ต้นฉบับ: Ulink Media
ผู้เขียน: 旸谷
เมื่อเร็วๆ นี้ บริษัท NXP บริษัทเซมิคอนดักเตอร์สัญชาติเนเธอร์แลนด์ ได้ร่วมมือกับบริษัท Lateration XYZ จากเยอรมนี พัฒนาเทคโนโลยีอัลตราไวด์แบนด์เพื่อระบุตำแหน่ง UWB และอุปกรณ์อื่นๆ ได้อย่างแม่นยำในระดับมิลลิเมตร โซลูชันใหม่นี้นำเสนอความเป็นไปได้ใหม่ๆ สำหรับการใช้งานที่หลากหลายซึ่งต้องการการระบุตำแหน่งและการติดตามที่แม่นยำ ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในประวัติศาสตร์การพัฒนาเทคโนโลยี UWB
ในความเป็นจริง ความแม่นยำระดับเซนติเมตรของ UWB ในปัจจุบันในด้านการกำหนดตำแหน่งนั้นทำได้รวดเร็ว และราคาฮาร์ดแวร์ที่สูงขึ้นยังทำให้ผู้ใช้และผู้ให้บริการโซลูชันปวดหัวกับวิธีแก้ปัญหาด้านต้นทุนและการปรับใช้ ณ เวลานี้ "กลิ้ง" ไปสู่ระดับมิลลิเมตร จำเป็นหรือไม่? และ UWB ระดับมิลลิเมตรจะนำมาซึ่งโอกาสทางการตลาดอะไรบ้าง?
เหตุใด UWB ระดับมิลลิเมตรจึงเข้าถึงได้ยาก?
เนื่องจากเป็นวิธีการระบุตำแหน่งและวัดระยะที่มีความแม่นยำสูง แม่นยำสูง ปลอดภัยสูง ในทางทฤษฎีการระบุตำแหน่งภายในอาคาร UWB สามารถเข้าถึงความแม่นยำระดับมิลลิเมตรหรือแม้กระทั่งไมโครเมตรได้ แต่ในการใช้งานจริงนั้น ความแม่นยำจะคงอยู่ที่ระดับเซนติเมตรมาเป็นเวลานาน โดยหลักๆ แล้วเป็นเพราะปัจจัยต่อไปนี้ที่ส่งผลต่อความแม่นยำที่แท้จริงของการระบุตำแหน่ง UWB:
1. ผลกระทบของโหมดการใช้งานเซ็นเซอร์ต่อความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง
ในกระบวนการวิเคราะห์ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งจริง การเพิ่มจำนวนเซ็นเซอร์หมายถึงการเพิ่มขึ้นของข้อมูลซ้ำซ้อน และข้อมูลที่ซ้ำซ้อนจำนวนมากสามารถลดความผิดพลาดในการระบุตำแหน่งได้ อย่างไรก็ตาม ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งจะไม่เพิ่มขึ้นเมื่อใช้เซ็นเซอร์ที่ดีที่สุด และเมื่อจำนวนเซ็นเซอร์เพิ่มขึ้นถึงจำนวนที่กำหนด การมีส่วนร่วมของความแม่นยำในการระบุตำแหน่งจะไม่เพิ่มขึ้นตามจำนวนเซ็นเซอร์ที่เพิ่มขึ้น และการเพิ่มจำนวนเซ็นเซอร์หมายถึงต้นทุนของอุปกรณ์ที่เพิ่มขึ้น ดังนั้น การวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบของการติดตั้งเซ็นเซอร์ต่อความแม่นยำในการระบุตำแหน่งจึงมุ่งเน้นไปที่การหาสมดุลระหว่างจำนวนเซ็นเซอร์และความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง และการใช้งานเซ็นเซอร์ UWB อย่างสมเหตุสมผล
2. อิทธิพลของผลกระทบแบบหลายเส้นทาง
สัญญาณระบุตำแหน่งแบนด์วิดท์อัลตราไวด์ UWB จะถูกสะท้อนและหักเหโดยสภาพแวดล้อมโดยรอบ เช่น ผนัง กระจก และวัตถุภายในอาคาร เช่น โต๊ะทำงาน ในระหว่างกระบวนการแพร่กระจาย ส่งผลให้เกิดปรากฏการณ์มัลติพาธ สัญญาณจะเปลี่ยนแปลงทั้งความล่าช้า แอมพลิจูด และเฟส ส่งผลให้พลังงานลดลงและอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนลดลง ส่งผลให้สัญญาณแรกที่เข้าถึงไม่ตรง ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการกำหนดระยะและความแม่นยำในการระบุตำแหน่งลดลง ดังนั้น การระงับปรากฏการณ์มัลติพาธอย่างมีประสิทธิภาพสามารถปรับปรุงความแม่นยำในการระบุตำแหน่งได้ และวิธีการระงับปรากฏการณ์มัลติพาธในปัจจุบันประกอบด้วยเทคนิค MUSIC, ESPRIT และการตรวจจับขอบเป็นหลัก
3. ผลกระทบของ NLOS
การแพร่กระจายสัญญาณแบบเส้นตรง (LOS) เป็นสิ่งแรกและจำเป็นอย่างยิ่งเพื่อให้มั่นใจถึงความแม่นยำของผลการวัดสัญญาณ เมื่อไม่สามารถบรรลุเงื่อนไขระหว่างเป้าหมายตำแหน่งเคลื่อนที่และสถานีฐาน การแพร่กระจายสัญญาณจะเสร็จสมบูรณ์ได้เฉพาะภายใต้เงื่อนไขที่ไม่ใช่เส้นตรง เช่น การหักเหและการเลี้ยวเบน ณ เวลานี้ เวลาที่พัลส์แรกมาถึงไม่ใช่ค่าที่แท้จริงของ TOA และทิศทางของพัลส์แรกมาถึงไม่ใช่ค่าที่แท้จริงของ AOA ซึ่งจะทำให้เกิดความคลาดเคลื่อนในการระบุตำแหน่ง ปัจจุบัน วิธีการหลักในการกำจัดความคลาดเคลื่อนแบบไม่เส้นตรงคือวิธี Wylie และวิธีการกำจัดสหสัมพันธ์
4. ผลกระทบของร่างกายมนุษย์ต่อความแม่นยำในการวางตำแหน่ง
องค์ประกอบหลักของร่างกายมนุษย์คือน้ำ น้ำบนสัญญาณพัลส์ไร้สาย UWB มีผลในการดูดซับที่แข็งแกร่ง ส่งผลให้ความแรงของสัญญาณลดลง ข้อมูลระยะทางเบี่ยงเบน และส่งผลต่อผลการวางตำแหน่งสุดท้าย
5. ผลกระทบจากการอ่อนตัวของสัญญาณทะลุทะลวง
สัญญาณที่ทะลุผ่านกำแพงและสิ่งอื่นๆ จะลดลง ซึ่ง UWB ก็เช่นกัน เมื่อตำแหน่งของ UWB ทะลุผ่านกำแพงอิฐธรรมดา สัญญาณจะอ่อนลงประมาณครึ่งหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงของเวลาส่งสัญญาณอันเนื่องมาจากการทะลุผ่านกำแพงจะส่งผลต่อความแม่นยำในการระบุตำแหน่งด้วยเช่นกัน
เนื่องจากร่างกายมนุษย์ การทะลุผ่านสัญญาณที่เกิดจากความแม่นยำของการกระแทกนั้นยากที่จะหลีกเลี่ยงได้ NXP และบริษัท LaterationXYZ ของเยอรมนีจะใช้โซลูชันการจัดวางเซ็นเซอร์ที่เป็นนวัตกรรมเพื่อปรับปรุงเทคโนโลยี UWB ยังไม่มีการแสดงผลลัพธ์ที่เป็นนวัตกรรมที่เฉพาะเจาะจง ฉันสามารถเผยแพร่ได้จากเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของบทความทางเทคนิคในอดีตของ NXP เท่านั้นเพื่อทำการคาดเดาที่เกี่ยวข้อง
สำหรับแรงจูงใจในการพัฒนาความแม่นยำของ UWB ผมเชื่อว่า NXP เป็นผู้นำด้าน UWB ระดับโลกในการรับมือกับผู้ผลิตนวัตกรรมขนาดใหญ่ในประเทศในปัจจุบัน ทั้งในด้านการพัฒนาและการป้องกันทางเทคนิค อย่างไรก็ตาม เทคโนโลยี UWB ในปัจจุบันยังคงอยู่ในระยะการพัฒนาที่เติบโตอย่างรวดเร็ว ต้นทุน การใช้งาน และขนาดที่สอดคล้องยังไม่คงที่ ในเวลานี้ ผู้ผลิตในประเทศให้ความสำคัญกับผลิตภัณฑ์ UWB โดยเร็วที่สุด เพื่อขยายตลาดและยึดครองตลาด แต่ไม่มีเวลาใส่ใจกับความแม่นยำของ UWB เพื่อพัฒนานวัตกรรม NXP ในฐานะหนึ่งในผู้เล่นชั้นนำด้าน UWB มีระบบนิเวศผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์ รวมถึงการฝึกฝนอย่างลึกซึ้งมาหลายปี ทำให้สามารถพัฒนานวัตกรรม UWB ได้สะดวกยิ่งขึ้น
ประการที่สอง ในครั้งนี้ NXP กำลังมุ่งหน้าสู่ UWB ระดับมิลลิเมตร และยังมองเห็นศักยภาพที่ไม่มีที่สิ้นสุดของการพัฒนา UWB ในอนาคต และเชื่อมั่นว่าการปรับปรุงความแม่นยำจะนำมาซึ่งแอปพลิเคชันใหม่ๆ สู่ตลาด
ในความคิดของฉัน ข้อดีของ UWB จะยังคงปรับปรุงดีขึ้นอย่างต่อเนื่องด้วยความก้าวหน้าของ "โครงสร้างพื้นฐานใหม่" ของ 5G และขยายพิกัดมูลค่าต่อไปในกระบวนการอัพเกรดอุตสาหกรรมของการเสริมพลังอัจฉริยะของ 5G
ก่อนหน้านี้ ในเครือข่าย 2G/3G/4G สถานการณ์การระบุตำแหน่งบนมือถือส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่การโทรฉุกเฉิน การเข้าถึงตำแหน่งตามกฎหมาย และแอปพลิเคชันอื่นๆ ความต้องการความแม่นยำในการระบุตำแหน่งยังไม่สูงนัก โดยอิงจากความแม่นยำในการระบุตำแหน่งแบบหยาบของ Cell ID ตั้งแต่หลายสิบเมตรไปจนถึงหลายร้อยเมตร แม้ว่า 5G จะใช้วิธีการเข้ารหัสแบบใหม่ การรวมลำแสง อาร์เรย์เสาอากาศขนาดใหญ่ สเปกตรัมคลื่นมิลลิเมตร และเทคโนโลยีอื่นๆ แต่เทคโนโลยีแบนด์วิดท์ขนาดใหญ่และอาร์เรย์เสาอากาศของ 5G ก็เป็นพื้นฐานสำหรับการวัดระยะทางและการวัดมุมที่มีความแม่นยำสูง ดังนั้น การพัฒนา UWB sprint ในด้านความแม่นยำจึงได้รับการสนับสนุนจากภูมิหลังยุคสมัย รากฐานทางเทคโนโลยี และโอกาสการใช้งานที่เพียงพอ ซึ่ง UWB sprint นี้สามารถถือเป็นโครงร่างเบื้องต้นเพื่อรองรับการยกระดับปัญญาประดิษฐ์ดิจิทัล
Millimetre UW จะเปิดตลาดใดบ้าง?
ปัจจุบัน การกระจายตัวของ UWB ในตลาดส่วนใหญ่มีลักษณะเด่นคือการกระจายตัวของปลาย B และความเข้มข้นของปลาย C ในการใช้งาน ปลาย B มีกรณีการใช้งานที่หลากหลายกว่า และปลาย C มีพื้นที่สำหรับการสร้างสรรค์ผลงานด้าน Performance Mining มากขึ้น ในความเห็นของผม นวัตกรรมที่มุ่งเน้นประสิทธิภาพในการกำหนดตำแหน่งนี้ ได้รวมเอาข้อดีของ UWB ในด้านการกำหนดตำแหน่งที่แม่นยำ ซึ่งไม่เพียงแต่นำมาซึ่งความก้าวหน้าด้านประสิทธิภาพสำหรับการใช้งานที่มีอยู่แล้วเท่านั้น แต่ยังสร้างโอกาสให้ UWB ได้เปิดพื้นที่การใช้งานใหม่ๆ อีกด้วย
ในตลาด B-end สำหรับสวนสาธารณะ โรงงาน บริษัทต่างๆ และสถานการณ์อื่นๆ สภาพแวดล้อมแบบไร้สายของพื้นที่เฉพาะนั้นค่อนข้างแน่นอน และความแม่นยำในการระบุตำแหน่งสามารถรับประกันได้อย่างสม่ำเสมอ ในขณะเดียวกัน ฉากต่างๆ เหล่านี้ยังคงรักษาความต้องการที่เสถียรสำหรับการรับรู้การระบุตำแหน่งที่แม่นยำ หรือจะกลายเป็น UWB ระดับมิลลิเมตรซึ่งจะมุ่งเป้าไปที่ข้อได้เปรียบของตลาดในเร็วๆ นี้
ในสถานการณ์การทำเหมือง ด้วยความก้าวหน้าของการก่อสร้างเหมืองอัจฉริยะ โซลูชันแบบผสมผสาน "5G + UWB" สามารถทำให้ระบบเหมืองอัจฉริยะสามารถระบุตำแหน่งได้อย่างสมบูรณ์ภายในเวลาอันสั้น บรรลุการผสมผสานที่ลงตัวระหว่างการระบุตำแหน่งที่แม่นยำและการใช้พลังงานต่ำ บรรลุคุณสมบัติต่างๆ เช่น ความแม่นยำสูง ความจุขนาดใหญ่ และระยะเวลาสแตนด์บายที่ยาวนาน ขณะเดียวกัน บนพื้นฐานของการจัดการความปลอดภัยของเหมือง UWB ยังสามารถนำมาใช้เพื่อรับประกันความปลอดภัยของเหมืองและการจัดการความปลอดภัยของเหมือง ขณะเดียวกัน ตามความต้องการที่เข้มงวดในการจัดการความปลอดภัยของเหมือง UWB ยังจะถูกนำไปใช้ในการจัดการบุคลากรและการติดตามรถยนต์ในชีวิตประจำวันอีกด้วย ปัจจุบัน ประเทศไทยมีเหมืองถ่านหินประมาณ 4,000 แห่ง และมีความต้องการเฉลี่ยสำหรับสถานีฐานของเหมืองถ่านหินแต่ละแห่งประมาณ 100 แห่ง ซึ่งจากข้อมูลดังกล่าวสามารถประเมินได้ว่าความต้องการสถานีฐานของเหมืองถ่านหินโดยรวมอยู่ที่ประมาณ 400,000 แห่ง จำนวนคนงานเหมืองถ่านหินโดยรวมอยู่ที่ประมาณ 4 ล้านคน อ้างอิงจาก 1 คน 1 ป้าย และมีความต้องการแท็ก UWB ประมาณ 4 ล้านคน จากข้อมูลของผู้ใช้ปลายทางในปัจจุบันที่ซื้อในราคาตลาดเดียว ตลาดถ่านหินในตลาดฮาร์ดแวร์ "สถานีฐาน + แท็ก" UWB มีมูลค่าผลผลิตประมาณ 4 พันล้านดอลลาร์
การทำเหมืองและสถานการณ์ที่มีความเสี่ยงสูงที่คล้ายคลึงกันและการสกัดน้ำมัน โรงไฟฟ้า โรงงานเคมี ฯลฯ ความต้องการในการจัดการความปลอดภัยสำหรับข้อกำหนดความแม่นยำในการระบุตำแหน่งจะสูงขึ้น ความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง UWB เพื่อปรับปรุงในระดับมิลลิเมตรจะช่วยเสริมสร้างข้อได้เปรียบในพื้นที่ดังกล่าว
ในอุตสาหกรรมการผลิต การจัดเก็บ และโลจิสติกส์ UWB ได้กลายเป็นเครื่องมือที่ช่วยลดต้นทุนและเพิ่มประสิทธิภาพ พนักงานที่ใช้อุปกรณ์พกพาที่ใช้เทคโนโลยี UWB สามารถระบุตำแหน่งและวางชิ้นส่วนต่างๆ ได้แม่นยำยิ่งขึ้น การสร้างระบบการจัดการที่ผสานรวมเทคโนโลยี UWB เข้ากับการจัดการคลังสินค้า สามารถตรวจสอบวัสดุและบุคลากรทุกประเภทในคลังสินค้าได้อย่างแม่นยำแบบเรียลไทม์ สามารถควบคุมสินค้าคงคลังและบริหารจัดการบุคลากรได้ ขณะเดียวกันยังช่วยให้การหมุนเวียนวัสดุโดยไม่ต้องใช้คนควบคุมเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพและปราศจากข้อผิดพลาดผ่านอุปกรณ์ AGV ซึ่งช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมาก
นอกจากนี้ ความก้าวหน้าในระดับมิลลิเมตรของ UWB ยังเปิดโอกาสการประยุกต์ใช้งานใหม่ๆ ในด้านการขนส่งทางราง ปัจจุบัน ระบบควบคุมแบบแอคทีฟของรถไฟส่วนใหญ่อาศัยการระบุตำแหน่งผ่านดาวเทียมเพื่อให้เสร็จสมบูรณ์ สำหรับสภาพแวดล้อมอุโมงค์ใต้ดิน อาคารสูงในเมือง หุบเขา และสถานการณ์อื่นๆ การระบุตำแหน่งผ่านดาวเทียมมีแนวโน้มที่จะล้มเหลว เทคโนโลยี UWB ในระบบระบุตำแหน่งและการนำทางของรถไฟ (CBTC) การติดตั้งคอลัมน์เพื่อป้องกันการชนและการแจ้งเตือนการชนล่วงหน้า การหยุดรถไฟอย่างแม่นยำ ฯลฯ สามารถให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่เชื่อถือได้มากขึ้นสำหรับความปลอดภัยและการควบคุมการขนส่งทางราง ปัจจุบัน การประยุกต์ใช้งานประเภทนี้ในยุโรปและสหรัฐอเมริกามีกรณีการใช้งานที่กระจัดกระจาย
ในตลาด C-terminal การปรับปรุงความแม่นยำของ UWB ในระดับมิลลิเมตรจะเปิดโอกาสให้เกิดการใช้งานรูปแบบใหม่ๆ นอกเหนือจากกุญแจดิจิทัลสำหรับยานพาหนะ เช่น ระบบจอดรถอัตโนมัติ ระบบชำระเงินอัตโนมัติ และอื่นๆ ขณะเดียวกัน เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ยังสามารถ "เรียนรู้" รูปแบบการเคลื่อนไหวและพฤติกรรมของผู้ใช้ และปรับปรุงประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการขับขี่อัตโนมัติได้อีกด้วย
ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค UWB อาจกลายเป็นเทคโนโลยีมาตรฐานสำหรับสมาร์ทโฟนภายใต้กระแสปฏิสัมพันธ์ระหว่างรถยนต์กับเครื่องจักรของกุญแจรถยนต์ดิจิทัล นอกจากจะเปิดพื้นที่การใช้งานที่กว้างขึ้นสำหรับการระบุตำแหน่งและการค้นหาผลิตภัณฑ์แล้ว ความแม่นยำที่เพิ่มขึ้นของ UWB ยังเปิดพื้นที่การใช้งานใหม่ๆ สำหรับสถานการณ์การโต้ตอบกับอุปกรณ์อีกด้วย ตัวอย่างเช่น ช่วงที่แม่นยำของ UWB สามารถควบคุมระยะห่างระหว่างอุปกรณ์ได้อย่างแม่นยำ เพื่อปรับโครงสร้างฉากเสมือนจริง สำหรับเกม เสียง และวิดีโอ เพื่อมอบประสบการณ์ทางประสาทสัมผัสที่ดีขึ้น
เวลาโพสต์: 4 ก.ย. 2566