Orijinal: Ulink Media
Yazar: 旸谷
Hollandalı yarı iletken şirketi NXP, yakın zamanda Alman Lateration XYZ şirketiyle iş birliği yaparak, ultra geniş bant teknolojisini kullanarak diğer UWB ürün ve cihazlarının milimetre düzeyinde hassas konumlandırmasını elde etti. Bu yeni çözüm, hassas konumlandırma ve izleme gerektiren çeşitli uygulama senaryoları için yeni olanaklar sunarak, UWB teknolojisi geliştirme tarihinde önemli bir ilerlemeye işaret ediyor.
Aslında, mevcut UWB'nin konumlandırma alanındaki santimetre seviyesindeki doğruluğu hızla sağlandı ve donanımın daha yüksek maliyeti, kullanıcılara ve çözüm sağlayıcılara maliyet ve dağıtım zorluklarını nasıl çözecekleri konusunda kafa karışıklığı yaşatıyor. Şu anda milimetre seviyesine "geçiş" gerekli mi? Ve milimetre seviyesindeki UWB hangi pazar fırsatlarını getirecek?
Milimetre ölçeğindeki UWB'ye ulaşmak neden zordur?
Yüksek hassasiyetli, yüksek doğruluklu, yüksek güvenlikli bir konumlandırma ve mesafe ölçme yöntemi olan UWB iç mekan konumlandırma, teorik olarak milimetre veya hatta mikrometre doğruluğuna ulaşabilir, ancak gerçek uygulamada, esas olarak UWB konumlandırmanın gerçek doğruluğunu etkileyen aşağıdaki faktörlerden dolayı uzun süredir santimetre seviyesinde kalmıştır:
1. Sensör dağıtım modunun konumlandırma doğruluğu üzerindeki etkisi
Gerçek konumlandırma doğruluğu çözümleme sürecinde, sensör sayısındaki artış, yedek bilginin artması anlamına gelir ve zengin yedek bilgi, konumlandırma hatasını daha da azaltabilir. Ancak, konumlandırma doğruluğu en iyi sensörlerle artmaz ve sensör sayısı belirli bir sayıya çıkarıldığında, sensör sayısının artmasıyla konumlandırma doğruluğuna olan katkısı büyük olmaz. Sensör sayısındaki artış, ekipman maliyetinin artması anlamına gelir. Bu nedenle, sensör sayısı ile konumlandırma doğruluğu arasında bir denge nasıl kurulacağı ve dolayısıyla UWB sensörlerinin makul bir şekilde nasıl dağıtılacağı, sensör dağıtımının konumlandırma doğruluğu üzerindeki etkisi üzerine yapılan araştırmanın odak noktasıdır.
2. Çoklu yol etkisinin etkisi
UWB ultra geniş bant konumlandırma sinyalleri, yayılma süreci boyunca duvarlar, cam ve masaüstü gibi iç mekan nesneleri gibi çevre ortamlarından yansır ve kırılır, bu da çoklu yol etkilerine neden olur. Sinyalin gecikmesi, genliği ve fazı değişir, bu da enerji zayıflamasına ve sinyal-gürültü oranında düşüşe neden olur. Bu da ulaşılan ilk sinyalin doğrudan olmamasına, menzil hatalarına ve konumlandırma doğruluğunda düşüşe yol açar. Bu nedenle, çoklu yol etkisinin etkili bir şekilde bastırılması konumlandırma doğruluğunu artırabilir ve çoklu yolu bastırmak için kullanılan mevcut yöntemler arasında MUSIC, ESPRIT ve kenar algılama teknikleri yer alır.
3. NLOS etkisi
Görüş hattı yayılımı (LOS), mobil konumlandırma hedefi ile baz istasyonu arasındaki koşullar karşılanamadığında, sinyal ölçüm sonuçlarının doğruluğunu sağlamak için ilk ve ön koşuldur. Sinyal yayılımı yalnızca kırılma ve kırınım gibi görüş hattı dışı koşullar altında tamamlanabilir. Bu durumda, ilk gelen darbenin zamanı TOA'nın gerçek değerini temsil etmez ve ilk gelen darbenin yönü de AOA'nın gerçek değerini yansıtmaz, bu da belirli bir konumlandırma hatasına neden olur. Şu anda, görüş hattı dışı hatayı ortadan kaldırmak için kullanılan temel yöntemler Wylie yöntemi ve korelasyon eleme yöntemidir.
4. İnsan vücudunun konumlandırma doğruluğu üzerindeki etkisi
İnsan vücudunun ana bileşeni sudur, UWB kablosuz darbe sinyalindeki su güçlü bir emilim etkisine sahiptir, bu da sinyal gücünün zayıflamasına, menzil bilgisi sapmasına ve nihai konumlandırma etkisini etkilemesine neden olur.
5. Sinyal penetrasyonunun zayıflamasının etkisi
Duvarlardan ve diğer nesnelerden geçen herhangi bir sinyal zayıflayacaktır, UWB de bir istisna değildir. UWB konumlandırması sıradan bir tuğla duvarı deldiğinde, sinyal yaklaşık yarı yarıya zayıflayacaktır. Duvar delmesinden kaynaklanan sinyal iletim süresindeki değişiklikler de konumlandırma doğruluğunu etkileyecektir.
İnsan vücudu nedeniyle, darbenin doğruluğu ile ortaya çıkan sinyal penetrasyonunu önlemek zordur, NXP ve Alman LaterationXYZ şirketi, UWB teknolojisini geliştirmek için yenilikçi sensör yerleşim çözümleri sunacak, yenilikçi sonuçların belirli bir gösterimi yapılmamıştır, ilgili spekülasyonları yapmak için yalnızca NXP'nin resmi web sitesinden geçmiş teknik makaleleri yayınlayabilirim.
UWB'nin doğruluğunu artırma motivasyonuna gelince, bunun öncelikle, büyük ölçekli inovasyon ve teknik savunma alanında faaliyet gösteren mevcut yerli üreticilerle başa çıkmak için dünyanın önde gelen UWB oyuncusu NXP tarafından gerçekleştirildiğine inanıyorum. Sonuçta, mevcut UWB teknolojisi hala geliştirme aşamasında ve buna bağlı maliyet, uygulama ve ölçek henüz istikrara kavuşmamış durumda. Şu anda, yerli üreticiler UWB ürünlerinin bir an önce piyasaya sürülmesi ve yaygınlaştırılması, pazarın ele geçirilmesiyle daha fazla ilgileniyorlar ve inovasyonu geliştirmek için UWB doğruluğuyla ilgilenmeye vakitleri yok. UWB alanında en iyi oyunculardan biri olan NXP, kapsamlı bir ürün ekosistemine ve uzun yıllardır biriken teknik gücü derinlemesine kullanarak UWB inovasyonunu daha rahat bir şekilde yürütebiliyor.
İkinci olarak, NXP bu kez milimetre seviyesindeki UWB'ye yönelerek, UWB'nin gelecekteki gelişiminin sonsuz potansiyelini görüyor ve hassasiyetin artırılmasının pazara yeni uygulamalar getireceğine inanıyor.
Benim düşünceme göre, UWB'nin olumlu yönü 5G "yeni altyapısının" ilerlemesiyle birlikte artmaya devam edecek ve 5G akıllı güçlendirmenin endüstriyel yükseltme sürecinde değer koordinatlarını daha da genişletecektir.
Daha önce, 2G/3G/4G şebekesinde mobil konumlandırma senaryoları ağırlıklı olarak acil durum çağrıları, yasal konum erişimi ve diğer uygulamalara odaklanıyordu. Hücre Kimliği (Cell ID) kaba konumlandırma doğruluğuna dayalı olarak, konumlandırma doğruluğu gereksinimleri yüksek değildi; onlarca metreden yüzlerce metreye kadar. 5G yeni kodlama yöntemleri, ışın füzyonu, büyük ölçekli anten dizileri, milimetre dalga spektrumu ve diğer teknolojileri kullanırken, geniş bant genişliği ve anten dizisi teknolojisi, yüksek hassasiyetli mesafe ölçümü ve yüksek hassasiyetli açı ölçümü için temel sağlar. Bu nedenle, doğruluk alanında bir başka UWB sprint turu, ilgili dönem geçmişi, teknoloji altyapısı ve yeterli uygulama beklentileriyle desteklenmektedir ve bu UWB doğruluk sprinti, dijital zekânın gelişimini karşılamak için bir ön düzenleme olarak kabul edilebilir.
Millimetre UW hangi pazarlara açılacak?
Şu anda, UWB'nin pazar dağılımı temel olarak B-uç dağılımı ve C-uç konsantrasyonu ile karakterize edilmektedir. Uygulamada, B-uç daha fazla kullanım alanına sahipken, C-uç performans madenciliği için daha yaratıcı bir alana sahiptir. Bana göre, konumlandırma performansına odaklanan bu yenilik, UWB'nin hassas konumlandırmadaki avantajlarını pekiştirerek, mevcut uygulamalar için performans atılımları sağlamanın yanı sıra, UWB'nin yeni uygulama alanları açması için de fırsatlar yaratmaktadır.
B-uç pazarında, parklar, fabrikalar, işletmeler ve diğer senaryolar için, belirli alanının kablosuz ortamı nispeten kesindir ve konumlandırma doğruluğu sürekli olarak garanti edilebilirken, bu tür sahneler de doğru konumlandırma algısı için istikrarlı bir talep sürdürür veya milimetre seviyesinde bir UWB haline gelecektir. yakında pazarın avantajını hedefleyecektir.
Madencilik senaryosunda, akıllı maden inşaatının ilerlemesiyle birlikte, "5G + UWB konumlandırma" füzyon çözümü, akıllı maden sisteminin çok kısa sürede tam konumlandırma yapmasını, hassas konumlandırma ve düşük güç tüketiminin mükemmel birleşimini elde etmesini ve yüksek hassasiyet, yüksek kapasite ve uzun bekleme süresi gibi özelliklerin gerçekleştirilmesini sağlayabilir. Aynı zamanda, madenin güvenlik yönetimine dayanarak, madenin güvenliğini ve maden güvenlik yönetimini sağlamak için de kullanılabilir. Aynı zamanda, maden güvenlik yönetimine olan yoğun talep göz önüne alındığında, UWB günlük personel yönetiminde ve araç parkurunda da kullanılacaktır. Ülkede şu anda yaklaşık 4.000 civarında belirli bir ölçekte kömür madeni bulunmaktadır ve her bir kömür madeninin baz istasyonuna olan ortalama talep yaklaşık 100 civarındadır. Buradan, kömür madeni baz istasyonuna olan toplam talebin yaklaşık 400.000, kömür madencilerinin sayısının ise yaklaşık 4 milyon kişi olduğu ve 1 kişi başına 1 etikete göre UWB etiketlerine olan talebin yaklaşık 4 milyon olduğu tahmin edilebilir. Mevcut son kullanıcıya göre, tek bir pazar fiyatından satın alınabilecek UWB "baz istasyonu + etiket" donanım pazarındaki kömür pazarı yaklaşık 4 milyar dolarlık bir çıktı değerine sahiptir.
Madencilik ve madencilik benzeri yüksek riskli senaryolar ile petrol çıkarma, enerji santralleri, kimyasal tesisler vb. güvenlik yönetiminin konumlandırma doğruluğu gereksinimleri daha yüksek olduğundan, UWB konumlandırma doğruluğunun milimetre seviyesine kadar artırılması bu tür alanlardaki avantajlarını pekiştirmeye yardımcı olacaktır.
Endüstriyel üretim, depolama ve lojistik senaryolarında UWB, maliyet düşürme ve verimlilik için bir araç haline gelmiştir. UWB teknolojisine sahip el cihazlarını kullanan çalışanlar, çeşitli parçaları daha doğru bir şekilde konumlandırabilir ve yerleştirebilir; depo yönetimine UWB teknolojisini entegre eden bir yönetim sisteminin kurulması, depolardaki her türlü malzeme ve personeli gerçek zamanlı olarak doğru bir şekilde izleyebilir, envanter kontrolü ve personel yönetimi sağlayabilir ve aynı zamanda AGV ekipmanı aracılığıyla verimli ve hatasız insansız malzeme devri sağlayarak üretim verimliliğini büyük ölçüde artırabilir.
Ayrıca, UWB'nin milimetrelik sıçraması, demiryolu taşımacılığı alanında yeni uygulamalara da kapı açabilir. Şu anda, trenin aktif kontrol sistemi, yeraltı tüneli ortamının yanı sıra kentsel yüksek binalar, kanyonlar ve diğer sahneler için uydu konumlandırmasına dayanmaktadır; uydu konumlandırması başarısızlığa eğilimlidir. Trenlerdeki UWB teknolojisi, CBTC konumlandırma ve navigasyon, çarpışma önleme ve çarpışma erken uyarısı, trenin hassas bir şekilde durdurulması vb., demiryolu taşımacılığının güvenliği ve kontrolü için daha güvenilir teknik destek sağlayabilir. Şu anda, bu tür bir uygulama Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'nde dağınık uygulama örneklerine sahiptir.
C-terminal pazarında, UWB hassasiyetinin milimetre düzeyinde iyileştirilmesi, araç sahnesi için dijital anahtarların yanı sıra yeni uygulama senaryolarının da önünü açacaktır. Örneğin, otomatik vale park etme, otomatik ödeme vb. Aynı zamanda, yapay zeka teknolojisine dayanarak, kullanıcının hareket kalıplarını ve alışkanlıklarını "öğrenebilir" ve otomatik sürüş teknolojisinin performansını artırabilir.
Tüketici elektroniği alanında, dijital araba anahtarlarının araç-makine etkileşimi dalgası altında UWB, akıllı telefonlar için standart teknoloji haline gelebilir. UWB'nin doğruluk iyileştirmesi, ürünleri konumlandırma ve arama için daha geniş bir uygulama alanı açmanın yanı sıra, ekipman etkileşim senaryoları için de yeni uygulama alanları açabilir. Örneğin, UWB'nin hassas menzili, cihazlar arasındaki mesafeyi doğru bir şekilde kontrol ederek, artırılmış gerçeklik sahne yapısını ayarlayabilir ve oyun, ses ve video için daha iyi bir duyusal deneyim sunabilir.
Gönderi zamanı: 04-09-2023