Original : Médias Ulink
Auteur : 旸谷
Récemment, la société néerlandaise de semi-conducteurs NXP, en collaboration avec la société allemande Latration XYZ, a acquis la capacité d'obtenir un positionnement de précision millimétrique d'autres éléments et dispositifs UWB en utilisant la technologie ultra-large bande. Cette nouvelle solution apporte de nouvelles possibilités pour divers scénarios d'application nécessitant un positionnement et un suivi précis, marquant une avancée essentielle dans l'histoire du développement de la technologie UWB.
En fait, la précision actuelle au centimètre UWB dans le domaine du positionnement a été obtenue rapidement, et le coût plus élevé du matériel donne également aux utilisateurs et aux fournisseurs de solutions des maux de tête sur la manière de résoudre les difficultés de coût et de déploiement. A ce moment-là « rouler » au niveau millimétrique, est-ce nécessaire ? Et l'UWB au niveau millimétrique apportera quelles opportunités de marché ?
Pourquoi l’UWB à l’échelle millimétrique est-il difficile à atteindre ?
En tant que méthode de positionnement et de télémétrie de haute précision, de haute précision et de haute sécurité, le positionnement intérieur UWB peut théoriquement atteindre une précision millimétrique, voire micrométrique, mais dans le déploiement réel, il est resté longtemps au niveau centimétrique, principalement en raison aux facteurs suivants qui affectent la précision réelle du positionnement UWB :
1. L'impact du mode de déploiement du capteur sur la précision du positionnement
Dans le processus réel de résolution de la précision de positionnement, l'augmentation du nombre de capteurs signifie une augmentation des informations redondantes, et les riches informations redondantes peuvent réduire davantage l'erreur de positionnement. Cependant, la précision du positionnement n'augmente pas avec les meilleurs capteurs, et lorsque le nombre de capteurs augmente jusqu'à un certain nombre, la contribution à la précision du positionnement n'est pas grande avec l'augmentation du nombre de capteurs. Et l’augmentation du nombre de capteurs entraîne une augmentation du coût des équipements. Par conséquent, la recherche d’un équilibre entre le nombre de capteurs et la précision du positionnement, et donc un déploiement raisonnable des capteurs UWB, est au centre des recherches sur l’impact du déploiement des capteurs sur la précision du positionnement.
2. Influence de l'effet multitrajet
Les signaux de positionnement ultra-large bande UWB sont réfléchis et réfractés par l'environnement environnant tel que les murs, le verre et les objets intérieurs tels que les ordinateurs de bureau pendant le processus de propagation, ce qui entraîne des effets de trajets multiples. Le signal change en termes de retard, d'amplitude et de phase, ce qui entraîne une atténuation d'énergie et une diminution du rapport signal/bruit, ce qui conduit au fait que le premier signal atteint n'est pas direct, provoquant des erreurs de télémétrie et une diminution de la précision de positionnement. . Par conséquent, une suppression efficace de l’effet des trajets multiples peut améliorer la précision du positionnement, et les méthodes actuelles de suppression des trajets multiples incluent principalement les techniques MUSIC, ESPRIT et de détection de contours.
3. Impact de la NLOS
La propagation en ligne de visée (LOS) est la première et la condition préalable pour garantir l'exactitude des résultats de mesure du signal. Lorsque les conditions entre la cible de positionnement mobile et la station de base ne peuvent pas être remplies, la propagation du signal ne peut être réalisé dans des conditions hors visibilité directe telles que la réfraction et la diffraction. À ce moment, l'heure de la première impulsion arrivant ne représente pas la valeur réelle de TOA, et la direction de la première impulsion arrivant n'est pas la valeur réelle d'AOA, ce qui provoquera une certaine erreur de positionnement. À l'heure actuelle, les principales méthodes permettant d'éliminer l'erreur hors ligne de visée sont la méthode Wylie et la méthode d'élimination de corrélation.
4. L'impact du corps humain sur la précision du positionnement
Le composant principal du corps humain est l'eau, l'eau sur le signal d'impulsion sans fil UWB a un fort effet d'absorption, entraînant une atténuation de la force du signal, une déviation des informations de portée et affectant l'effet de positionnement final.
5. Impact de l’affaiblissement de la pénétration du signal
Toute pénétration de signal à travers les murs et autres entités sera affaiblie, UWB ne fait pas exception. Lorsque le positionnement UWB pénètre dans un mur de briques ordinaire, le signal sera affaibli d'environ la moitié. Les changements dans le temps de transmission du signal dus à la pénétration dans le mur affecteront également la précision du positionnement.
En raison du corps humain, la pénétration du signal provoquée par la précision de l'impact est difficile à contourner. Le NXP et la société allemande LatationXYZ utiliseront des solutions innovantes de disposition des capteurs pour améliorer la technologie UWB, il n'y a pas eu d'affichage spécifique de résultats innovants. , je ne peux être publié que sur le site officiel du NXP passés articles techniques pour faire la spéculation pertinente.
Quant à la motivation pour améliorer la précision de l'UWB, je pense qu'il s'agit avant tout de NXP, en tant que premier acteur mondial de l'UWB, pour faire face aux fabricants nationaux actuels d'innovations à grande échelle dans les situations d'évasion et de défense technique. Après tout, la technologie UWB actuelle est encore dans une phase de développement en plein essor, et le coût, l'application et l'échelle correspondants n'ont pas encore été stabilisés. À l'heure actuelle, les fabricants nationaux sont plus préoccupés par les produits UWB dès que possible. et la propagation, pour s'emparer du marché, n'a pas le temps de se soucier de la précision UWB pour améliorer l'innovation. NXP, en tant que l'un des principaux acteurs dans le domaine de l'UWB, dispose d'un écosystème de produits complet ainsi que de nombreuses années d'exploitation en profondeur de la force technique accumulée, plus confortable pour mener à bien l'innovation UWB.
Deuxièmement, NXP s'oriente cette fois vers l'UWB au niveau millimétrique, voit également le potentiel infini du développement futur de l'UWB et est convaincu que l'amélioration de la précision amènera de nouvelles applications sur le marché.
À mon avis, les avantages de l'UWB continueront de s'améliorer avec l'avancement de la « nouvelle infrastructure » 5G et d'élargir encore ses coordonnées de valeur dans le processus de mise à niveau industrielle de l'autonomisation intelligente de la 5G.
Auparavant, dans le réseau 2G/3G/4G, les scénarios de positionnement mobile étaient principalement axés sur les appels d'urgence, l'accès légal à l'emplacement et d'autres applications. Les exigences en matière de précision de positionnement ne sont pas élevées, basées sur une précision de positionnement grossière de l'ID de cellule allant de dizaines de mètres à des centaines. de mètres. Alors que la 5G utilise de nouvelles méthodes de codage, la fusion de faisceaux, des réseaux d'antennes à grande échelle, un spectre d'ondes millimétriques et d'autres technologies, sa large bande passante et sa technologie de réseau d'antennes constituent la base d'une mesure de distance et d'une mesure d'angle de haute précision. Par conséquent, un autre cycle de sprint UWB dans le domaine de la précision est soutenu par l'expérience de l'époque correspondante, les fondements technologiques et des perspectives d'application suffisantes, et ce sprint de précision UWB peut être considéré comme un pré-aménagement pour répondre à la mise à niveau de l'intelligence numérique.
Quels marchés Millimeter UW va-t-il ouvrir ?
Actuellement, la répartition du marché des UWB est principalement caractérisée par la dispersion de l’extrémité B et la concentration de l’extrémité C. Dans l'application, le B-end a plus de cas d'utilisation et le C-end a plus d'espace imaginatif pour l'exploration de performances. À mon avis, cette innovation axée sur les performances de positionnement consolide les avantages de l'UWB en matière de positionnement précis, ce qui apporte non seulement des avancées en termes de performances pour les applications existantes, mais crée également des opportunités pour l'UWB d'ouvrir de nouveaux espaces d'applications.
Sur le marché B-end, pour les parcs, les usines, les entreprises et d'autres scénarios, l'environnement sans fil de sa zone spécifique est relativement certain et la précision du positionnement peut être constamment garantie, tandis que de telles scènes maintiennent également une demande stable pour une perception précise du positionnement, ou deviendra un UWB de niveau millimétrique sera bientôt destiné à l'avantage du marché.
Dans le scénario minier, avec l'avancement de la construction de mines intelligentes, la solution de fusion du « positionnement 5G+UWB » peut permettre au système minier intelligent de réaliser un positionnement complet en très peu de temps, d'obtenir la combinaison parfaite d'un positionnement précis et d'une faible consommation d'énergie, et réaliser les caractéristiques de haute précision, de grande capacité et de longue durée de veille, etc. En même temps, sur la base de la gestion de la sécurité de la mine, il peut être utilisé pour assurer la sécurité de la mine et la gestion de la sécurité de la mine. Dans le même temps, compte tenu de la forte demande en matière de gestion de la sécurité dans les mines, l'UWB sera également utilisé dans la gestion quotidienne du personnel et des voies de circulation des véhicules. À l'heure actuelle, le pays possède une certaine taille de mines de charbon, environ 4 000 environ, et la demande moyenne pour chaque station de base de mine de charbon est d'environ 100, à partir de laquelle on peut estimer que la demande totale pour les stations de base de mines de charbon est d'environ 400 000, le nombre total de mineurs de charbon est d'environ 4 millions de personnes, selon l'étiquette 1 personne 1, la demande d'UWB est d'environ 4 millions. Selon l'utilisateur final actuel pour acheter un prix de marché unique, le marché du charbon sur le marché du matériel UWB « station de base + tag » est d'environ 4 milliards en valeur de production.
L'exploitation minière et les scénarios à haut risque similaires et l'extraction de pétrole, les centrales électriques, les usines chimiques, etc., les besoins en matière de gestion de la sécurité pour les exigences de précision de positionnement sont plus élevés, la précision de positionnement UWB au niveau millimétrique aidera à consolider ses avantages dans ces domaines.
Dans les scénarios de fabrication industrielle, d’entreposage et de logistique, l’UWB est devenu un outil de réduction des coûts et d’efficacité. Les travailleurs utilisant des appareils portables dotés de la technologie UWB peuvent localiser et placer diverses pièces avec plus de précision ; la construction d'un système de gestion intégrant la technologie UWB dans la gestion des entrepôts peut surveiller avec précision toutes sortes de matériaux et de personnel dans les entrepôts en temps réel, et réaliser le contrôle des stocks, la gestion du personnel, et en même temps également obtenir du matériel sans pilote efficace et sans erreur chiffre d'affaires grâce à l'équipement AGV, ce qui peut améliorer considérablement l'efficacité de la production.
En outre, le saut millimétrique de l'UWB peut également ouvrir de nouvelles applications dans le domaine du transport ferroviaire. Actuellement, le système de contrôle actif du train repose principalement sur le positionnement par satellite. Pour l'environnement des tunnels souterrains ainsi que pour les immeubles urbains de grande hauteur, les canyons et d'autres scènes, le positionnement par satellite est sujet aux pannes. La technologie UWB dans le positionnement et la navigation CBTC des trains, la colonne d'évitement de collision et d'alerte précoce de collision, l'arrêt de précision des trains, etc., peuvent fournir un support technique plus fiable pour la sécurité et le contrôle du transport ferroviaire. À l'heure actuelle, ce type d'application en Europe et aux États-Unis présente des cas d'application dispersés.
Sur le marché des terminaux C, l'amélioration de la précision UWB au niveau millimétrique ouvrira la voie à de nouveaux scénarios d'application autres que les clés numériques pour le secteur des véhicules. Par exemple, voiturier automatique, paiement automatique, etc. Dans le même temps, sur la base de la technologie de l'intelligence artificielle, on peut également « apprendre » les modèles de mouvement et les habitudes de l'utilisateur et améliorer les performances de la technologie de conduite automatique.
Dans le domaine de l'électronique grand public, l'UWB pourrait devenir la technologie standard pour les smartphones dans le contexte de l'interaction voiture-machine des clés de voiture numériques. En plus d'ouvrir un espace d'application plus large pour les produits de positionnement et de recherche, l'amélioration de la précision de l'UWB peut également ouvrir un nouvel espace d'application pour les scénarios d'interaction avec les équipements. Par exemple, la portée précise de l'UWB peut contrôler avec précision la distance entre les appareils, pour ajuster la construction de la scène de réalité augmentée, pour que le jeu, l'audio et la vidéo apportent une meilleure expérience sensorielle.
Heure de publication : 04 septembre 2023