Upprunalega: Ulink Media
Höfundur: 旸谷
Nýlega hefur hollenska hálfleiðarafyrirtækið NXP, í samstarfi við þýska fyrirtækið Lateration XYZ, öðlast getu til að ná nákvæmri staðsetningu á millimetrastigi annarra UWB hluta og tækja með því að nota ofurbreiðbandstækni. Þessi nýja lausn býður upp á nýja möguleika fyrir ýmis notkunarsvið sem krefjast nákvæmrar staðsetningar og mælinga, sem markar mikilvæga framþróun í sögu UWB tækniþróunar.
Reyndar hefur núverandi nákvæmni UWB á sentimetrastigi, á sviði staðsetningar, verið náð hratt, og hærri kostnaður við vélbúnað veldur einnig notendum og lausnaaðilum höfuðverk varðandi hvernig eigi að leysa kostnaðar- og dreifingarvandamál. Er það nauðsynlegt að „rúlla“ á millimetrastig á þessum tíma? Og hvaða markaðstækifæri mun UWB á millimetrastigi færa með sér?
Af hverju er erfitt að ná til UWB á millimetrakvarða?
Sem nákvæm, örugg staðsetningar- og mæliaðferð með mikilli nákvæmni getur UWB staðsetning innanhúss í orði kveðnu náð millímetra- eða jafnvel míkrómetra nákvæmni, en í raun hefur hún haldist á sentimetrastigi í langan tíma, aðallega vegna eftirfarandi þátta sem hafa áhrif á raunverulega nákvæmni UWB staðsetningar:
1. Áhrif dreifingarstillingar skynjara á nákvæmni staðsetningar
Í raunverulegu ferli staðsetningarnákvæmnigreiningar þýðir aukning á fjölda skynjara aukningu á umframupplýsingum, og ríkar umframupplýsingar geta enn frekar dregið úr staðsetningarvillunni. Hins vegar eykst staðsetningarnákvæmnin ekki með bestu skynjurunum, og þegar fjöldi skynjara er aukinn upp í ákveðinn fjölda, er framlag til staðsetningarnákvæmninnar ekki mikið með aukningu skynjara. Og aukning á fjölda skynjara þýðir að kostnaður við búnaðinn eykst. Þess vegna er hvernig finna megi jafnvægi milli fjölda skynjara og staðsetningarnákvæmni, og þar með sanngjarna uppsetningu UWB skynjara, áhersla rannsókna á áhrifum uppsetningar skynjara á staðsetningarnákvæmni.
2. Áhrif fjölleiðaráhrifa
UWB ofurbreiðbandsstaðsetningarmerki endurkastast og brotna af umhverfinu, svo sem veggjum, gleri og innanhússhlutum, svo sem skrifborðum, meðan á útbreiðsluferlinu stendur, sem leiðir til fjölleiðaráhrifa. Merkið breytist í seinkun, sveifluvídd og fasa, sem leiðir til orkudýfingar og lækkunar á merkis-til-hávaðahlutfallinu, sem leiðir til þess að fyrsta merkið sem næst er er ekki beint, sem veldur fjarlægðarvillum og minnkaðri staðsetningarnákvæmni. Þess vegna getur áhrifarík bæling á fjölleiðaráhrifunum bætt staðsetningarnákvæmni og núverandi aðferðir til að bæla fjölleiðaráhrif fela aðallega í sér MUSIC, ESPRIT og kantgreiningartækni.
3. Áhrif NLOS
Sjónlínuútbreiðsla (LOS) er fyrsta forsenda þess að tryggja nákvæmni niðurstaðna merkismælinga. Þegar skilyrðin milli staðsetningarmarkmiðs farsíma og stöðvar eru ekki uppfyllt, getur útbreiðsla merkisins aðeins átt sér stað við aðstæður sem eru ekki í sjónlínu, svo sem ljósbrot og ljósbrot. Eins og er endurspeglar tími fyrsta púlsins sem kemur ekki raunverulegt gildi TOA, og stefna fyrsta púlsins sem kemur er ekki raunverulegt gildi AOA, sem veldur ákveðinni staðsetningarvillu. Eins og er eru helstu aðferðirnar til að útrýma villunni sem er ekki í sjónlínu Wylie aðferðin og fylgniútrýmingaraðferðin.
4. Áhrif mannslíkamans á nákvæmni staðsetningar
Aðalþáttur mannslíkamans er vatn, vatn hefur sterka frásogsáhrif á UWB þráðlausa púlsmerkið, sem leiðir til minnkunar á merkisstyrk, frávika í fjarlægðarupplýsingum og hefur áhrif á lokaáhrif staðsetningar.
5. Áhrif veikingar á merkjasendingu
Öll merkjasending í gegnum veggi og aðra hluti verður veikari, UWB er engin undantekning. Þegar UWB staðsetning fer í gegnum venjulegan múrsteinsvegg verður merkið veikara um það bil helming. Breytingar á sendingartíma merkis vegna veggjasendingar munu einnig hafa áhrif á nákvæmni staðsetningar.
Vegna mannslíkamans er erfitt að komast hjá nákvæmni merkja sem myndast vegna áhrifa. NXP og þýska fyrirtækið LaterationXYZ munu bæta UWB tækni með nýstárlegum skynjarauppsetningarlausnum. Engar sérstakar nýjungar hafa verið sýndar og aðeins get ég birt tæknilegar greinar frá opinberu vefsíðu NXP til að gera viðeigandi vangaveltur.
Hvað varðar hvatningu til að bæta nákvæmni UWB, þá tel ég að þetta sé fyrst og fremst NXP sem leiðandi UWB-aðili í heiminum til að takast á við núverandi innlenda framleiðendur stórfelldra nýsköpunar í uppbrotsstöðu og tæknilegri vörn. Núverandi UWB-tækni er jú enn á blómstrandi þróunarstigi og samsvarandi kostnaður, notkun og umfang hefur ekki enn náð stöðugleika. Á þessum tíma hafa innlendir framleiðendur meiri áhyggjur af því að UWB-vörur nái lendingu og dreifingu eins fljótt og auðið er, til að ná markaðnum, og hafa engan tíma til að hugsa um nákvæmni UWB til að bæta nýsköpunina. NXP, sem einn af fremstu aðilum á sviði UWB, hefur heilt vistkerfi vörunnar og margra ára djúpa plægingu á uppsöfnuðum tæknilegum styrk, sem gerir það þægilegra að framkvæma UWB-nýjungar.
Í öðru lagi sér NXP, að þessu sinni í átt að UWB á millimetrastigi, einnig óendanlega möguleika í framtíðarþróun UWB og er sannfært um að aukin nákvæmni muni færa ný forrit á markað.
Að mínu mati mun kostur UWB halda áfram að batna með framþróun 5G „nýrrar innviða“ og auka enn frekar verðmætahnit þess í ferli iðnaðaruppfærslu á 5G snjallstyrkingu.
Áður, í 2G/3G/4G netinu, voru staðsetningaraðstæður farsíma aðallega einbeittar að neyðarköllum, aðgangi að löglegum staðsetningum og öðrum forritum. Kröfur um nákvæmni staðsetningar eru ekki miklar og gróf staðsetningarnákvæmni Cell ID er frá tugum metra upp í hundruð metra. Þó að 5G noti nýjar kóðunaraðferðir, geislasamruna, stórfellda loftnetsfylkingu, millímetrabylgjusvið og aðra tækni, þá veitir stór bandbreidd þess og loftnetsfylkingartækni grunninn að nákvæmri fjarlægðarmælingu og nákvæmri hornmælingu. Þess vegna er önnur umferð UWB-spretts á sviði nákvæmni studd af samsvarandi tímabilsbakgrunni, tæknigrunni og nægilegum notkunarmöguleikum, og þennan UWB-nákvæmnisprett má líta á sem forútgáfu til að mæta uppfærslu stafrænnar greindar.
Hvaða markaði mun Millimetre UW opna?
Eins og er einkennist markaðsdreifing UWB aðallega af dreifingu B-enda og einbeitingu C-enda. Í forritunum hefur B-enda fleiri notkunartilvik og C-enda hefur meira rými fyrir afköstanámu. Að mínu mati sameinar þessi nýjung sem leggur áherslu á staðsetningarafköst kosti UWB í nákvæmri staðsetningu, sem ekki aðeins leiðir til byltingar í afköstum fyrir núverandi forrit heldur skapar einnig tækifæri fyrir UWB til að opna ný forritarými.
Á B-enda markaðnum, fyrir almenningsgarða, verksmiðjur, fyrirtæki og aðrar aðstæður, er þráðlaust umhverfi á tilteknu svæði tiltölulega öruggt og nákvæmni staðsetningar er hægt að tryggja stöðugt, en slíkar aðstæður viðhalda einnig stöðugri eftirspurn eftir nákvæmri staðsetningarskynjun, eða verða millimetra-stigs UWB sem mun brátt miða að því að nýta markaðinn.
Í námuvinnslu, með framþróun snjallrar námuvinnslu, getur samrunalausnin „5G+UWB staðsetningar“ gert snjalla námuvinnslukerfið kleift að staðsetja á mjög skömmum tíma, ná fram fullkominni samsetningu nákvæmrar staðsetningar og lágrar orkunotkunar og ná fram eiginleikum mikillar nákvæmni, mikillar afkastagetu og langs biðtíma o.s.frv. Á sama tíma, byggt á öryggisstjórnun námunnar, er hægt að nota það til að tryggja öryggi námunnar og öryggisstjórnun námunnar. Á sama tíma, byggt á mikilli eftirspurn eftir öryggisstjórnun námunnar, verður UWB einnig notað í daglegri stjórnun starfsmanna og bílabrauta. Eins og er eru um 4000 kolanámur í landinu og meðaleftirspurn eftir hverri kolanámustöð er um 100, sem má áætla að heildareftirspurn eftir kolanámustöðvum sé um 400.000, fjöldi kolanámuverkamanna í heildina um 4 milljónir manna, samkvæmt 1 manns 1 merki, eftirspurn eftir UWB merkjum um 4 milljónir. Samkvæmt núverandi kaupverði á einum markaði er kolamarkaðurinn á UWB "stöðvastöð + merki" vélbúnaðarmarkaði um 4 milljarðar í framleiðsluverðmæti.
Námuvinnsla og önnur áhættusöm svið eins og olíuvinnsla, virkjanir, efnaverksmiðjur o.s.frv. krefst aukinnar öryggisstjórnunar vegna nákvæmni staðsetningar. Aukin nákvæmni UWB staðsetningar upp á millimetra mun hjálpa til við að styrkja kosti þess á slíkum sviðum.
Í iðnaðarframleiðslu, vöruhúsum og flutningum hefur UWB orðið tæki til að draga úr kostnaði og auka skilvirkni. Starfsmenn sem nota handtæki með UWB tækni geta staðsett og komið fyrir ýmsum hlutum með nákvæmari hætti; smíði stjórnunarkerfis sem samþættir UWB tækni í vöruhúsastjórnun getur fylgst nákvæmlega með alls kyns efni og starfsfólki í vöruhúsum í rauntíma og náð birgðastjórnun, starfsmannastjórnun og á sama tíma einnig skilvirkri og villulausri ómönnuðum efnisveltu með AGV búnaði, sem getur aukið framleiðsluhagkvæmni til muna.
Auk þess getur millimetra stökk UWB einnig opnað nýjar notkunarmöguleika á sviði járnbrautarflutninga. Eins og er byggir virkt stjórnkerfi lestarinnar aðallega á gervihnattastaðsetningu til að ljúka ferlinu, og bæði í neðanjarðargöngum og í háhýsum í þéttbýli, gljúfrum og öðrum svæðum er gervihnattastaðsetning viðkvæm fyrir bilunum. UWB tækni í CBTC staðsetningu og leiðsögn lestarinnar, árekstrarvarnakerfi og snemmbúin viðvörun um árekstra, nákvæmni stöðvun lestar o.s.frv., getur veitt áreiðanlegri tæknilega aðstoð við öryggi og stjórnun járnbrautarflutninga. Eins og er eru slík notkunartilvik dreifð í Evrópu og Bandaríkjunum.
Á markaði C-terminals mun aukin nákvæmni UWB niður á millimetrastig opna nýjar notkunarmöguleika fyrir utan stafræna lykla fyrir ökutæki. Til dæmis sjálfvirk bílastæði með þjónustu, sjálfvirkar greiðslur og svo framvegis. Á sama tíma, byggt á gervigreindartækni, er einnig hægt að „læra“ hreyfimynstur og venjur notandans og bæta afköst sjálfvirkrar aksturstækni.
Á sviði neytendatækja gæti UWB orðið staðlað tækni fyrir snjallsíma í kjölfar aukinnar samspils bíla og véla með stafrænum bíllyklum. Auk þess að opna breiðara notkunarsvið fyrir staðsetningu og leit að vörum, getur nákvæmni UWB einnig opnað ný notkunarsvið fyrir samskipti við búnað. Til dæmis getur nákvæm drægni UWB stjórnað fjarlægðinni milli tækja nákvæmlega, aðlagað uppbyggingu aukinnar veruleika, fyrir leiki, hljóð og myndband til að veita betri skynjunarupplifun.
Birtingartími: 4. september 2023