ต้นฉบับ: Ulink Media
ผู้เขียน: 旸谷
เมื่อเร็วๆ นี้ บริษัทเซมิคอนดักเตอร์สัญชาติเนเธอร์แลนด์ NXP ร่วมมือกับบริษัท Lateation XYZ ของเยอรมนี ได้รับความสามารถในการวางตำแหน่งที่แม่นยำระดับมิลลิเมตรของอุปกรณ์และอุปกรณ์ UWB อื่นๆ โดยใช้เทคโนโลยีอัลตร้าไวด์แบนด์โซลูชันใหม่นี้นำเสนอความเป็นไปได้ใหม่ๆ สำหรับสถานการณ์การใช้งานต่างๆ ที่ต้องมีการกำหนดตำแหน่งและการติดตามที่แม่นยำ ซึ่งถือเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญในประวัติศาสตร์ของการพัฒนาเทคโนโลยี UWB
ในความเป็นจริง ความแม่นยำระดับ UWB เซนติเมตรในปัจจุบันในด้านการวางตำแหน่งนั้นทำได้รวดเร็ว และต้นทุนฮาร์ดแวร์ที่สูงขึ้นยังทำให้ผู้ใช้และผู้ให้บริการโซลูชันปวดหัวกับวิธีแก้ปัญหาต้นทุนและความยุ่งยากในการปรับใช้ช่วงนี้ต้อง "ม้วน" ให้ได้ระดับมิลลิเมตร จำเป็นมั้ย?และ UWB ระดับมิลลิเมตรจะนำโอกาสทางการตลาดมาให้อะไร?
เหตุใด UWB ขนาดมิลลิเมตรจึงเข้าถึงได้ยาก
ในฐานะที่เป็นวิธีการกำหนดตำแหน่งและกำหนดตำแหน่งที่มีความแม่นยำสูง แม่นยำสูง มีความปลอดภัยสูง การวางตำแหน่งในอาคาร UWB ในทางทฤษฎีสามารถเข้าถึงความแม่นยำระดับมิลลิเมตรหรือไมโครมิเตอร์ได้ แต่ในการใช้งานจริง ตำแหน่งดังกล่าวจะอยู่ที่ระดับเซนติเมตรเป็นเวลานาน โดยสาเหตุหลักมาจาก ถึงปัจจัยต่อไปนี้ที่ส่งผลต่อความแม่นยำที่แท้จริงของการวางตำแหน่ง UWB:
1. ผลกระทบของโหมดการใช้งานเซ็นเซอร์ต่อความแม่นยำของตำแหน่ง
ในกระบวนการแก้ไขความแม่นยำของตำแหน่งจริง การเพิ่มจำนวนเซ็นเซอร์หมายถึงการเพิ่มขึ้นของข้อมูลที่ซ้ำซ้อน และข้อมูลซ้ำซ้อนที่สมบูรณ์สามารถลดข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่งได้อีกอย่างไรก็ตาม ความแม่นยำของตำแหน่งไม่ได้เพิ่มขึ้นด้วยเซ็นเซอร์ที่ดีที่สุด และเมื่อจำนวนเซ็นเซอร์เพิ่มขึ้นเป็นจำนวนหนึ่ง การมีส่วนร่วมของความแม่นยำของตำแหน่งจะไม่มากตามการเพิ่มขึ้นของเซ็นเซอร์และการเพิ่มจำนวนเซ็นเซอร์ทำให้ต้นทุนของอุปกรณ์เพิ่มขึ้นดังนั้น วิธีค้นหาสมดุลระหว่างจำนวนเซ็นเซอร์และความแม่นยำของตำแหน่ง และการใช้งานเซ็นเซอร์ UWB อย่างสมเหตุสมผล จึงเป็นจุดเน้นของการวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบของการติดตั้งเซ็นเซอร์ต่อความแม่นยำของตำแหน่ง
2. อิทธิพลของเอฟเฟกต์หลายเส้นทาง
สัญญาณการวางตำแหน่งแถบความถี่กว้างพิเศษ UWB จะถูกสะท้อนและหักเหโดยสภาพแวดล้อมโดยรอบ เช่น ผนัง กระจก และวัตถุในอาคาร เช่น เดสก์ท็อป ในระหว่างกระบวนการแพร่กระจาย ส่งผลให้เกิดเอฟเฟกต์แบบหลายเส้นทางสัญญาณมีการเปลี่ยนแปลงในความล่าช้า แอมพลิจูด และเฟส ซึ่งส่งผลให้เกิดการลดทอนพลังงานและอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนลดลง ส่งผลให้สัญญาณที่ไปถึงครั้งแรกไม่ตรง ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่งและความแม่นยำในการวางตำแหน่งลดลง .ดังนั้น การปราบปรามเอฟเฟกต์หลายเส้นทางอย่างมีประสิทธิภาพสามารถปรับปรุงความแม่นยำของตำแหน่งได้ และวิธีการปัจจุบันในการระงับเอฟเฟกต์หลายเส้นทางส่วนใหญ่จะรวมถึงเทคนิค MUSIC, ESPRIT และการตรวจจับขอบ
3. ผลกระทบจาก NLOS
การแพร่กระจายของแนวสายตา (LOS) เป็นสิ่งแรกและจำเป็นต้องมีเพื่อให้แน่ใจว่าผลการวัดสัญญาณมีความแม่นยำ เมื่อไม่ตรงตามเงื่อนไขระหว่างเป้าหมายการวางตำแหน่งแบบเคลื่อนที่และสถานีฐาน การแพร่กระจายของสัญญาณสามารถทำได้เพียง เสร็จสมบูรณ์ภายใต้สภาวะที่ไม่อยู่ในแนวสายตา เช่น การหักเหและการเลี้ยวเบนในเวลานี้ เวลาของพัลส์ที่มาถึงครั้งแรกไม่ได้แสดงถึงมูลค่าที่แท้จริงของ TOA และทิศทางของพัลส์ที่มาถึงครั้งแรกไม่ใช่ค่าที่แท้จริงของ AOA ซึ่งจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการกำหนดตำแหน่งบางอย่างปัจจุบันวิธีการหลักในการกำจัดข้อผิดพลาดที่ไม่อยู่ในแนวสายตาคือวิธีไวลีและวิธีการกำจัดสหสัมพันธ์
4. ผลกระทบของร่างกายมนุษย์ต่อความแม่นยำของตำแหน่ง
ส่วนประกอบหลักของร่างกายมนุษย์คือน้ำ น้ำบนสัญญาณพัลส์ไร้สาย UWB มีผลการดูดซับที่แข็งแกร่ง ส่งผลให้ความแรงของสัญญาณลดทอน การเบี่ยงเบนข้อมูลที่หลากหลาย และส่งผลต่อผลการวางตำแหน่งขั้นสุดท้าย
5. ผลกระทบของการเจาะสัญญาณอ่อนลง
สัญญาณที่ทะลุผ่านกำแพงและสิ่งอื่น ๆ จะลดลง UWB ก็ไม่มีข้อยกเว้นเมื่อการวางตำแหน่ง UWB ทะลุกำแพงอิฐธรรมดา สัญญาณจะลดลงประมาณครึ่งหนึ่งการเปลี่ยนแปลงเวลาในการส่งสัญญาณเนื่องจากการเจาะผนังจะส่งผลต่อความแม่นยำของตำแหน่งด้วย
เนื่องจากร่างกายมนุษย์ การแทรกซึมของสัญญาณที่เกิดจากความแม่นยำของการกระแทกจึงเป็นเรื่องยากที่จะหลีกเลี่ยง NXP และบริษัท German LateationXYZ จะใช้โซลูชั่นโครงร่างเซ็นเซอร์ที่เป็นนวัตกรรมใหม่เพื่อปรับปรุงเทคโนโลยี UWB ยังไม่มีการแสดงผลลัพธ์เชิงนวัตกรรมที่เฉพาะเจาะจง ฉันสามารถได้รับการปล่อยตัวจากเว็บไซต์อย่างเป็นทางการของบทความทางเทคนิคที่ผ่านมาของ NXP เท่านั้นเพื่อให้การเก็งกำไรที่เกี่ยวข้อง
สำหรับแรงจูงใจในการปรับปรุงความแม่นยำของ UWB ฉันเชื่อว่านี่คือสิ่งแรกเหนือสิ่งอื่นใดคือ NXP ในฐานะผู้เล่น UWB ชั้นนำของโลกในการจัดการกับผู้ผลิตนวัตกรรมขนาดใหญ่ในประเทศในปัจจุบันในสถานการณ์การฝ่าวงล้อมและการป้องกันทางเทคนิคท้ายที่สุดแล้ว เทคโนโลยี UWB ในปัจจุบันยังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาที่กำลังเติบโต และต้นทุน การใช้งาน และขนาดที่สอดคล้องกันยังไม่ได้รับความเสถียร ในเวลานี้ ผู้ผลิตในประเทศมีความกังวลมากขึ้นเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ UWB โดยเร็วที่สุดที่จะลงจอด และแพร่กระจายเพื่อยึดตลาดไม่มีเวลาสนใจความถูกต้องของ UWB เพื่อปรับปรุงนวัตกรรมNXP ซึ่งเป็นหนึ่งในผู้เล่นชั้นนำในด้าน UWB มีระบบนิเวศของผลิตภัณฑ์ที่สมบูรณ์ ตลอดจนการไถพรวนอย่างลึกซึ้งด้วยความแข็งแกร่งทางเทคนิคที่สั่งสมมานานหลายปี สะดวกสบายมากขึ้นในการดำเนินนวัตกรรม UWB
ประการที่สอง NXP มุ่งสู่ UWB ระดับมิลลิเมตรในครั้งนี้ ยังมองเห็นศักยภาพอันไม่มีที่สิ้นสุดของการพัฒนา UWB ในอนาคต และเชื่อมั่นว่าการปรับปรุงความแม่นยำจะนำแอปพลิเคชันใหม่ๆ ออกสู่ตลาด
ในความคิดของฉัน ข้อดีของ UWB จะยังคงปรับปรุงต่อไปด้วยความก้าวหน้าของ "โครงสร้างพื้นฐานใหม่" 5G และขยายพิกัดคุณค่าในกระบวนการอัปเกรดการเพิ่มขีดความสามารถอัจฉริยะ 5G ทางอุตสาหกรรม
ก่อนหน้านี้ ในเครือข่าย 2G/3G/4G สถานการณ์การวางตำแหน่งอุปกรณ์เคลื่อนที่มุ่งเน้นไปที่การโทรฉุกเฉิน การเข้าถึงตำแหน่งทางกฎหมาย และแอปพลิเคชันอื่นๆ เป็นหลัก ข้อกำหนดความแม่นยำของตำแหน่งไม่สูงนัก โดยอิงตามความแม่นยำของตำแหน่งหยาบของ Cell ID ตั้งแต่สิบเมตรถึงร้อย เมตรในขณะที่ 5G ใช้วิธีการเข้ารหัสแบบใหม่ บีมฟิวชั่น อาเรย์เสาอากาศขนาดใหญ่ สเปกตรัมคลื่นมิลลิเมตร และเทคโนโลยีอื่นๆ เทคโนโลยีแบนด์วิธขนาดใหญ่และอาเรย์เสาอากาศ ถือเป็นพื้นฐานสำหรับการวัดระยะทางที่มีความแม่นยำสูงและการวัดมุมที่มีความแม่นยำสูงดังนั้น UWB sprint อีกรอบในด้านความแม่นยำจึงได้รับการสนับสนุนโดยภูมิหลังของยุคสมัย รากฐานทางเทคโนโลยี และโอกาสในการใช้งานที่เพียงพอ และการวิ่งที่แม่นยำของ UWB นี้ถือได้ว่าเป็นเค้าโครงล่วงหน้าเพื่อตอบสนองการอัปเกรดความฉลาดทางดิจิทัล
Millimeter UW จะเปิดตลาดใดบ้าง
ปัจจุบัน การกระจายตัวในตลาดของ UWB มีลักษณะเด่นหลักคือการกระจายตัวของ B-end และความเข้มข้นของ C-endในแอปพลิเคชัน B-end มีกรณีการใช้งานมากกว่า และ C-end มีพื้นที่จินตนาการมากขึ้นสำหรับการขุดประสิทธิภาพในความคิดของฉัน นวัตกรรมนี้มุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพการกำหนดตำแหน่งรวมข้อดีของ UWB ไว้ในตำแหน่งที่แม่นยำ ซึ่งไม่เพียงแต่นำมาซึ่งความก้าวหน้าด้านประสิทธิภาพสำหรับแอปพลิเคชันที่มีอยู่ แต่ยังสร้างโอกาสสำหรับ UWB ในการเปิดพื้นที่แอปพลิเคชันใหม่
ในตลาด B-end สำหรับสวนสาธารณะ โรงงาน องค์กร และสถานการณ์อื่นๆ สภาพแวดล้อมไร้สายของพื้นที่เฉพาะนั้นค่อนข้างแน่นอน และสามารถรับประกันความแม่นยำของตำแหน่งได้อย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ฉากดังกล่าวยังคงรักษาความต้องการที่มั่นคงสำหรับการรับรู้ตำแหน่งที่แม่นยำ หรือจะกลายเป็น UWB ระดับมิลลิเมตร เร็วๆ นี้ มุ่งเป้าไปที่ความได้เปรียบของตลาด
ในสถานการณ์การขุด ด้วยความก้าวหน้าของการก่อสร้างเหมืองอัจฉริยะ โซลูชันฟิวชั่นของ "การกำหนดตำแหน่ง 5G+UWB" สามารถทำให้ระบบการขุดอัจฉริยะระบุตำแหน่งได้เสร็จสมบูรณ์ในเวลาอันสั้น บรรลุการผสมผสานที่ลงตัวระหว่างการวางตำแหน่งที่แม่นยำและการใช้พลังงานต่ำ และ ตระหนักถึงลักษณะของความแม่นยำสูง ความจุขนาดใหญ่ และเวลาสแตนด์บายนาน ฯลฯ ในเวลาเดียวกัน ตามการจัดการความปลอดภัยของเหมือง ก็สามารถใช้เพื่อรับรองความปลอดภัยของเหมืองและการจัดการความปลอดภัยของเหมืองในเวลาเดียวกัน ตามความต้องการอย่างหนักในการจัดการความปลอดภัยของทุ่นระเบิด UWB จะถูกนำมาใช้ในการจัดการบุคลากรและติดตามรถยนต์ในแต่ละวันด้วยปัจจุบัน ประเทศนี้มีเหมืองถ่านหินในระดับหนึ่งประมาณ 4,000 แห่ง และความต้องการเฉลี่ยสำหรับสถานีฐานของเหมืองถ่านหินแต่ละแห่งอยู่ที่ประมาณ 100 แห่ง ซึ่งสามารถประมาณได้ว่าความต้องการทั้งหมดสำหรับสถานีฐานเหมืองถ่านหินอยู่ที่ประมาณ 400,000 คน หรือจำนวนคนงานเหมืองถ่านหินโดยรวมประมาณ 4 ล้านคน ตามฉลาก 1 คน 1 คน ความต้องการแท็ก UWB ประมาณ 4 ล้านคนหรือมากกว่านั้นตามที่ผู้ใช้ปัจจุบันซื้อราคาตลาดเดียว ตลาดถ่านหินในตลาดฮาร์ดแวร์ "สถานีฐาน + แท็ก" UWB มีมูลค่าประมาณ 4 พันล้านในมูลค่าการส่งออก
การทำเหมืองและการขุดในสถานการณ์ที่มีความเสี่ยงสูงที่คล้ายกัน และการสกัดน้ำมัน โรงไฟฟ้า โรงงานเคมี ฯลฯ ความต้องการการจัดการความปลอดภัยสำหรับข้อกำหนดความแม่นยำในการกำหนดตำแหน่งนั้นสูงกว่า ความแม่นยำในการวางตำแหน่ง UWB ไปสู่การปรับปรุงระดับมิลลิเมตรจะช่วยรวบรวมข้อดีในด้านดังกล่าว
ในสถานการณ์การผลิตทางอุตสาหกรรม คลังสินค้า และโลจิสติกส์ UWB ได้กลายเป็นเครื่องมือในการลดต้นทุนและประสิทธิภาพผู้ปฏิบัติงานที่ใช้อุปกรณ์มือถือที่มีเทคโนโลยี UWB สามารถค้นหาและวางชิ้นส่วนต่างๆ ได้แม่นยำยิ่งขึ้นการสร้างระบบการจัดการที่บูรณาการเทคโนโลยี UWB ในการจัดการคลังสินค้าสามารถตรวจสอบวัสดุและบุคลากรทุกประเภทในคลังสินค้าได้อย่างแม่นยำแบบเรียลไทม์ และบรรลุการควบคุมสินค้าคงคลัง การบริหารบุคลากร และในขณะเดียวกันก็บรรลุถึงวัสดุไร้คนขับที่มีประสิทธิภาพและปราศจากข้อผิดพลาด หมุนเวียนผ่านอุปกรณ์ AGV ซึ่งสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตได้อย่างมาก
นอกจากนี้ การก้าวกระโดดของ UWB ระดับมิลลิเมตรยังสามารถเปิดการใช้งานใหม่ๆ ในด้านการขนส่งทางรางอีกด้วยปัจจุบัน ระบบควบคุมแบบแอ็คทีฟของรถไฟอาศัยการระบุตำแหน่งผ่านดาวเทียมเพื่อทำให้เสร็จสมบูรณ์เป็นหลัก สำหรับสภาพแวดล้อมในอุโมงค์ใต้ดิน เช่นเดียวกับอาคารสูงในเมือง หุบเขา และฉากอื่นๆ การระบุตำแหน่งผ่านดาวเทียมมีแนวโน้มที่จะล้มเหลวเทคโนโลยี UWB ในการวางตำแหน่งและการนำทางของ CBTC ของรถไฟ การหลีกเลี่ยงการชนและการเตือนล่วงหน้าของการชน การหยุดที่แม่นยำของรถไฟ ฯลฯ สามารถให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่เชื่อถือได้มากขึ้นเพื่อความปลอดภัยและการควบคุมการขนส่งทางรถไฟปัจจุบันแอปพลิเคชันประเภทนี้ในยุโรปและสหรัฐอเมริกามีกรณีการสมัครกระจัดกระจาย
ในตลาดเทอร์มินัล C ความแม่นยำของ UWB ถึงการปรับปรุงระดับมิลลิเมตรจะเปิดสถานการณ์การใช้งานใหม่ๆ นอกเหนือจากกุญแจดิจิทัลสำหรับฉากยานพาหนะเช่น บริการจอดรถอัตโนมัติ การชำระเงินอัตโนมัติ และอื่นๆขณะเดียวกันด้วยเทคโนโลยีปัญญาประดิษฐ์ ก็สามารถ "เรียนรู้" รูปแบบการเคลื่อนไหวและนิสัยของผู้ใช้ และปรับปรุงประสิทธิภาพของเทคโนโลยีการขับขี่อัตโนมัติได้
ในด้านเครื่องใช้ไฟฟ้า UWB อาจกลายเป็นเทคโนโลยีมาตรฐานสำหรับสมาร์ทโฟนภายใต้กระแสปฏิสัมพันธ์ระหว่างรถยนต์กับเครื่องจักรของกุญแจรถยนต์แบบดิจิทัลนอกเหนือจากการเปิดพื้นที่การใช้งานที่กว้างขึ้นสำหรับการวางตำแหน่งและการค้นหาผลิตภัณฑ์แล้ว การปรับปรุงความแม่นยำของ UWB ยังสามารถเปิดพื้นที่การใช้งานใหม่สำหรับสถานการณ์การโต้ตอบกับอุปกรณ์อีกด้วยตัวอย่างเช่น ช่วงที่แม่นยำของ UWB สามารถควบคุมระยะห่างระหว่างอุปกรณ์ได้อย่างแม่นยำ เพื่อปรับการสร้างฉากความเป็นจริงเสริมสำหรับเกม เสียง และวิดีโอเพื่อมอบประสบการณ์ทางประสาทสัมผัสที่ดียิ่งขึ้น
เวลาโพสต์: Sep-04-2023