Bản gốc: Ulink Media
Tác giả: 旸谷
Gần đây, công ty bán dẫn NXP của Hà Lan, phối hợp với công ty Lateration XYZ của Đức, đã đạt được khả năng định vị chính xác đến từng milimet của các vật phẩm và thiết bị UWB khác bằng công nghệ băng thông siêu rộng.Giải pháp mới này mang đến những khả năng mới cho các tình huống ứng dụng khác nhau đòi hỏi phải định vị và theo dõi chính xác, đánh dấu một tiến bộ thiết yếu trong lịch sử phát triển công nghệ UWB.
Trên thực tế, độ chính xác đến từng centimet của UWB hiện tại trong lĩnh vực định vị đã được thực hiện nhanh chóng và chi phí phần cứng cao hơn cũng khiến người dùng và nhà cung cấp giải pháp phải đau đầu về cách giải quyết những khó khăn về chi phí và triển khai.Lúc này “cuộn” đến mức milimet có cần thiết không?Và UWB cấp milimet sẽ mang lại những cơ hội thị trường nào?
Tại sao UWB quy mô milimet khó tiếp cận?
Là một phương pháp định vị và phạm vi có độ chính xác cao, độ chính xác cao, bảo mật cao, định vị trong nhà UWB về mặt lý thuyết có thể đạt tới độ chính xác đến từng milimet hoặc thậm chí micromet, nhưng trong quá trình triển khai thực tế, nó vẫn duy trì ở mức centimet trong một thời gian dài, chủ yếu là do các yếu tố sau ảnh hưởng đến độ chính xác thực tế của định vị UWB:
1. Ảnh hưởng của chế độ triển khai cảm biến đến độ chính xác định vị
Trong quá trình giải quyết độ chính xác của vị trí thực tế, việc tăng số lượng cảm biến có nghĩa là tăng thông tin dư thừa và thông tin dư thừa phong phú có thể làm giảm thêm lỗi định vị.Tuy nhiên, độ chính xác định vị không tăng với các cảm biến tốt nhất và khi số lượng cảm biến được tăng lên đến một con số nhất định, mức đóng góp vào độ chính xác định vị không lớn khi tăng số lượng cảm biến.Và việc tăng số lượng cảm biến đồng nghĩa với việc giá thành của thiết bị cũng tăng lên.Do đó, làm thế nào để tìm ra sự cân bằng giữa số lượng cảm biến và độ chính xác định vị, từ đó triển khai hợp lý cảm biến UWB là trọng tâm nghiên cứu về tác động của việc triển khai cảm biến đến độ chính xác định vị.
2. Ảnh hưởng của hiệu ứng đa đường
Trong quá trình truyền tín hiệu định vị băng tần siêu rộng UWB bị phản xạ và khúc xạ bởi môi trường xung quanh như tường, kính và các vật thể trong nhà như máy tính để bàn trong quá trình truyền sóng, dẫn đến hiệu ứng đa đường.Tín hiệu thay đổi về độ trễ, biên độ và pha, dẫn đến suy giảm năng lượng và giảm tỷ lệ tín hiệu trên tạp âm, dẫn đến tín hiệu đầu tiên đến không trực tiếp, gây ra lỗi phạm vi và giảm độ chính xác định vị .Do đó, việc triệt tiêu hiệu quả hiệu ứng đa đường có thể cải thiện độ chính xác định vị và các phương pháp hiện tại để triệt tiêu đa đường chủ yếu bao gồm các kỹ thuật MUSIC, ESPRIT và phát hiện cạnh.
3. Tác động của NLOS
Truyền sóng tầm nhìn (LOS) là điều kiện tiên quyết và tiên quyết để đảm bảo độ chính xác của kết quả đo tín hiệu, khi không thể đáp ứng các điều kiện giữa mục tiêu định vị di động và trạm gốc thì việc truyền tín hiệu chỉ có thể được thực hiện hoàn thành trong các điều kiện không có tầm nhìn như khúc xạ và nhiễu xạ.Tại thời điểm này, thời gian của xung đến đầu tiên không đại diện cho giá trị thực của TOA và hướng của xung đến đầu tiên không phải là giá trị thực của AOA, điều này sẽ gây ra một số lỗi định vị nhất định.Hiện nay, các phương pháp chính để loại bỏ lỗi không theo đường ngắm là phương pháp Wylie và phương pháp loại bỏ tương quan.
4. Tác động của cơ thể con người đến độ chính xác định vị
Thành phần chính của cơ thể con người là nước, nước trên tín hiệu xung không dây UWB có tác dụng hấp thụ mạnh, dẫn đến suy giảm cường độ tín hiệu, sai lệch thông tin và ảnh hưởng đến hiệu ứng định vị cuối cùng
5. Tác động của việc suy yếu khả năng xuyên thấu tín hiệu
Mọi tín hiệu xuyên qua tường và các thực thể khác sẽ bị suy yếu, UWB cũng không ngoại lệ.Khi định vị UWB xuyên qua bức tường gạch thông thường, tín hiệu sẽ yếu đi khoảng một nửa.Những thay đổi về thời gian truyền tín hiệu do xuyên tường cũng sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác của việc định vị.
Do cơ thể con người nên khó có thể phá vỡ sự xuyên thấu tín hiệu do độ chính xác của cú va chạm, NXP và công ty LaterationXYZ của Đức sẽ thông qua các giải pháp bố trí cảm biến cải tiến để nâng cao công nghệ UWB, chưa có kết quả cải tiến cụ thể nào được hiển thị , Tôi chỉ có thể được phát hành từ trang web chính thức của các bài viết kỹ thuật trước đây của NXP để đưa ra những suy đoán có liên quan.
Về động lực cải thiện độ chính xác của UWB, tôi tin rằng đây trước hết là NXP với tư cách là công ty UWB hàng đầu thế giới để đối phó với các nhà sản xuất trong nước hiện nay về đổi mới quy mô lớn trong tình hình đột phá và phòng thủ kỹ thuật.Xét cho cùng, công nghệ UWB hiện tại vẫn đang trong giai đoạn phát triển bùng nổ, chi phí, ứng dụng và quy mô tương ứng vẫn chưa ổn định, lúc này các nhà sản xuất trong nước đang quan tâm hơn đến việc sản phẩm UWB cập bến càng sớm càng tốt. và lan rộng, để chiếm lĩnh thị trường, không có thời gian quan tâm đến độ chính xác của UWB để cải thiện sự đổi mới.NXP, với tư cách là một trong những công ty hàng đầu trong lĩnh vực UWB, có hệ sinh thái sản phẩm hoàn chỉnh cũng như nhiều năm cày xới sâu sức mạnh kỹ thuật tích lũy, thoải mái hơn khi thực hiện đổi mới UWB.
Thứ hai, NXP lần này hướng tới UWB cấp milimet, cũng nhận thấy tiềm năng vô hạn của sự phát triển trong tương lai của UWB và tin chắc rằng việc cải thiện độ chính xác sẽ mang lại những ứng dụng mới cho thị trường.
Theo tôi, ưu điểm của UWB sẽ tiếp tục được cải thiện với sự tiến bộ của "cơ sở hạ tầng mới" 5G, đồng thời mở rộng hơn nữa tọa độ giá trị của nó trong quá trình nâng cấp công nghiệp để trao quyền thông minh 5G.
Trước đây, trong mạng 2G/3G/4G, các kịch bản định vị di động chủ yếu tập trung vào các cuộc gọi khẩn cấp, truy cập vị trí hợp pháp và các ứng dụng khác, yêu cầu về độ chính xác định vị không cao, dựa trên độ chính xác định vị thô của Cell ID từ hàng chục mét đến hàng trăm mét. mét.Trong khi 5G sử dụng các phương pháp mã hóa mới, phản ứng tổng hợp chùm tia, mảng ăng-ten quy mô lớn, phổ sóng milimet và các công nghệ khác, thì công nghệ mảng ăng-ten và băng thông lớn của nó sẽ cung cấp cơ sở cho phép đo khoảng cách có độ chính xác cao và đo góc có độ chính xác cao.Do đó, một vòng chạy nước rút UWB khác trong lĩnh vực độ chính xác được hỗ trợ bởi nền tảng thời đại tương ứng, nền tảng công nghệ và triển vọng ứng dụng đầy đủ, và lần chạy nước rút độ chính xác UWB này có thể được coi là một bố cục trước để đáp ứng việc nâng cấp trí tuệ kỹ thuật số.
Millimet UW sẽ mở ra những thị trường nào?
Hiện tại, sự phân bổ thị trường của UWB chủ yếu được đặc trưng bởi sự phân tán ở đầu B và sự tập trung ở đầu C.Trong ứng dụng, đầu B có nhiều trường hợp sử dụng hơn và đầu C có nhiều không gian giàu trí tưởng tượng hơn để khai thác hiệu suất.Theo tôi, sự đổi mới tập trung vào hiệu suất định vị này củng cố ưu điểm của UWB trong định vị chính xác, không chỉ mang lại sự đột phá về hiệu suất cho các ứng dụng hiện có mà còn tạo cơ hội cho UWB mở ra không gian ứng dụng mới.
Trong thị trường B-end, đối với công viên, nhà máy, doanh nghiệp và các tình huống khác, môi trường không dây ở khu vực cụ thể của nó tương đối chắc chắn và độ chính xác định vị có thể được đảm bảo nhất quán, trong khi những cảnh như vậy cũng duy trì nhu cầu ổn định về nhận thức định vị chính xác, hoặc sẽ trở thành UWB cấp milimet sẽ sớm nhắm đến lợi thế của thị trường.
Trong kịch bản khai thác, với sự tiến bộ của việc xây dựng mỏ thông minh, giải pháp tổng hợp "định vị 5G+UWB" có thể giúp hệ thống khai thác thông minh hoàn thành việc định vị trong thời gian rất ngắn, đạt được sự kết hợp hoàn hảo giữa định vị chính xác và mức tiêu thụ điện năng thấp, và nhận ra các đặc điểm về độ chính xác cao, công suất lớn và thời gian chờ lâu, v.v. Đồng thời, dựa trên việc quản lý an toàn mỏ, nó có thể được sử dụng để đảm bảo an toàn cho mỏ và quản lý an toàn của mỏ.Đồng thời, dựa trên nhu cầu khó khăn về quản lý an toàn mỏ, UWB cũng sẽ được sử dụng trong việc quản lý nhân sự hàng ngày và đường ray ô tô.Hiện nay, cả nước có quy mô mỏ than nhất định khoảng 4000 mỏ trở lên, nhu cầu bình quân cho mỗi trạm gốc của mỏ than khoảng 100 trạm trở lên, từ đó có thể ước tính tổng nhu cầu trạm gốc mỏ than khoảng 400.000, tổng số thợ khai thác than khoảng 4 triệu người, theo 1 người 1 nhãn, nhu cầu về thẻ UWB khoảng 4 triệu người.Theo người dùng cuối hiện tại để mua một mức giá thị trường duy nhất, thị trường than trong thị trường phần cứng "trạm cơ sở + thẻ" UWB có giá trị sản lượng khoảng 4 tỷ đồng.
Khai thác và khai thác các kịch bản rủi ro cao tương tự và khai thác dầu, nhà máy điện, nhà máy hóa chất, v.v., nhu cầu quản lý an toàn cho yêu cầu độ chính xác định vị cao hơn, độ chính xác định vị UWB đến nâng cao cấp độ milimet sẽ giúp củng cố lợi thế của nó trong các lĩnh vực đó.
Trong các tình huống sản xuất công nghiệp, kho bãi và hậu cần, UWB đã trở thành một công cụ giúp giảm chi phí và hiệu quả.Công nhân sử dụng thiết bị cầm tay có công nghệ UWB có thể định vị và đặt các bộ phận khác nhau chính xác hơn;việc xây dựng hệ thống quản lý tích hợp công nghệ UWB trong quản lý kho có thể giám sát chính xác tất cả các loại vật tư và nhân sự trong kho theo thời gian thực, đồng thời đạt được khả năng kiểm soát hàng tồn kho, quản lý nhân sự, đồng thời đạt được nguyên liệu không người lái hiệu quả và không có lỗi doanh thu thông qua thiết bị AGV, có thể nâng cao hiệu quả sản xuất đáng kể.
Ngoài ra, bước nhảy vọt từng milimet của UWB còn có thể mở ra những ứng dụng mới trong lĩnh vực vận tải đường sắt.Hiện tại, hệ thống điều khiển chủ động của tàu chủ yếu dựa vào việc định vị vệ tinh để hoàn thiện, đối với môi trường đường hầm dưới lòng đất cũng như các tòa nhà cao tầng đô thị, hẻm núi và các cảnh quan khác, việc định vị vệ tinh rất dễ bị lỗi.Công nghệ UWB trong định vị và điều hướng CBTC của tàu, cột tránh va chạm và cảnh báo sớm va chạm, dừng tàu chính xác, v.v., có thể cung cấp hỗ trợ kỹ thuật đáng tin cậy hơn cho sự an toàn và kiểm soát vận tải đường sắt.Hiện tại, loại ứng dụng này ở Châu Âu và Hoa Kỳ có rất nhiều trường hợp ứng dụng rải rác.
Trong thị trường thiết bị đầu cuối C, việc nâng cao độ chính xác đến từng milimet của UWB sẽ mở ra các kịch bản ứng dụng mới ngoài chìa khóa kỹ thuật số cho cảnh xe.Ví dụ: dịch vụ đỗ xe có người phục vụ tự động, thanh toán tự động, v.v.Đồng thời, dựa trên công nghệ trí tuệ nhân tạo, cũng có thể "tìm hiểu" kiểu dáng và thói quen di chuyển của người dùng, đồng thời cải thiện hiệu suất của công nghệ lái xe tự động.
Trong lĩnh vực điện tử tiêu dùng, UWB có thể trở thành công nghệ tiêu chuẩn cho điện thoại thông minh dưới làn sóng tương tác ô tô-máy móc của chìa khóa ô tô kỹ thuật số.Ngoài việc mở ra không gian ứng dụng rộng hơn cho việc định vị và tìm kiếm sản phẩm, việc cải thiện độ chính xác của UWB cũng có thể mở ra không gian ứng dụng mới cho các tình huống tương tác giữa thiết bị.Ví dụ: phạm vi chính xác của UWB có thể kiểm soát chính xác khoảng cách giữa các thiết bị, để điều chỉnh cấu trúc cảnh thực tế tăng cường, giúp trò chơi, âm thanh và video mang lại trải nghiệm cảm giác tốt hơn.
Thời gian đăng: Sep-04-2023