Түпнұсқа: Ulink Media
Авторы: 旸谷
Жақында голландиялық жартылай өткізгіш NXP компаниясы неміс Lateration XYZ компаниясымен бірлесіп, ультра кең жолақты технологияны қолдана отырып, басқа UWB элементтері мен құрылғыларын миллиметр деңгейінде дәл орналастыру мүмкіндігіне ие болды. Бұл жаңа шешім дәл орналастыру мен бақылауды қажет ететін әртүрлі қолданбалы сценарийлер үшін жаңа мүмкіндіктер береді, бұл UWB технологиясын дамыту тарихындағы маңызды жетістік болып табылады.
Шын мәнінде, позициялау саласындағы қазіргі UWB сантиметрлік дәлдігі тез арада жасалды, ал аппараттық құралдардың қымбаттауы пайдаланушылар мен шешім жеткізушілеріне шығындар мен орналастыру қиындықтарын қалай шешуге болатыны туралы бас ауруын тудырады. Қазіргі уақытта миллиметрлік деңгейге «айналдыру» қажет пе? Ал миллиметрлік UWB қандай нарықтық мүмкіндіктер әкеледі?
Неліктен миллиметрлік масштабтағы UWB-ға жету қиын?
Жоғары дәлдіктегі, жоғары дәлдіктегі, жоғары қауіпсіздіктегі позициялау және қашықтықты өлшеу әдісі ретінде, UWB үй ішіндегі позициялау теориялық тұрғыдан миллиметрлік немесе тіпті микрометрлік дәлдікке жетуі мүмкін, бірақ нақты орналастыруда ол ұзақ уақыт бойы сантиметрлік деңгейде қалды, бұл негізінен UWB позициялауының нақты дәлдігіне әсер ететін келесі факторларға байланысты:
1. Сенсорды орналастыру режимінің позициялау дәлдігіне әсері
Нақты позициялау дәлдігін шешу процесінде сенсорлар санының артуы артық ақпараттың артуын білдіреді, ал артық ақпараттың көп болуы позициялау қателігін одан әрі азайтуы мүмкін. Дегенмен, позициялау дәлдігі ең жақсы сенсорлармен артпайды, ал сенсорлар саны белгілі бір санға дейін артқанда, сенсорлардың артуымен позициялау дәлдігіне қосқан үлесі үлкен болмайды. Ал сенсорлар санының артуы жабдықтың құнының артуын білдіреді. Сондықтан, сенсорлар саны мен позициялау дәлдігі арасындағы тепе-теңдікті қалай табуға болады, осылайша UWB сенсорларын орынды орналастыру сенсорды орналастырудың позициялау дәлдігіне әсерін зерттеудің басты назарында болады.
2. Көп жолды әсердің әсері
UWB ультра кең жолақты позициялау сигналдары таралу процесінде қабырғалар, әйнек және жұмыс үстелдері сияқты үй ішіндегі заттар сияқты қоршаған ортамен шағылысады және сынады, бұл көп жолақты әсерлерге әкеледі. Сигнал кідірісінде, амплитудасында және фазасында өзгереді, бұл энергияның әлсіреуіне және сигнал-шуыл қатынасының төмендеуіне әкеледі, бұл бірінші жеткен сигналдың тікелей болмауына әкеледі, бұл қашықтық қателіктеріне және позициялау дәлдігінің төмендеуіне әкеледі. Сондықтан, көп жолды әсерді тиімді басу позициялау дәлдігін жақсарта алады, ал көп жолды басу әдістеріне негізінен MUSIC, ESPRIT және жиекті анықтау әдістері кіреді.
3. NLOS әсері
Көру сызығының таралуы (LOS) - жылжымалы позициялау нысанасы мен базалық станция арасындағы шарттар орындалмаған кезде, сигналдың таралуы тек көру сызығынан тыс жағдайларда, мысалы, сыну және дифракция кезінде ғана аяқталуы мүмкін болған кезде сигналды өлшеу нәтижелерінің дәлдігін қамтамасыз етудің бірінші және алғышарты. Қазіргі уақытта бірінші келген импульстің уақыты TOA нақты мәнін білдірмейді, ал бірінші келген импульстің бағыты AOA нақты мәні емес, бұл белгілі бір позициялау қателігін тудырады. Қазіргі уақытта көру сызығынан тыс қатені жоюдың негізгі әдістері - Уайли әдісі және корреляцияны жою әдісі.
4. Адам денесінің позициялау дәлдігіне әсері
Адам денесінің негізгі құрамдас бөлігі - су, UWB сымсыз импульстік сигналындағы су күшті сіңіру әсеріне ие, бұл сигнал күшінің әлсіреуіне, ақпараттың ауытқуына және соңғы позициялау әсеріне әсер етеді.
5. Сигналдың енуінің әлсіреуінің әсері
Қабырғалар мен басқа нысандар арқылы сигналдың енуі әлсірейді, UWB де ерекшелік емес. UWB позициялауы кәдімгі кірпіш қабырғаға енгенде, сигнал шамамен екі есе әлсірейді. Қабырғаға енуіне байланысты сигнал беру уақытының өзгеруі позициялау дәлдігіне де әсер етеді.
Адам ағзасына байланысты соққының дәлдігінен туындайтын сигналдың енуін айналып өту қиын, NXP және неміс LaterationXYZ компаниясы UWB технологиясын жақсарту үшін инновациялық сенсорлық орналасу шешімдері арқылы жұмыс істейді, инновациялық нәтижелердің нақты көрсетілімі болған жоқ, мен тиісті болжам жасау үшін тек NXP ресми веб-сайтынан өткен техникалық мақалаларды шығара аламын.
UWB дәлдігін жақсартуға деген ынталандыруға келетін болсақ, менің ойымша, бұл ең алдымен NXP-тің қазіргі отандық ірі көлемді инновация өндірушілерімен серпіліс жағдайында және техникалық қорғаныста жұмыс істеудегі әлемдегі жетекші UWB ойыншысы ретіндегі рөлі. Өйткені, қазіргі UWB технологиясы әлі де қарқынды даму кезеңінде, ал тиісті құны, қолданылуы және масштабы әлі тұрақтандырылмаған, қазіргі уақытта отандық өндірушілер UWB өнімдерін мүмкіндігінше тезірек қонуға және таратуға, нарықты басып алуға көбірек алаңдайды, UWB дәлдігіне қамқорлық жасауға уақыттары жоқ, инновацияны жақсарту үшін. NXP, UWB саласындағы жетекші ойыншылардың бірі ретінде, толық өнім экожүйесіне, сондай-ақ жинақталған техникалық күштің көпжылдық терең жыртылуына ие, UWB инновациясын жүзеге асыруға ыңғайлы.
Екіншіден, NXP бұл жолы миллиметрлік деңгейдегі UWB-ге қарай, UWB-ның болашақ дамуының шексіз әлеуетін көреді және дәлдікті жақсарту нарыққа жаңа қолданбалар әкелетініне сенімді.
Менің ойымша, UWB-ның артықшылықтары 5G «жаңа инфрақұрылымының» дамуымен жақсара береді және 5G ақылды мүмкіндіктерін өнеркәсіптік жаңғырту процесінде оның құндылық координаттарын одан әрі кеңейтеді.
Бұрын 2G/3G/4G желісінде мобильді позициялау сценарийлері негізінен төтенше жағдайларға қоңырау шалуға, заңды орналасқан жерге қол жеткізуге және басқа да қолданбаларға бағытталған болатын, позициялау дәлдігіне қойылатын талаптар жоғары емес, себебі ондаған метрден жүздеген метрге дейінгі Cell ID дөрекі позициялау дәлдігіне негізделген. 5G жаңа кодтау әдістерін, сәулелік біріктіруді, ірі көлемді антенна массивтерін, миллиметрлік толқын спектрін және басқа да технологияларды қолданса, оның үлкен өткізу қабілеттілігі мен антенна массив технологиясы жоғары дәлдіктегі қашықтықты өлшеу және жоғары дәлдіктегі бұрышты өлшеу үшін негіз болып табылады. Сондықтан, дәлдік саласындағы тағы бір UWB спринті тиісті дәуірдің фоны, технологиялық негіз және жеткілікті қолдану перспективаларымен қолдау табады, және бұл UWB дәлдік спринтін сандық интеллекттің жаңғыруына сәйкес келетін алдын ала орналасу ретінде қарастыруға болады.
Millimetre UW қандай нарықтарды ашады?
Қазіргі уақытта UWB нарықтық таралуы негізінен B-ұшындағы дисперсиямен және C-ұшындағы концентрациямен сипатталады. Қолдануда B-ұшында пайдалану жағдайлары көбірек, ал C-ұшында өнімділікті анықтау үшін көбірек қиял кеңістігі бар. Менің ойымша, позициялау өнімділігіне бағытталған бұл инновация UWB-ның дәл позициялаудағы артықшылықтарын біріктіреді, бұл тек қолданыстағы қолданбалар үшін өнімділік серпілістерін әкеліп қана қоймай, сонымен қатар UWB-ға жаңа қолданба кеңістігін ашуға мүмкіндік береді.
B-end нарығында, саябақтар, зауыттар, кәсіпорындар және басқа да сценарийлер үшін, оның нақты аймағының сымсыз ортасы салыстырмалы түрде сенімді және позициялау дәлдігіне үнемі кепілдік беруге болады, ал мұндай көріністер дәл позициялауды қабылдауға тұрақты сұранысты сақтайды немесе миллиметрлік деңгейдегі UWB жақын арада нарықтың артықшылығына бағытталған болады.
Тау-кен өндірісі жағдайында, ақылды шахта құрылысының дамуымен, «5G+UWB позициялау» біріктіру шешімі ақылды тау-кен жүйесін өте қысқа мерзімде толық позициялауға, дәл позициялау мен төмен қуат тұтынудың тамаша үйлесіміне қол жеткізуге және жоғары дәлдік, үлкен сыйымдылық және ұзақ күту уақыты сияқты сипаттамаларды жүзеге асыруға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, шахтаның қауіпсіздігін басқаруға негізделгенде, оны шахтаның қауіпсіздігін және шахтаның қауіпсіздігін басқаруды қамтамасыз ету үшін пайдалануға болады. Сонымен қатар, шахта қауіпсіздігін басқаруға деген қатты сұранысқа негізделгенде, UWB персоналды күнделікті басқаруда және автомобиль жолында да қолданылады. Қазіргі уақытта елде шамамен 4000 көмір шахталары бар, ал әрбір көмір шахтасының базалық станциясына орташа сұраныс шамамен 100-ге жуық, осыдан көмір шахтасының базалық станциясына жалпы сұраныс шамамен 400 000, көмір кеншілерінің жалпы саны шамамен 4 миллион адамды құрайды деп бағалауға болады, 1 адам 1 белгі бойынша, UWB-ге деген сұраныс шамамен 4 миллион адамды құрайды. Қазіргі соңғы пайдаланушының бірыңғай нарықтық бағамен сатып алуына сәйкес, UWB «базалық станция + тег» аппараттық құрал нарығындағы көмір нарығының өнім құны шамамен 4 миллиард долларды құрайды.
Тау-кен өндірісі және мұнай өндіру, электр станциялары, химиялық зауыттар және т.б. сияқты жоғары қауіпті сценарийлердегі тау-кен жұмыстары, позициялау дәлдігіне қойылатын талаптар жоғарырақ, UWB позициялау дәлдігін миллиметр деңгейіне дейін арттыру мұндай салалардағы артықшылықтарын нығайтуға көмектеседі.
Өнеркәсіптік өндірісте, қоймада және логистикада UWB шығындарды азайту және тиімділік құралына айналды. UWB технологиясы бар қол құрылғыларын пайдаланатын жұмысшылар әртүрлі бөлшектерді дәлірек таба және орналастыра алады; UWB технологиясын қойма басқаруына біріктіретін басқару жүйесін құру қоймалардағы барлық материалдар мен персоналды нақты уақыт режимінде дәл бақылай алады, қорларды бақылауға, персоналды басқаруға қол жеткізе алады, сонымен бірге AGV жабдықтары арқылы тиімді және қатесіз басқарылмайтын материалдар айналымына қол жеткізе алады, бұл өндіріс тиімділігін айтарлықтай арттыра алады.
Сонымен қатар, UWB-ның миллиметрлік секірісі теміржол көлігі саласында жаңа қолданбаларды аша алады. Қазіргі уақытта пойыздың белсенді басқару жүйесі негізінен жер асты туннельдері ортасында, сондай-ақ қалалық биік ғимараттарда, каньондарда және басқа да көріністерде спутниктік позициялау істен шығуға бейім. Пойыздағы CBTC позициялау және навигация, соқтығысуды болдырмау және соқтығысуды ерте ескерту бағанына, пойызды дәл тоқтатуға және т.б. UWB технологиясы теміржол көлігінің қауіпсіздігі мен бақылауына сенімді техникалық қолдау көрсете алады. Қазіргі уақытта Еуропа мен Америка Құрама Штаттарында бұл қолдану түрі шашыраңқы қолдану жағдайларына ие.
C-терминал нарығында UWB дәлдігін миллиметр деңгейіне дейін арттыру көлік құралдары үшін цифрлық кілттерден басқа жаңа қолданба сценарийлерін ашады. Мысалы, автоматты валет тұрағы, автоматты төлем және тағы басқалар. Сонымен қатар, жасанды интеллект технологиясына негізделген бұл пайдаланушының қозғалыс үлгілері мен әдеттерін «үйренуге» және автоматты жүргізу технологиясының өнімділігін жақсартуға мүмкіндік береді.
Тұтынушылық электроника саласында UWB цифрлық автомобиль кілттерінің көлік-машина өзара әрекеттесуі толқынында смартфондар үшін стандартты технологияға айналуы мүмкін. UWB дәлдігін жақсарту өнімдерді орналастыру және іздеу үшін кеңірек қолданба кеңістігін ашумен қатар, жабдықтың өзара әрекеттесу сценарийлері үшін жаңа қолданба кеңістігін де аша алады. Мысалы, UWB дәлдік диапазоны құрылғылар арасындағы қашықтықты дәл басқара алады, кеңейтілген шындық көрінісін реттей алады, ойын, аудио және бейне сенсорлық тәжірибені жақсартады.
Жарияланған уақыты: 04 қыркүйек 2023 ж.