ต้นฉบับ: Ulink Media
ผู้เขียน: 旸谷
เมื่อไม่นานนี้ บริษัทเซมิคอนดักเตอร์ NXP ของเนเธอร์แลนด์ได้ร่วมมือกับบริษัท Lateration XYZ ของเยอรมนีในการกำหนดตำแหน่งอุปกรณ์ UWB อื่นๆ ได้อย่างแม่นยำในระดับมิลลิเมตรโดยใช้เทคโนโลยีอัลตราไวด์แบนด์ โซลูชันใหม่นี้มอบโอกาสใหม่ๆ ให้กับสถานการณ์การใช้งานต่างๆ ที่ต้องการการกำหนดตำแหน่งและการติดตามที่แม่นยำ ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในประวัติศาสตร์การพัฒนาเทคโนโลยี UWB
ในความเป็นจริง ความแม่นยำระดับเซนติเมตรของ UWB ในปัจจุบันในด้านการจัดตำแหน่งนั้นทำได้รวดเร็ว และต้นทุนฮาร์ดแวร์ที่สูงขึ้นยังทำให้ผู้ใช้และผู้ให้บริการโซลูชันปวดหัวกับวิธีแก้ปัญหาต้นทุนและการใช้งาน ในขณะนี้ "การกลิ้ง" ไปสู่ระดับมิลลิเมตร จำเป็นหรือไม่ และ UWB ระดับมิลลิเมตรจะนำมาซึ่งโอกาสทางการตลาดใดบ้าง
เหตุใด UWB ระดับมิลลิเมตรจึงเข้าถึงได้ยาก?
เนื่องจากเป็นวิธีการระบุตำแหน่งและการวัดระยะที่มีความแม่นยำสูง แม่นยำสูง ปลอดภัยสูง และสามารถให้ความแม่นยำในระดับมิลลิเมตรหรือไมโครเมตรได้ในเชิงทฤษฎี แต่ในการใช้งานจริง ความแม่นยำจะคงอยู่ที่ระดับเซนติเมตรเป็นเวลานาน โดยหลักแล้วเป็นผลมาจากปัจจัยต่อไปนี้ที่ส่งผลต่อความแม่นยำที่แท้จริงของการระบุตำแหน่ง UWB:
1. ผลกระทบของโหมดการใช้งานเซ็นเซอร์ต่อความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง
ในกระบวนการแก้ไขความแม่นยำในการระบุตำแหน่งจริง การเพิ่มจำนวนเซ็นเซอร์หมายถึงการเพิ่มขึ้นของข้อมูลซ้ำซ้อน และข้อมูลซ้ำซ้อนที่มีมากมายสามารถลดข้อผิดพลาดในการระบุตำแหน่งได้อีก อย่างไรก็ตาม ความแม่นยำในการระบุตำแหน่งจะไม่เพิ่มขึ้นด้วยเซ็นเซอร์ที่ดีที่สุด และเมื่อจำนวนเซ็นเซอร์เพิ่มขึ้นเป็นจำนวนหนึ่ง การมีส่วนสนับสนุนต่อความแม่นยำในการระบุตำแหน่งจะไม่มากขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของเซ็นเซอร์ และการเพิ่มจำนวนเซ็นเซอร์หมายถึงต้นทุนของอุปกรณ์จะเพิ่มขึ้น ดังนั้น การหาสมดุลระหว่างจำนวนเซ็นเซอร์และความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง และการใช้งานเซ็นเซอร์ UWB อย่างสมเหตุสมผลจึงเป็นประเด็นสำคัญของการวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบของการใช้งานเซ็นเซอร์ต่อความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง
2. อิทธิพลของผลกระทบจากหลายเส้นทาง
สัญญาณระบุตำแหน่งแบนด์วิดท์กว้างพิเศษ UWB สะท้อนและหักเหโดยสภาพแวดล้อมโดยรอบ เช่น ผนัง กระจก และวัตถุภายในอาคาร เช่น เดสก์ท็อป ในระหว่างกระบวนการแพร่กระจาย ส่งผลให้เกิดเอฟเฟกต์มัลติพาธ สัญญาณจะเปลี่ยนแปลงในความล่าช้า แอมพลิจูด และเฟส ซึ่งส่งผลให้พลังงานลดลงและอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนลดลง ส่งผลให้สัญญาณแรกที่เข้าถึงไม่ตรง ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวัดระยะและความแม่นยำในการระบุตำแหน่งลดลง ดังนั้น การระงับเอฟเฟกต์มัลติพาธอย่างมีประสิทธิภาพสามารถปรับปรุงความแม่นยำในการระบุตำแหน่งได้ และวิธีการปัจจุบันในการระงับมัลติพาธส่วนใหญ่ประกอบด้วยเทคนิค MUSIC, ESPRIT และการตรวจจับขอบ
3. ผลกระทบของ NLOS
การแพร่กระจายแบบเส้นตรง (LOS) เป็นสิ่งแรกและจำเป็นในการรับรองความถูกต้องของผลการวัดสัญญาณ เมื่อไม่สามารถบรรลุเงื่อนไขระหว่างเป้าหมายการวางตำแหน่งเคลื่อนที่และสถานีฐาน การแพร่กระจายสัญญาณจะเสร็จสมบูรณ์ได้ภายใต้เงื่อนไขที่ไม่ใช่เส้นตรง เช่น การหักเหและการเลี้ยวเบน ในเวลานี้ เวลาที่พัลส์มาถึงครั้งแรกไม่แสดงค่าจริงของ TOA และทิศทางของพัลส์มาถึงครั้งแรกไม่ใช่ค่าจริงของ AOA ซึ่งจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการวางตำแหน่งบางประการ ในปัจจุบัน วิธีหลักในการขจัดข้อผิดพลาดที่ไม่อยู่ในเส้นตรงคือ วิธี Wylie และวิธีการขจัดความสัมพันธ์
4. ผลกระทบของร่างกายมนุษย์ต่อความแม่นยำในการวางตำแหน่ง
องค์ประกอบหลักของร่างกายมนุษย์คือน้ำ น้ำบนสัญญาณพัลส์ไร้สาย UWB มีผลการดูดซับที่แข็งแกร่ง ส่งผลให้ความแรงของสัญญาณลดลง ข้อมูลระยะทางเบี่ยงเบน และส่งผลต่อผลการกำหนดตำแหน่งสุดท้าย
5. ผลกระทบจากการอ่อนตัวของสัญญาณแทรกซึม
สัญญาณที่ผ่านทะลุกำแพงหรือสิ่งอื่นๆ จะลดลง UWB ก็เช่นกัน เมื่อตำแหน่งของ UWB ทะลุผ่านกำแพงอิฐธรรมดา สัญญาณจะอ่อนลงประมาณครึ่งหนึ่ง การเปลี่ยนแปลงเวลาส่งสัญญาณเนื่องจากทะลุผ่านกำแพงยังส่งผลต่อความแม่นยำในการระบุตำแหน่งอีกด้วย
เนื่องมาจากร่างกายมนุษย์ การแทรกซึมของสัญญาณที่เกิดจากความแม่นยำของการกระแทกจึงยากที่จะหลีกเลี่ยงได้ NXP และบริษัท LaterationXYZ ของเยอรมนีจะใช้โซลูชันการจัดวางเซ็นเซอร์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่เพื่อปรับปรุงเทคโนโลยี UWB แม้ว่าจะยังไม่มีการแสดงผลลัพธ์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่ที่เฉพาะเจาะจง แต่ฉันสามารถเผยแพร่ได้จากเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของบทความทางเทคนิคในอดีตของ NXP เท่านั้นเพื่อทำการคาดเดาที่เกี่ยวข้อง
สำหรับแรงจูงใจในการปรับปรุงความแม่นยำของ UWB ฉันเชื่อว่านี่เป็นเหตุผลหลักที่ NXP เป็นผู้เล่น UWB ชั้นนำของโลกในการจัดการกับผู้ผลิตในประเทศในปัจจุบันของนวัตกรรมขนาดใหญ่ในสถานการณ์การฝ่าวงล้อมและการป้องกันทางเทคนิค ท้ายที่สุดแล้ว เทคโนโลยี UWB ในปัจจุบันยังคงอยู่ในระยะเฟื่องฟูของการพัฒนา และต้นทุน การใช้งาน และขนาดที่เกี่ยวข้องยังไม่คงที่ ในเวลานี้ ผู้ผลิตในประเทศให้ความสำคัญกับผลิตภัณฑ์ UWB มากขึ้นโดยเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เพื่อยึดครองตลาด ไม่มีเวลาสนใจความแม่นยำของ UWB เพื่อปรับปรุงนวัตกรรม NXP เป็นหนึ่งในผู้เล่นชั้นนำในด้าน UWB จึงมีระบบนิเวศผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์ รวมถึงหลายปีของการไถลึกของความแข็งแกร่งทางเทคนิคที่สะสมไว้ ทำให้สะดวกสบายมากขึ้นในการดำเนินการนวัตกรรม UWB
ประการที่สอง ในครั้งนี้ NXP กำลังมุ่งหน้าสู่ UWB ระดับมิลลิเมตร และยังมองเห็นศักยภาพที่ไม่มีที่สิ้นสุดของการพัฒนา UWB ในอนาคต และเชื่อมั่นว่าการปรับปรุงความแม่นยำจะนำมาซึ่งแอปพลิเคชันใหม่ๆ สู่ตลาด
ในความคิดของฉัน ข้อดีของ UWB จะยังคงปรับปรุงดีขึ้นอย่างต่อเนื่องด้วยความก้าวหน้าของ "โครงสร้างพื้นฐานใหม่" 5G และขยายพิกัดมูลค่าของมันต่อไปในกระบวนการอัพเกรดอุตสาหกรรมของการเสริมพลังอัจฉริยะ 5G
ก่อนหน้านี้ ในเครือข่าย 2G/3G/4G สถานการณ์การระบุตำแหน่งมือถือส่วนใหญ่เน้นไปที่การโทรฉุกเฉิน การเข้าถึงตำแหน่งตามกฎหมาย และแอปพลิเคชันอื่นๆ ข้อกำหนดความแม่นยำในการระบุตำแหน่งไม่สูง โดยอิงตามความแม่นยำในการระบุตำแหน่งแบบหยาบของ Cell ID ตั้งแต่หลายสิบเมตรไปจนถึงหลายร้อยเมตร ในขณะที่ 5G ใช้การเข้ารหัสวิธีใหม่ การรวมลำแสง อาร์เรย์เสาอากาศขนาดใหญ่ สเปกตรัมคลื่นมิลลิเมตร และเทคโนโลยีอื่นๆ แบนด์วิดท์ขนาดใหญ่และเทคโนโลยีอาร์เรย์เสาอากาศเป็นพื้นฐานสำหรับการวัดระยะทางที่มีความแม่นยำสูงและการวัดมุมที่มีความแม่นยำสูง ดังนั้น การวิ่งรอบใหม่ของ UWB ในด้านความแม่นยำจึงได้รับการสนับสนุนจากพื้นหลังยุคสมัย รากฐานเทคโนโลยี และโอกาสการใช้งานที่เพียงพอ และการวิ่งรอบใหม่ของความแม่นยำ UWB นี้สามารถถือเป็นการจัดวางล่วงหน้าเพื่อรองรับการอัปเกรดปัญญาประดิษฐ์
Millimetre UW จะเปิดตลาดอะไรบ้าง?
ปัจจุบัน การกระจายตัวของตลาด UWB มีลักษณะเด่นคือการกระจายตัวของปลาย B และความเข้มข้นของปลาย C ในการใช้งาน ปลาย B มีกรณีการใช้งานมากขึ้น และปลาย C มีพื้นที่สร้างสรรค์มากขึ้นสำหรับการขุดประสิทธิภาพ ในความคิดของฉัน นวัตกรรมที่เน้นที่ประสิทธิภาพในการวางตำแหน่งนี้ช่วยเสริมข้อได้เปรียบของ UWB ในการวางตำแหน่งที่แม่นยำ ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานก้าวล้ำสำหรับแอปพลิเคชันที่มีอยู่เท่านั้น แต่ยังสร้างโอกาสให้ UWB เปิดพื้นที่แอปพลิเคชันใหม่ๆ อีกด้วย
ในตลาด B-end สำหรับสวนสาธารณะ โรงงาน บริษัทต่างๆ และสถานการณ์อื่นๆ สภาพแวดล้อมแบบไร้สายของพื้นที่เฉพาะนั้นค่อนข้างแน่นอน และความแม่นยำในการระบุตำแหน่งสามารถรับประกันได้อย่างสม่ำเสมอ ในขณะเดียวกัน ฉากต่างๆ เหล่านี้ยังคงรักษาความต้องการที่มั่นคงสำหรับการรับรู้การระบุตำแหน่งที่แม่นยำ หรือจะกลายเป็น UWB ระดับมิลลิเมตรซึ่งจะมุ่งเป้าไปที่ข้อได้เปรียบของตลาดในไม่ช้า
ในสถานการณ์การทำเหมือง ด้วยความก้าวหน้าของการก่อสร้างเหมืองอัจฉริยะ โซลูชันการผสานรวมของ "การระบุตำแหน่ง 5G + UWB" สามารถทำให้ระบบการทำเหมืองอัจฉริยะสามารถระบุตำแหน่งได้อย่างสมบูรณ์ในเวลาอันสั้นมาก บรรลุการผสมผสานที่สมบูรณ์แบบของการระบุตำแหน่งที่แม่นยำและการใช้พลังงานต่ำ และบรรลุถึงลักษณะเฉพาะของความแม่นยำสูง ความจุขนาดใหญ่ และเวลาสแตนด์บายที่ยาวนาน เป็นต้น ในเวลาเดียวกัน โดยอิงจากการจัดการความปลอดภัยของเหมือง สามารถใช้เพื่อให้แน่ใจว่าเหมืองปลอดภัยและการจัดการความปลอดภัยของเหมือง ในเวลาเดียวกัน โดยอิงจากความต้องการที่เข้มงวดสำหรับการจัดการความปลอดภัยของเหมือง UWB จะถูกนำมาใช้ในการจัดการบุคลากรและรางรถประจำวันด้วย ปัจจุบันประเทศมีเหมืองถ่านหินประมาณ 4,000 แห่ง และความต้องการฐานของเหมืองถ่านหินแต่ละแห่งอยู่ที่ประมาณ 100 แห่ง ซึ่งจากข้อมูลดังกล่าวสามารถประมาณได้ว่าความต้องการฐานของเหมืองถ่านหินทั้งหมดอยู่ที่ประมาณ 400,000 แห่ง จำนวนคนงานเหมืองถ่านหินโดยรวมอยู่ที่ประมาณ 4 ล้านคน ตามข้อมูล 1 คน 1 ป้ายกำกับ ความต้องการแท็ก UWB อยู่ที่ประมาณ 4 ล้านคน ตามข้อมูลผู้ใช้ปลายทางปัจจุบันที่ซื้อในราคาตลาดเดียว ตลาดถ่านหินในตลาดฮาร์ดแวร์ "ฐาน + แท็ก" UWB มีมูลค่าผลผลิตอยู่ที่ประมาณ 4 พันล้าน
การจัดการด้านความปลอดภัยสำหรับความแม่นยำในการระบุตำแหน่งนั้นมีความจำเป็นสูงกว่าในการทำเหมืองแร่และสถานการณ์ที่มีความเสี่ยงสูงที่คล้ายคลึงกัน เช่น การสกัดน้ำมัน โรงไฟฟ้า โรงงานเคมี ฯลฯ ความแม่นยำในการระบุตำแหน่ง UWB จะเพิ่มขึ้นในระดับมิลลิเมตร เพื่อช่วยเสริมข้อได้เปรียบในด้านต่างๆ ดังกล่าว
ในสถานการณ์การผลิตทางอุตสาหกรรม การจัดเก็บ และโลจิสติกส์ UWB ได้กลายเป็นเครื่องมือสำหรับการลดต้นทุนและประสิทธิภาพ พนักงานที่ใช้เครื่องมือพกพาที่มีเทคโนโลยี UWB สามารถระบุตำแหน่งและวางชิ้นส่วนต่างๆ ได้แม่นยำยิ่งขึ้น การสร้างระบบการจัดการที่ผสานเทคโนโลยี UWB ในการจัดการคลังสินค้าสามารถตรวจสอบวัสดุและบุคลากรทุกประเภทในคลังสินค้าได้อย่างแม่นยำแบบเรียลไทม์ และบรรลุการควบคุมสินค้าคงคลัง จัดการบุคลากร และในเวลาเดียวกันยังบรรลุการหมุนเวียนวัสดุที่ไร้คนควบคุมอย่างมีประสิทธิภาพและไม่มีข้อผิดพลาดผ่านอุปกรณ์ AGV ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมาก
นอกจากนี้ การก้าวกระโดดของ UWB ในระดับมิลลิเมตรยังสามารถเปิดการใช้งานใหม่ ๆ ในด้านการขนส่งทางรางได้อีกด้วย ปัจจุบัน ระบบควบคุมแบบแอ็คทีฟของรถไฟส่วนใหญ่อาศัยการระบุตำแหน่งผ่านดาวเทียมเพื่อให้เสร็จสมบูรณ์ สำหรับสภาพแวดล้อมอุโมงค์ใต้ดิน รวมถึงอาคารสูงในเมือง หุบเขา และฉากอื่น ๆ การระบุตำแหน่งผ่านดาวเทียมมีแนวโน้มที่จะล้มเหลว เทคโนโลยี UWB ในการระบุตำแหน่งและการนำทาง CBTC ของรถไฟ คอลัมน์ในการหลีกเลี่ยงการชนและการแจ้งเตือนการชน การหยุดรถไฟอย่างแม่นยำ ฯลฯ สามารถให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่เชื่อถือได้มากขึ้นสำหรับความปลอดภัยและการควบคุมการขนส่งทางราง ในปัจจุบัน การใช้งานประเภทนี้ในยุโรปและสหรัฐอเมริกามีกรณีการใช้งานที่กระจัดกระจาย
ในตลาด C-terminal ความแม่นยำของ UWB ถึงระดับมิลลิเมตรจะเปิดโอกาสให้เกิดสถานการณ์การใช้งานใหม่ๆ นอกเหนือจากกุญแจดิจิทัลสำหรับฉากยานพาหนะ เช่น ระบบจอดรถอัตโนมัติ การชำระเงินอัตโนมัติ เป็นต้น ในเวลาเดียวกัน เทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ยังสามารถ "เรียนรู้" รูปแบบการเคลื่อนไหวและนิสัยของผู้ใช้ และปรับปรุงประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการขับขี่อัตโนมัติได้อีกด้วย
ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภค UWB อาจกลายเป็นเทคโนโลยีมาตรฐานสำหรับสมาร์ทโฟนภายใต้กระแสของการโต้ตอบระหว่างรถยนต์กับเครื่องจักรด้วยกุญแจรถดิจิทัล นอกจากจะเปิดพื้นที่การใช้งานที่กว้างขึ้นสำหรับการวางตำแหน่งและการค้นหาผลิตภัณฑ์แล้ว การปรับปรุงความแม่นยำของ UWB ยังสามารถเปิดพื้นที่การใช้งานใหม่สำหรับสถานการณ์การโต้ตอบกับอุปกรณ์ได้อีกด้วย ตัวอย่างเช่น ช่วงที่แม่นยำของ UWB สามารถควบคุมระยะห่างระหว่างอุปกรณ์ได้อย่างแม่นยำ เพื่อปรับการสร้างฉากเสมือนจริงสำหรับเกม เสียง และวิดีโอ เพื่อมอบประสบการณ์ทางประสาทสัมผัสที่ดีขึ้น
เวลาโพสต์: 04-09-2023