Original: Ulink Media
Autor: 旸谷
Recientemente, la empresa holandesa de semiconductores NXP, en colaboración con la empresa alemana Lateration XYZ, ha obtenido la capacidad de lograr un posicionamiento de precisión milimétrica de otros elementos y dispositivos UWB utilizando tecnología de banda ultraancha. Esta nueva solución ofrece nuevas posibilidades para diversos escenarios de aplicaciones que requieren un posicionamiento y seguimiento precisos, lo que marca un avance esencial en la historia del desarrollo de la tecnología UWB.
De hecho, la precisión centimétrica actual de UWB en el campo del posicionamiento se ha logrado rápidamente, y el mayor costo del hardware también genera dolores de cabeza a los usuarios y proveedores de soluciones sobre cómo resolver el costo y las dificultades de implementación. En este momento "rodar" al nivel milimétrico, ¿es necesario? ¿Y qué oportunidades de mercado traerá la UWB de nivel milimétrico?
¿Por qué es difícil alcanzar UWB a escala milimétrica?
Como método de posicionamiento y alcance de alta precisión, alta seguridad y alta precisión, el posicionamiento en interiores UWB puede alcanzar teóricamente una precisión milimétrica o incluso micrométrica, pero en la implementación real, se ha mantenido en el nivel de centímetros durante mucho tiempo, principalmente debido a a los siguientes factores que afectan la precisión real del posicionamiento UWB:
1. El impacto del modo de implementación del sensor en la precisión del posicionamiento
En el proceso real de resolución de precisión de posicionamiento, el aumento en la cantidad de sensores significa un aumento de información redundante, y la rica información redundante puede reducir aún más el error de posicionamiento. Sin embargo, la precisión de posicionamiento no aumenta con los mejores sensores, y cuando el número de sensores aumenta a un cierto número, la contribución a la precisión de posicionamiento no es grande con el aumento de sensores. Y el aumento en el número de sensores significa que aumenta el costo del equipo. Por lo tanto, cómo encontrar un equilibrio entre la cantidad de sensores y la precisión del posicionamiento y, por lo tanto, un despliegue razonable de sensores UWB, es el foco de la investigación sobre el impacto del despliegue de sensores en la precisión del posicionamiento.
2. Influencia del efecto multitrayecto
Las señales de posicionamiento de banda ultraancha UWB son reflejadas y refractadas por el entorno circundante, como paredes, vidrio y objetos interiores, como escritorios, durante el proceso de propagación, lo que genera efectos de trayectorias múltiples. La señal cambia en retardo, amplitud y fase, lo que resulta en una atenuación de energía y una disminución en la relación señal-ruido, lo que lleva al hecho de que la primera señal alcanzada no es directa, causando errores de alcance y una disminución en la precisión de posicionamiento. . Por lo tanto, la supresión efectiva del efecto de trayectorias múltiples puede mejorar la precisión del posicionamiento, y los métodos actuales para suprimir las trayectorias múltiples incluyen principalmente técnicas de detección de bordes MUSIC, ESPRIT y.
3. Impacto de la NLOS
La propagación de línea de visión (LOS) es el primer y prerrequisito para garantizar la precisión de los resultados de la medición de la señal; cuando las condiciones entre el objetivo de posicionamiento móvil y la estación base no se pueden cumplir, la propagación de la señal solo puede ser completado en condiciones sin línea de visión, como refracción y difracción. En este momento, el tiempo del primer pulso que llega no representa el valor real de TOA y la dirección del primer pulso que llega no es el valor real de AOA, lo que provocará un cierto error de posicionamiento. En la actualidad, los principales métodos para eliminar el error fuera de la línea de visión son el método de Wylie y el método de eliminación de correlación.
4. El impacto del cuerpo humano en la precisión del posicionamiento.
El componente principal del cuerpo humano es el agua, el agua en la señal de pulso inalámbrico UWB tiene un fuerte efecto de absorción, lo que resulta en una atenuación de la intensidad de la señal, desviación de la información y afecta el efecto de posicionamiento final.
5. Impacto del debilitamiento de la penetración de la señal
Cualquier penetración de señal a través de paredes y otras entidades se verá debilitada, UWB no es una excepción. Cuando el posicionamiento UWB atraviesa una pared de ladrillos normal, la señal se debilitará aproximadamente a la mitad. Los cambios en el tiempo de transmisión de la señal debido a la penetración de la pared también afectarán la precisión del posicionamiento.
Debido al cuerpo humano, la penetración de la señal provocada por la precisión del impacto es difícil de eludir. NXP y la compañía alemana LaterationXYZ utilizarán soluciones innovadoras de diseño de sensores para mejorar la tecnología UWB, no ha habido una muestra específica de resultados innovadores. Solo puedo liberarme del sitio web oficial de NXP en artículos técnicos anteriores para hacer especulaciones relevantes.
En cuanto a la motivación para mejorar la precisión de UWB, creo que, en primer lugar, NXP como el principal jugador de UWB del mundo se ocupa de los actuales fabricantes nacionales de innovación a gran escala en la situación de ruptura y defensa técnica. Después de todo, la tecnología UWB actual todavía se encuentra en una etapa de desarrollo en auge, y el costo, la aplicación y la escala correspondientes aún no se han estabilizado. En este momento, los fabricantes nacionales están más preocupados por que los productos UWB lleguen lo antes posible. y difundirse, para apoderarse del mercado, no tienen tiempo para preocuparse por la precisión de UWB para mejorar la innovación. NXP, como uno de los principales actores en el campo de UWB, tiene un ecosistema de productos completo, así como muchos años de profundo desarrollo de la fuerza técnica acumulada, lo que hace que sea más cómodo llevar a cabo la innovación UWB.
En segundo lugar, NXP esta vez hacia UWB de nivel milimétrico, también ve el potencial infinito del desarrollo futuro de UWB y está convencido de que la mejora de la precisión traerá nuevas aplicaciones al mercado.
En mi opinión, las ventajas de UWB seguirán mejorando con el avance de la "nueva infraestructura" 5G y ampliarán aún más sus coordenadas de valor en el proceso de modernización industrial del empoderamiento inteligente 5G.
Anteriormente, en la red 2G/3G/4G, los escenarios de posicionamiento móvil se centraban principalmente en llamadas de emergencia, acceso a ubicación legal y otras aplicaciones, los requisitos de precisión de posicionamiento no son altos, según la precisión de posicionamiento aproximado de Cell ID desde decenas de metros hasta cientos. de metros. Si bien 5G utiliza nuevos métodos de codificación, fusión de haces, conjuntos de antenas a gran escala, espectro de ondas milimétricas y otras tecnologías, su gran ancho de banda y tecnología de conjunto de antenas proporcionan la base para la medición de distancias y ángulos de alta precisión. Por lo tanto, otra ronda de sprint de UWB en el campo de la precisión está respaldada por los antecedentes de la era correspondiente, la base tecnológica y las perspectivas de aplicación suficientes, y este sprint de precisión de UWB puede considerarse como un diseño previo para cumplir con la actualización de la inteligencia digital.
¿Qué mercados abrirá Millimeter UW?
Actualmente, la distribución del mercado de UWB se caracteriza principalmente por la dispersión del extremo B y la concentración del extremo C. En la aplicación, el extremo B tiene más casos de uso y el extremo C tiene más espacio imaginativo para la minería de rendimiento. En mi opinión, esta innovación centrada en el rendimiento del posicionamiento consolida las ventajas de UWB en el posicionamiento preciso, lo que no sólo aporta avances en el rendimiento para las aplicaciones existentes sino que también crea oportunidades para que UWB abra nuevo espacio de aplicaciones.
En el mercado de extremo B, para parques, fábricas, empresas y otros escenarios, el entorno inalámbrico de su área específica es relativamente seguro y la precisión del posicionamiento se puede garantizar de manera constante, mientras que dichos escenarios también mantienen una demanda estable de percepción de posicionamiento precisa. o se convertirá en un UWB de nivel milimétrico pronto apuntará a la ventaja del mercado.
En el escenario minero, con el avance de la construcción minera inteligente, la solución de fusión de "posicionamiento 5G+UWB" puede hacer que el sistema minero inteligente complete el posicionamiento en muy poco tiempo, logre la combinación perfecta de posicionamiento preciso y bajo consumo de energía, y darse cuenta de las características de alta precisión, gran capacidad y largo tiempo de espera, etc. Al mismo tiempo, en función de la gestión de seguridad de la mina, se puede utilizar para garantizar la seguridad de la mina y la gestión de seguridad de la mina. Al mismo tiempo, debido a la dura demanda de gestión de seguridad minera, UWB también se utilizará en la gestión diaria de personal y en las vías de vehículos. En la actualidad, el país tiene una cierta escala de minas de carbón, alrededor de 4000, y la demanda promedio de la estación base de cada mina de carbón es de aproximadamente 100, de lo cual se puede estimar que la demanda total de la estación base de la mina de carbón es de aproximadamente 400.000, el número de mineros del carbón en total es de aproximadamente 4 millones de personas, según 1 persona 1 etiqueta, la demanda de etiquetas UWB es de aproximadamente 4 millones aproximadamente. Según el usuario final actual que compra un precio de mercado único, el valor de producción del mercado de carbón en el mercado de hardware de "estación base + etiqueta" UWB es de aproximadamente 4 mil millones.
Minería y minería en escenarios de alto riesgo similares y extracción de petróleo, plantas de energía, plantas químicas, etc., las necesidades de gestión de seguridad para los requisitos de precisión de posicionamiento son mayores, la precisión de posicionamiento UWB a nivel milimétrico ayudará a consolidar sus ventajas en tales áreas.
En escenarios de fabricación industrial, almacenamiento y logística, UWB se ha convertido en una herramienta para la reducción de costos y la eficiencia. Los trabajadores que utilizan dispositivos portátiles con tecnología UWB pueden localizar y colocar con mayor precisión varias piezas; la construcción de un sistema de gestión que integra la tecnología UWB en la gestión de almacenes puede monitorear con precisión todo tipo de materiales y personal en los almacenes en tiempo real, y lograr control de inventario, gestión de personal y, al mismo tiempo, también lograr material no tripulado eficiente y libre de errores. Rotación a través de equipos AGV, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia de la producción.
Además, el salto milimétrico de UWB también puede abrir nuevas aplicaciones en el ámbito del transporte ferroviario. Actualmente, el sistema de control activo del tren se basa principalmente en el posicionamiento por satélite para completarse. Para el entorno del túnel subterráneo, así como para los edificios urbanos de gran altura, cañones y otros escenarios, el posicionamiento por satélite es propenso a fallar. La tecnología UWB en el posicionamiento y navegación CBTC del tren, la columna para evitar colisiones y la alerta temprana de colisiones, la parada precisa del tren, etc., puede proporcionar un soporte técnico más confiable para la seguridad y el control del transporte ferroviario. En la actualidad, este tipo de solicitud en Europa y Estados Unidos tiene casos de solicitud dispersos.
En el mercado de terminales C, la mejora de la precisión UWB a nivel milimétrico abrirá nuevos escenarios de aplicación además de las claves digitales para la escena de los vehículos. Por ejemplo, valet parking automático, pago automático, etc. Al mismo tiempo, basándose en la tecnología de inteligencia artificial, también puede "aprender" los patrones y hábitos de movimiento del usuario y mejorar el rendimiento de la tecnología de conducción automática.
En el campo de la electrónica de consumo, UWB puede convertirse en la tecnología estándar para los teléfonos inteligentes gracias a la interacción coche-máquina de las llaves digitales. Además de abrir un espacio de aplicación más amplio para el posicionamiento y la búsqueda de productos, la mejora de la precisión de UWB también puede abrir un nuevo espacio de aplicación para escenarios de interacción de equipos. Por ejemplo, el rango preciso de UWB puede controlar con precisión la distancia entre dispositivos, ajustar la construcción de la escena de realidad aumentada, para que el juego, el audio y el video brinden una mejor experiencia sensorial.
Hora de publicación: 04-sep-2023