اصل: Ulink Media
نویسنده: 旸谷
اخیراً شرکت نیمه هادی هلندی NXP با همکاری شرکت آلمانی Lateration XYZ، توانایی دستیابی به موقعیت یابی دقیق در سطح میلی متری سایر اقلام و دستگاه های UWB را با استفاده از فناوری باند فوق العاده به دست آورده است. این راه حل جدید امکانات جدیدی را برای سناریوهای کاربردی مختلف به ارمغان می آورد که نیاز به موقعیت یابی و ردیابی دقیق دارند و پیشرفت اساسی در تاریخ توسعه فناوری UWB را نشان می دهد.
در واقع، دقت فعلی در سطح سانتی‌متری UWB، در زمینه موقعیت‌یابی به سرعت انجام شده است و هزینه‌های بالاتر سخت‌افزار نیز دردسرهایی را برای کاربران و ارائه‌دهندگان راه‌حل در مورد چگونگی حل مشکلات هزینه و استقرار ایجاد می‌کند. در این زمان "غلت" به سطح میلی متر، آیا لازم است؟ و UWB در سطح میلیمتری چه فرصت‌هایی برای بازار به ارمغان خواهد آورد؟
چرا دسترسی به UWB در مقیاس میلیمتری سخت است؟
به عنوان یک روش با دقت بالا، با دقت بالا، موقعیت یابی و محدوده با امنیت بالا، موقعیت یابی داخلی UWB از نظر تئوری می تواند به دقت میلی متر یا حتی میکرومتر برسد، اما در استقرار واقعی، برای مدت طولانی در سطح سانتی متر باقی مانده است، عمدتاً به دلیل به عوامل زیر که بر دقت واقعی موقعیت یابی UWB تأثیر می گذارد:
1. تاثیر حالت استقرار سنسور بر دقت موقعیت یابی
در فرآیند حل دقت موقعیت یابی واقعی، افزایش تعداد حسگرها به معنای افزایش اطلاعات اضافی است و اطلاعات اضافی غنی می تواند خطای موقعیت یابی را کاهش دهد. با این حال، دقت موقعیت یابی با بهترین سنسورها افزایش نمی یابد و زمانی که تعداد سنسورها به تعداد معینی افزایش می یابد، سهم دقت موقعیت یابی با افزایش سنسورها زیاد نیست. و افزایش تعداد سنسورها به معنای افزایش هزینه تجهیزات است. بنابراین، چگونگی یافتن تعادل بین تعداد سنسورها و دقت موقعیت‌یابی، و در نتیجه استقرار منطقی حسگرهای UWB، تمرکز تحقیقات در مورد تأثیر استقرار سنسور بر دقت موقعیت‌یابی است.
2. تأثیر اثر چند مسیره
سیگنال‌های موقعیت‌یابی UWB با پهنای باند فوق‌العاده توسط محیط اطراف مانند دیوارها، شیشه‌ها و اجسام داخلی مانند دسک‌تاپ در طول فرآیند انتشار منعکس و شکسته می‌شوند و در نتیجه اثرات چند مسیری ایجاد می‌شوند. تغییرات سیگنال در تاخیر، دامنه و فاز، که منجر به تضعیف انرژی و کاهش نسبت سیگنال به نویز می‌شود، که منجر به این واقعیت می‌شود که اولین سیگنال رسیده مستقیم نیست و باعث خطاهای محدوده و کاهش دقت موقعیت‌یابی می‌شود. . بنابراین، سرکوب موثر اثر چند مسیری می‌تواند دقت موقعیت‌یابی را بهبود بخشد و روش‌های فعلی برای سرکوب چند مسیری عمدتاً شامل تکنیک‌های MUSIC، ESPRIT و تشخیص لبه است.
3. تاثیر NLOS
انتشار خط دید (LOS) اولین و پیش نیاز برای اطمینان از صحت نتایج اندازه گیری سیگنال است، زمانی که شرایط بین هدف موقعیت یابی متحرک و ایستگاه پایه برآورده نشود، انتشار سیگنال فقط می تواند انجام شود. تحت شرایط غیر خط دید مانند شکست و پراش تکمیل می شود. در این زمان، زمان اولین پالس رسیدن، مقدار واقعی TOA را نشان نمی دهد و جهت اولین پالس رسیدن، مقدار واقعی AOA نیست، که باعث خطای موقعیت یابی خاص می شود. در حال حاضر روش های اصلی برای رفع خطای غیر خط دید، روش ویلی و روش حذف همبستگی است.
4. تاثیر بدن انسان بر دقت موقعیت یابی
جزء اصلی بدن انسان آب است، آب روی سیگنال پالس بی‌سیم UWB دارای اثر جذب قوی است که منجر به تضعیف قدرت سیگنال، انحراف اطلاعات محدوده و تأثیر موقعیت‌یابی نهایی می‌شود.
5. تاثیر تضعیف نفوذ سیگنال
هر گونه نفوذ سیگنال از طریق دیوارها و سایر نهادها ضعیف خواهد شد، UWB نیز از این قاعده مستثنی نیست. هنگامی که موقعیت UWB به یک دیوار آجری معمولی نفوذ می کند، سیگنال تقریباً به نصف ضعیف می شود. تغییرات در زمان انتقال سیگنال به دلیل نفوذ دیوار نیز بر دقت موقعیت یابی تأثیر می گذارد.
با توجه به بدن انسان، دور زدن نفوذ سیگنال ناشی از دقت ضربه دشوار است، NXP و شرکت آلمانی LaterationXYZ از طریق راه‌حل‌های طرح‌بندی حسگر نوآورانه برای ارتقای فناوری UWB خواهند بود، نمایش خاصی از نتایج نوآورانه وجود ندارد. ، من فقط می توانم از وب سایت رسمی مقالات فنی گذشته NXP آزاد شوم تا حدس و گمان های مربوطه را انجام دهم.
در مورد انگیزه بهبود دقت UWB، من معتقدم که این اول از همه NXP به عنوان بازیکن پیشرو UWB در جهان برای مقابله با سازندگان داخلی فعلی نوآوری در مقیاس بزرگ در وضعیت شکست و دفاع فنی است. از این گذشته، فناوری فعلی UWB هنوز در مرحله پررونق توسعه است و هزینه، کاربرد و مقیاس مربوطه هنوز تثبیت نشده است، در این زمان، تولیدکنندگان داخلی بیشتر نگران محصولات UWB هستند که در اسرع وقت فرود آیند. و گسترش، برای به دست گرفتن بازار، هیچ زمانی برای اهمیت دادن به دقت UWB برای بهبود نوآوری ندارند. NXP، به عنوان یکی از بازیکنان برتر در زمینه UWB، دارای یک اکوسیستم کامل محصول و همچنین چندین سال شخم زدن عمیق از قدرت فنی انباشته شده است که برای انجام نوآوری UWB راحت تر است.
ثانیا، NXP این بار به سمت UWB سطح میلی متری، همچنین پتانسیل بی نهایت توسعه آینده UWB را می بیند و متقاعد شده است که بهبود دقت، برنامه های کاربردی جدیدی را به بازار خواهد آورد.
به نظر من، وضعیت صعودی UWB با پیشرفت "زیرساخت جدید" 5G به بهبود ادامه خواهد داد و مختصات ارزشی آن را در روند ارتقای صنعتی توانمندسازی هوشمند 5G گسترش خواهد داد.
پیش از این، در شبکه 2G/3G/4G، سناریوهای موقعیت یابی تلفن همراه عمدتاً بر تماس های اضطراری، دسترسی قانونی به مکان و سایر برنامه ها متمرکز بود، الزامات دقت موقعیت یابی بالا نیست، بر اساس دقت موقعیت یابی درشت از چند ده متر تا صدها متر در حالی که 5G از روش‌های کدگذاری جدید، همجوشی پرتو، آرایه‌های آنتن در مقیاس بزرگ، طیف موج میلیمتری و فناوری‌های دیگر استفاده می‌کند، پهنای باند بزرگ و فناوری آرایه آنتن آن، مبنایی را برای اندازه‌گیری فاصله با دقت بالا و اندازه‌گیری زاویه با دقت بالا فراهم می‌کند. بنابراین، دور دیگری از سرعت UWB در زمینه دقت توسط پیشینه دوره مربوطه، پایه فناوری و چشم‌اندازهای کاربردی کافی پشتیبانی می‌شود و این سرعت سرعت UWB می‌تواند به عنوان پیش‌آرایی برای پاسخگویی به ارتقای هوش دیجیتال در نظر گرفته شود.
میلی متر UW چه بازارهایی را باز خواهد کرد؟
در حال حاضر، توزیع بازار UWB عمدتاً با پراکندگی B-end و غلظت C-end مشخص می شود. در برنامه، B-end موارد استفاده بیشتری دارد و C-end فضای تخیلی بیشتری برای استخراج عملکرد دارد. به نظر من، این نوآوری با تمرکز بر عملکرد موقعیت‌یابی، مزایای UWB در موقعیت‌یابی دقیق را تثبیت می‌کند، که نه تنها پیشرفت‌های عملکردی را برای برنامه‌های موجود به ارمغان می‌آورد، بلکه فرصت‌هایی را برای UWB ایجاد می‌کند تا فضای اپلیکیشن جدید را باز کند.
در بازار B-end، برای پارک‌ها، کارخانه‌ها، شرکت‌ها و سایر سناریوها، محیط بی‌سیم منطقه خاص آن نسبتاً مشخص است، و دقت موقعیت‌یابی را می‌توان به طور مداوم تضمین کرد، در حالی که چنین صحنه‌هایی همچنین تقاضای پایدار برای درک موقعیت‌یابی دقیق را حفظ می‌کنند. یا تبدیل به یک UWB در سطح میلی متری خواهد شد که به زودی به نفع بازار خواهد بود.
در سناریوی ماینینگ، با پیشرفت ساخت و ساز هوشمند معدن، راه حل تلفیقی "موقعیت یابی 5G+UWB" می تواند سیستم استخراج هوشمند را در مدت زمان بسیار کوتاهی موقعیت یابی کامل کند، به ترکیبی عالی از موقعیت یابی دقیق و مصرف انرژی کم دست یابد و ویژگی های دقت بالا، ظرفیت زیاد و زمان آماده به کار طولانی و غیره را درک کنید. در عین حال، بر اساس مدیریت ایمنی معدن، می توان از آن برای اطمینان از ایمنی معدن و مدیریت ایمنی معدن استفاده کرد. در عین حال، بر اساس تقاضای سخت برای مدیریت ایمنی معدن، UWB همچنین در مدیریت روزانه پرسنل و مسیر اتومبیل استفاده خواهد شد. در حال حاضر، این کشور دارای مقیاس معینی از معادن زغال سنگ حدود 4000 یا بیشتر است و میانگین تقاضا برای هر ایستگاه پایه معدن زغال سنگ حدود 100 یا بیشتر است که از آن می توان برآورد کرد که کل تقاضا برای ایستگاه پایه معدن زغال سنگ حدودا 400000، تعداد کارگران معدن زغال سنگ به طور کلی حدود 4 میلیون نفر یا بیشتر، با توجه به برچسب 1 شخص 1، تقاضا برای برچسب های UWB حدود 4 میلیون یا بیشتر است. با توجه به کاربر نهایی فعلی برای خرید یک قیمت بازار واحد، بازار زغال سنگ در بازار سخت افزار "ایستگاه پایه + برچسب" UWB حدود 4 میلیارد ارزش تولید دارد.
سناریوهای مشابه با ریسک بالا و استخراج نفت، نیروگاه ها، نیروگاه های شیمیایی و غیره استخراج و استخراج معدن، نیازهای مدیریت ایمنی برای الزامات دقت موقعیت یابی بالاتر است، دقت موقعیت یابی UWB تا افزایش سطح میلی متری به تثبیت مزایای آن در چنین مناطقی کمک می کند.
در سناریوهای تولید صنعتی، انبارداری و لجستیک، UWB به ابزاری برای کاهش هزینه و کارایی تبدیل شده است. کارگرانی که از دستگاه‌های دستی با فناوری UWB استفاده می‌کنند، می‌توانند قطعات مختلف را با دقت بیشتری مکان‌یابی و قرار دهند. ساخت یک سیستم مدیریتی که فناوری UWB را در مدیریت انبار ادغام می کند، می تواند انواع مواد و پرسنل انبارها را در زمان واقعی نظارت کند و به کنترل موجودی، مدیریت پرسنل دست یابد و در عین حال به مواد بدون سرنشین کارآمد و بدون خطا دست یابد. گردش مالی از طریق تجهیزات AGV، که می تواند تا حد زیادی کارایی تولید را افزایش دهد.
علاوه بر این، جهش میلی متری UWB همچنین می تواند کاربردهای جدیدی را در زمینه حمل و نقل ریلی باز کند. در حال حاضر، سیستم کنترل فعال قطار عمدتاً برای تکمیل موقعیت‌یابی ماهواره‌ای متکی است، برای محیط تونل زیرزمینی و همچنین ساختمان‌های مرتفع شهری، دره‌ها و سایر صحنه‌ها، موقعیت‌یابی ماهواره‌ای مستعد شکست است. فناوری UWB در موقعیت یابی و ناوبری CBTC قطار، ستون در جلوگیری از برخورد و هشدار اولیه برخورد، توقف دقیق قطار و غیره، می تواند پشتیبانی فنی قابل اعتمادتری را برای ایمنی و کنترل حمل و نقل ریلی فراهم کند. در حال حاضر این نوع اپلیکیشن در اروپا و آمریکا دارای موارد کاربردی پراکنده ای است.
در بازار ترمینال C، افزایش دقت UWB تا سطح میلی متر، سناریوهای کاربردی جدیدی به جز کلیدهای دیجیتال را برای صحنه خودرو باز می کند. به عنوان مثال، پارکینگ اتوماتیک، پرداخت خودکار و غیره. در عین حال، بر اساس فناوری هوش مصنوعی، همچنین می تواند الگوهای حرکتی و عادات کاربر را "یاد بگیرد" و عملکرد فناوری رانندگی خودکار را بهبود بخشد.
در زمینه لوازم الکترونیکی مصرفی، UWB ممکن است تحت موج تعامل ماشین و ماشین کلیدهای دیجیتال ماشین تبدیل به فناوری استاندارد برای تلفن های هوشمند شود. بهبود دقت UWB علاوه بر باز کردن فضای کاربردی گسترده‌تر برای موقعیت‌یابی و جستجوی محصولات، می‌تواند فضای کاربردی جدیدی را برای سناریوهای تعامل تجهیزات باز کند. به عنوان مثال، برد دقیق UWB می‌تواند فاصله بین دستگاه‌ها را به دقت کنترل کند تا ساختار صحنه واقعیت افزوده را تنظیم کند، تا بازی، صدا و ویدئو تجربه حسی بهتری را به ارمغان بیاورد.
زمان ارسال: سپتامبر-04-2023