempo de espera, etc. Ao mesmo tempo, com base na gestão de segurança da mina, pode ser usado para garantir a segurança da mina e a gestão de segurança da mina.Ao mesmo tempo, com base na forte demanda por gerenciamento de segurança em minas, o UWB também será utilizado na gestão diária de pessoal e na pista de automóveis.Actualmente, o país tem uma certa escala de minas de carvão, cerca de 4.000, e a procura média de estações base de cada mina de carvão é de cerca de 100, a partir das quais se pode estimar que a procura total de estações base de minas de carvão é de cerca de 400.000, o número de mineiros de carvão em geral cerca de 4 milhões de pessoas ou mais, de acordo com o rótulo 1 pessoa 1, a demanda por etiquetas UWB é de cerca de 4 milhões ou mais.De acordo com o atual usuário final para comprar um preço de mercado único, o mercado de carvão no mercado de hardware UWB "estação base + etiqueta" é de cerca de 4 bilhões em valor de produção.
Mineração e mineração em cenários semelhantes de alto risco e extração de petróleo, usinas de energia, fábricas de produtos químicos, etc., as necessidades de gerenciamento de segurança para requisitos de precisão de posicionamento são maiores, a precisão de posicionamento UWB para aprimoramento de nível milimétrico ajudará a consolidar suas vantagens nessas áreas.
Em cenários de produção industrial, armazenamento e logística, o UWB tornou-se uma ferramenta para redução de custos e eficiência.Os trabalhadores que usam dispositivos portáteis com tecnologia UWB podem localizar e posicionar várias peças com mais precisão;a construção de um sistema de gerenciamento que integra a tecnologia UWB no gerenciamento de armazéns pode monitorar com precisão todos os tipos de materiais e pessoal em armazéns em tempo real e obter controle de estoque, gerenciamento de pessoal e, ao mesmo tempo, também obter material não tripulado eficiente e livre de erros volume de negócios através de equipamentos AGV, o que pode aumentar significativamente a eficiência da produção.
Além disso, o salto milimétrico do UWB também pode abrir novas aplicações no campo do transporte ferroviário.Atualmente, o sistema de controle ativo do trem depende principalmente do posicionamento por satélite para ser concluído. Para o ambiente de túneis subterrâneos, bem como para arranha-céus urbanos, desfiladeiros e outras cenas, o posicionamento por satélite está sujeito a falhas.A tecnologia UWB no posicionamento e navegação do trem CBTC, coluna para prevenção de colisões e alerta precoce de colisão, parada de precisão do trem, etc., pode fornecer suporte técnico mais confiável para a segurança e controle do transporte ferroviário.Actualmente, este tipo de aplicação na Europa e nos Estados Unidos tem casos de aplicação dispersos.
No mercado de terminais C, o aprimoramento da precisão UWB ao nível milimétrico abrirá novos cenários de aplicação além das chaves digitais para o cenário veicular.Por exemplo, estacionamento com manobrista automático, pagamento automático e assim por diante.Ao mesmo tempo, com base na tecnologia de inteligência artificial, também pode “aprender” os padrões e hábitos de movimento do usuário e melhorar o desempenho da tecnologia de direção automática.
No campo da eletrônica de consumo, o UWB pode se tornar a tecnologia padrão para smartphones sob a onda de interação carro-máquina das chaves digitais do carro.Além de abrir um espaço de aplicação mais amplo para posicionamento e busca de produtos, a melhoria da precisão do UWB também pode abrir um novo espaço de aplicação para cenários de interação de equipamentos.Por exemplo, o alcance preciso do UWB pode controlar com precisão a distância entre os dispositivos, para ajustar a construção da cena de realidade aumentada, para que o jogo, áudio e vídeo tragam uma melhor experiência sensorial.
Horário da postagem: 04/09/2023