Оригинал: Юлинк Медиа
Автор: 旸谷
Недавно голландская полупроводниковая компания NXP в сотрудничестве с немецкой компанией Lateration XYZ получила возможность достигать точности позиционирования других СШП-элементов и устройств с точностью до миллиметра, используя сверхширокополосную технологию.Это новое решение открывает новые возможности для различных сценариев применения, требующих точного позиционирования и отслеживания, что знаменует собой важный прогресс в истории развития технологии СШП.
Фактически, текущая точность UWB на уровне сантиметра в области позиционирования была достигнута быстро, а более высокая стоимость оборудования также вызывает у пользователей и поставщиков решений головную боль по поводу того, как решить проблемы стоимости и развертывания.В этот раз "раскатиться" до уровня миллиметра, нужно ли это?Какие рыночные возможности откроет СШП миллиметрового уровня?
Почему трудно достичь СШП миллиметрового масштаба?
Будучи высокоточным, высокоточным, безопасным методом позиционирования и определения дальности, СШП-позиционирование в помещении теоретически может достигать точности до миллиметра или даже микрометра, но в реальных условиях оно долгое время оставалось на уровне сантиметра, главным образом из-за на следующие факторы, влияющие на фактическую точность позиционирования СШП:
1. Влияние режима развертывания датчика на точность позиционирования
В реальном процессе определения точности позиционирования увеличение количества датчиков означает увеличение избыточной информации, а богатая избыточная информация может еще больше уменьшить ошибку позиционирования.Однако точность позиционирования не увеличивается с использованием лучших датчиков, и когда количество датчиков увеличивается до определенного количества, вклад в точность позиционирования при увеличении количества датчиков невелик.А увеличение количества датчиков означает увеличение стоимости оборудования.Поэтому вопрос о том, как найти баланс между количеством датчиков и точностью позиционирования и, следовательно, разумным развертыванием СШП-датчиков, находится в центре внимания исследований влияния развертывания датчиков на точность позиционирования.
2. Влияние эффекта многолучевости
Сверхширокополосные сигналы позиционирования UWB в процессе распространения отражаются и преломляются окружающей средой, такой как стены, стекло и внутренние объекты, такие как настольные компьютеры, что приводит к эффекту многолучевого распространения.Сигнал изменяется по задержке, амплитуде и фазе, что приводит к затуханию энергии и уменьшению отношения сигнал/шум, что приводит к тому, что первый дошедший сигнал не является прямым, что приводит к ошибкам дальности и снижению точности позиционирования. .Таким образом, эффективное подавление эффекта многолучевого распространения может повысить точность позиционирования, а современные методы подавления многолучевого распространения в основном включают методы MUSIC, ESPRIT и методы обнаружения границ.
3. Влияние NLOS
Распространение по прямой видимости (LOS) является первым и обязательным условием для обеспечения точности результатов измерения сигнала. Когда условия между целью мобильного позиционирования и базовой станцией не могут быть выполнены, распространение сигнала может быть только завершено в условиях отсутствия прямой видимости, таких как рефракция и дифракция.В это время время первого приходящего импульса не представляет реального значения TOA, а направление первого приходящего импульса не является реальным значением AOA, что приведет к определенной ошибке позиционирования.В настоящее время основными методами устранения ошибки непрямолинейности являются метод Уайли и метод корреляционного устранения.
4. Влияние человеческого тела на точность позиционирования
Основным компонентом человеческого тела является вода, вода в беспроводном импульсном сигнале СШП имеет сильный эффект поглощения, что приводит к ослаблению мощности сигнала, отклонению информации о дальности и влиянию на окончательный эффект позиционирования.
5. Влияние ослабления проникновения сигнала
Любое проникновение сигнала через стены и другие объекты будет ослаблено, СШП не является исключением.Когда СШП-позиционирование проникает сквозь обычную кирпичную стену, сигнал ослабляется примерно вдвое.Изменения времени передачи сигнала из-за проникновения в стену также повлияют на точность позиционирования.
Из-за человеческого тела проникновение сигнала, вызванное точностью удара, трудно обойти. NXP и немецкая компания LaterationXYZ будут использовать инновационные решения по компоновке датчиков для улучшения технологии UWB, конкретного показа инновационных результатов не было. , я могу только выпустить с официального сайта NXP прошлые технические статьи, чтобы высказать соответствующие предположения.
Что касается мотивации к повышению точности СШП, я считаю, что это, прежде всего, NXP как ведущий мировой игрок СШП в борьбе с нынешними отечественными производителями крупномасштабных инноваций в ситуации прорыва и технической защиты.В конце концов, текущая технология СШП все еще находится на стадии бурного развития, и соответствующая стоимость, применение и масштаб еще не стабилизировались, в настоящее время отечественные производители больше озабочены тем, чтобы продукты СШП как можно скорее высадились на землю. и распространение, чтобы захватить рынок, не имеют времени заботиться о точности UWB, чтобы улучшить инновации.NXP, как один из ведущих игроков в области СШП, имеет полную экосистему продуктов, а также многолетний опыт глубокого изучения накопленной технической мощи, более удобной для внедрения инноваций СШП.
Во-вторых, NXP, на этот раз в сторону СШП миллиметрового уровня, также видит безграничный потенциал будущего развития СШП и убеждена, что повышение точности приведет к появлению на рынке новых приложений.
По моему мнению, потенциал UWB будет продолжать улучшаться по мере развития «новой инфраструктуры» 5G и дальнейшего расширения ее ценностных координат в процессе промышленной модернизации интеллектуальных возможностей 5G.
Раньше в сети 2G/3G/4G сценарии мобильного позиционирования были в основном ориентированы на экстренные вызовы, легальный доступ к местоположению и другие приложения, требования к точности позиционирования не высоки, на основе грубого позиционирования Cell ID точность от десятков метров до сотен. метров.В то время как 5G использует новые методы кодирования, объединение лучей, крупномасштабные антенные решетки, спектр миллиметровых волн и другие технологии, его технология широкой полосы пропускания и антенных решеток обеспечивает основу для высокоточного измерения расстояния и высокоточного измерения угла.Таким образом, еще один раунд спринта СШП в области точности поддерживается соответствующей эпохой, технологической основой и достаточными перспективами применения, и этот спринт СШП точности можно рассматривать как предварительную планировку для обновления цифрового интеллекта.
Какие рынки откроет Millimeter UW?
В настоящее время рыночное распределение СШП в основном характеризуется дисперсией B-конца и концентрацией C-конца.В приложении B-конец имеет больше вариантов использования, а C-конец имеет больше творческого пространства для анализа производительности.По моему мнению, это нововведение, направленное на производительность позиционирования, консолидирует преимущества СШП в точном позиционировании, что не только обеспечивает прорыв в производительности существующих приложений, но и создает возможности для СШП открыть пространство для новых приложений.
На рынке B-конца для парков, фабрик, предприятий и других сценариев беспроводная среда в конкретной области относительно определена, и точность позиционирования может быть постоянно гарантирована, в то время как такие сцены также поддерживают стабильный спрос на точное восприятие позиционирования. или станет СШП миллиметрового уровня, вскоре будет нацелен на преимущество рынка.
В сценарии горнодобывающей промышленности, с развитием интеллектуального строительства шахт, объединенное решение «5G + СШП-позиционирование» может обеспечить полное позиционирование интеллектуальной системы горнодобывающей промышленности за очень короткое время, достичь идеального сочетания точного позиционирования и низкого энергопотребления, а также реализовать характеристики высокой точности, большой мощности, длительного времени ожидания и т. д. В то же время, основываясь на управлении безопасностью шахты, его можно использовать для обеспечения безопасности шахты и управления безопасностью шахты.В то же время, учитывая жесткие требования к управлению безопасностью на шахтах, СШП также будет использоваться для повседневного управления персоналом и автомобильным транспортом.В настоящее время в стране имеется определенное количество угольных шахт, около 4000 или около того, а средний спрос на базовую станцию каждой угольной шахты составляет около 100 или около того, из чего можно оценить, что общий спрос на базовую станцию угольной шахты составляет около 400 000, общее количество шахтеров около 4 миллионов человек или около того, по данным 1 человека 1, спрос на СШП составляет около 4 миллионов или около того.По данным текущего конечного пользователя, который покупает единую рыночную цену, рынок угля на рынке оборудования UWB «базовая станция + метка» составляет около 4 миллиардов долларов по выходной стоимости.
Горнодобывающая промышленность и горнодобывающая промышленность, аналогичные сценарии высокого риска, а также добыча нефти, электростанции, химические заводы и т. д., потребности в управлении безопасностью для требований к точности позиционирования выше, повышение точности позиционирования UWB до уровня миллиметра поможет укрепить свои преимущества в таких областях.
В промышленном производстве, складировании и логистике СШП стал инструментом снижения затрат и повышения эффективности.Работники, использующие портативные устройства с технологией UWB, могут более точно находить и размещать различные детали;построение системы управления, интегрирующей технологию UWB в управление складами, позволяет точно отслеживать все виды материалов и персонала на складах в режиме реального времени, а также обеспечивать контроль запасов, управление персоналом и в то же время также обеспечивать эффективное и безошибочное использование беспилотных материалов. оборот через оборудование AGV, которое может значительно повысить эффективность производства.
Кроме того, скачок СШП на миллиметр может открыть новые возможности применения в области железнодорожного транспорта.В настоящее время система активного управления поездом в основном полагается на спутниковое позиционирование. Для подземных туннелей, а также для городских высотных зданий, каньонов и других сцен спутниковое позиционирование склонно к сбоям.Технология UWB в позиционировании и навигации поезда CBTC, предотвращение столкновений колонны и раннее предупреждение о столкновении, точная остановка поезда и т. д. могут обеспечить более надежную техническую поддержку для безопасности и контроля железнодорожного транспорта.В настоящее время такого рода приложения в Европе и США имеют разбросанные случаи применения.
На рынке C-терминалов повышение точности UWB до миллиметра откроет новые сценарии применения, помимо цифровых ключей для транспортных средств.Например, автоматическая парковка, автоматическая оплата и так далее.В то же время, на основе технологии искусственного интеллекта, можно также «изучить» модели движения и привычки пользователя, а также улучшить производительность технологии автоматического вождения.
В сфере бытовой электроники СШП может стать стандартной технологией для смартфонов на волне автомобильно-машинного взаимодействия цифровых автомобильных ключей.Помимо открытия более широкого пространства приложений для позиционирования и поиска продуктов, повышение точности СШП может также открыть новые возможности для сценариев взаимодействия оборудования.Например, точный диапазон UWB позволяет точно контролировать расстояние между устройствами, корректировать построение сцены дополненной реальности, а также игру, аудио и видео, чтобы обеспечить лучшее сенсорное восприятие.
Время публикации: 04 сентября 2023 г.