ორიგინალი: Ulink Media
ავტორი: 旸谷
ცოტა ხნის წინ, ჰოლანდიურმა ნახევარგამტარულმა კომპანია NXP-მ, გერმანულ კომპანია Lateration XYZ-თან თანამშრომლობით, მოიპოვა შესაძლებლობა, მიაღწიოს სხვა UWB პროდუქტებისა და მოწყობილობების მილიმეტრის დონის სიზუსტით პოზიციონირებას ულტრაფართოზოლოვანი ტექნოლოგიის გამოყენებით. ეს ახალი გადაწყვეტა ახალ შესაძლებლობებს ქმნის სხვადასხვა გამოყენების სცენარებისთვის, რომლებიც საჭიროებენ ზუსტ პოზიციონირებას და თვალყურის დევნებას, რაც არსებით წინსვლას წარმოადგენს UWB ტექნოლოგიების განვითარების ისტორიაში.
სინამდვილეში, პოზიციონირების სფეროში UWB-ის სანტიმეტრის დონის სიზუსტის ამჟამინდელი დონე სწრაფად იქნა მიღწეული და აპარატურის მაღალი ღირებულება მომხმარებლებსა და გადაწყვეტილებების მიმწოდებლებს თავის ტკივილს უქმნის ხარჯებისა და განლაგების სირთულეების გადაჭრასთან დაკავშირებით. ამ დროს მილიმეტრულ დონემდე „გადაგორება“ აუცილებელია? და რა საბაზრო შესაძლებლობებს მოიტანს მილიმეტრული დონის UWB?
რატომ არის მილიმეტრიანი მასშტაბის UWB-ის მიღწევა რთული?
როგორც მაღალი სიზუსტის, მაღალი სიზუსტის, მაღალი უსაფრთხოების პოზიციონირებისა და დიაპაზონის მეთოდი, UWB შიდა პოზიციონირებას თეორიულად შეუძლია მიაღწიოს მილიმეტრიან ან თუნდაც მიკრომეტრიულ სიზუსტეს, მაგრამ ფაქტობრივი განლაგებისას ის დიდი ხნის განმავლობაში სანტიმეტრის დონეზე რჩება, ძირითადად შემდეგი ფაქტორების გამო, რომლებიც გავლენას ახდენენ UWB პოზიციონირების რეალურ სიზუსტეზე:
1. სენსორის განლაგების რეჟიმის გავლენა პოზიციონირების სიზუსტეზე
პოზიციონირების სიზუსტის რეალური ამოხსნის პროცესში, სენსორების რაოდენობის ზრდა ნიშნავს ზედმეტი ინფორმაციის ზრდას, ხოლო მდიდარი ზედმეტი ინფორმაცია კიდევ უფრო ამცირებს პოზიციონირების შეცდომას. თუმცა, პოზიციონირების სიზუსტე არ იზრდება საუკეთესო სენსორების შემთხვევაში და როდესაც სენსორების რაოდენობა გარკვეულ რაოდენობამდე იზრდება, პოზიციონირების სიზუსტეში წვლილი დიდი არ არის სენსორების ზრდასთან ერთად. სენსორების რაოდენობის ზრდა კი ნიშნავს, რომ აღჭურვილობის ღირებულება იზრდება. ამიტომ, სენსორების რაოდენობასა და პოზიციონირების სიზუსტეს შორის ბალანსის პოვნა და ამგვარად UWB სენსორების გონივრული განლაგება არის კვლევის ფოკუსი, რომელიც ეხება სენსორების განლაგების გავლენას პოზიციონირების სიზუსტეზე.
2. მრავალმხრივი ეფექტის გავლენა
UWB ულტრაფართოზოლოვანი პოზიციონირების სიგნალები გავრცელების პროცესში აირეკლება და გარდატყდება გარემომცველი გარემოს, როგორიცაა კედლები, მინა და შიდა ობიექტები, როგორიცაა სამუშაო მაგიდები, მიერ, რაც იწვევს მრავალმხრივ ეფექტებს. სიგნალის შეფერხება, ამპლიტუდა და ფაზა იცვლება, რაც იწვევს ენერგიის შესუსტებას და სიგნალ-ხმაურის თანაფარდობის შემცირებას, რაც იწვევს იმ ფაქტს, რომ პირველი მიღწეული სიგნალი არ არის პირდაპირი, რაც იწვევს დიაპაზონის შეცდომებს და პოზიციონირების სიზუსტის შემცირებას. ამრიგად, მრავალმხრივი ეფექტის ეფექტურ ჩახშობას შეუძლია გააუმჯობესოს პოზიციონირების სიზუსტე და მრავალმხრივი ჩახშობის ამჟამინდელი მეთოდები ძირითადად მოიცავს MUSIC-ს, ESPRIT-ს და კიდეების აღმოჩენის ტექნიკას.
3. არასაკონტროლო ობიექტის გავლენა
ხილვადობის ხაზით გავრცელება (LOS) სიგნალის გაზომვის შედეგების სიზუსტის უზრუნველყოფის პირველი და წინაპირობაა. როდესაც მობილური პოზიციონირების სამიზნესა და საბაზო სადგურს შორის პირობები ვერ კმაყოფილდება, სიგნალის გავრცელება შესაძლებელია მხოლოდ არა-ხილვადობის ხაზზე მყოფ პირობებში, როგორიცაა რეფრაქცია და დიფრაქცია. ამ დროს, პირველი მოსული იმპულსის დრო არ წარმოადგენს TOA-ს რეალურ მნიშვნელობას, ხოლო პირველი მოსული იმპულსის მიმართულება არ არის AOA-ს რეალური მნიშვნელობა, რაც იწვევს გარკვეულ პოზიციონირების შეცდომას. ამჟამად, არა-ხილვადობის ხაზზე მყოფი შეცდომის აღმოფხვრის ძირითადი მეთოდებია უაილის მეთოდი და კორელაციის აღმოფხვრის მეთოდი.
4. ადამიანის სხეულის გავლენა პოზიციონირების სიზუსტეზე
ადამიანის სხეულის ძირითადი კომპონენტი წყალია, UWB უკაბელო პულსურ სიგნალზე წყალს აქვს ძლიერი შთანთქმის ეფექტი, რაც იწვევს სიგნალის სიძლიერის შესუსტებას, ინფორმაციის დიაპაზონის გადახრას და გავლენას ახდენს საბოლოო პოზიციონირების ეფექტზე.
5. სიგნალის შეღწევადობის შესუსტების გავლენა
კედლებსა და სხვა ობიექტებში სიგნალის შეღწევა შესუსტდება, UWB გამონაკლისი არ არის. როდესაც UWB პოზიციონირება ჩვეულებრივ აგურის კედელში აღწევს, სიგნალი დაახლოებით ნახევარით შესუსტდება. კედელში შეღწევის გამო სიგნალის გადაცემის დროის ცვლილებები ასევე გავლენას მოახდენს პოზიციონირების სიზუსტეზე.
ადამიანის სხეულის გამო, ზემოქმედების სიზუსტით გამოწვეული სიგნალის შეღწევადობის გვერდის ავლა რთულია, NXP და გერმანული LaterationXYZ კომპანია UWB ტექნოლოგიის გასაუმჯობესებლად ინოვაციური სენსორული განლაგების გადაწყვეტილებების გამოყენებით განახორციელებენ, ინოვაციური შედეგების კონკრეტული ჩვენება არ ყოფილა, შესაბამისი ვარაუდების გასაკეთებლად მხოლოდ NXP-ის ოფიციალური ვებსაიტიდან წარსული ტექნიკური სტატიების გამოქვეყნება შემიძლია.
რაც შეეხება UWB-ის სიზუსტის გაუმჯობესების მოტივაციას, მე მჯერა, რომ ეს, პირველ რიგში, NXP-ს, როგორც მსოფლიოში წამყვან UWB მოთამაშეს, აკავშირებს მასშტაბური ინოვაციების ამჟამინდელ ადგილობრივ მწარმოებლებთან გარღვევის სიტუაციასა და ტექნიკურ დაცვაში. ყოველივე ამის შემდეგ, მიმდინარე UWB ტექნოლოგია ჯერ კიდევ განვითარების ბუმის ეტაპზეა და შესაბამისი ღირებულება, გამოყენება და მასშტაბი ჯერ კიდევ არ არის სტაბილიზებული, ამ დროს ადგილობრივი მწარმოებლები უფრო მეტად ზრუნავენ UWB პროდუქტების რაც შეიძლება სწრაფად გავრცელებაზე, ბაზრის დაკავებაზე, არ აქვთ დრო, რომ იზრუნონ UWB სიზუსტეზე ინოვაციების გასაუმჯობესებლად. NXP, როგორც UWB სფეროში ერთ-ერთი წამყვანი მოთამაშე, აქვს სრულყოფილი პროდუქტის ეკოსისტემა, ასევე დაგროვილი ტექნიკური სიძლიერის მრავალწლიანი ღრმად დამუშავება, რაც უფრო კომფორტულს ხდის UWB ინოვაციების განხორციელებას.
მეორეც, NXP ამჯერად მილიმეტრიანი დონის UWB-ისკენ მიისწრაფვის, ასევე ხედავს UWB-ის მომავალი განვითარების უსასრულო პოტენციალს და დარწმუნებულია, რომ სიზუსტის გაუმჯობესება ბაზარზე ახალ აპლიკაციებს გამოიტანს.
ჩემი აზრით, UWB-ის დადებითი მხარეები გააგრძელებს გაუმჯობესებას 5G „ახალი ინფრასტრუქტურის“ განვითარებასთან ერთად და კიდევ უფრო გააფართოვებს მის ღირებულებით კოორდინატებს 5G ჭკვიანი გაძლიერების ინდუსტრიული განახლების პროცესში.
ადრე, 2G/3G/4G ქსელში, მობილური პოზიციონირების სცენარები ძირითადად ორიენტირებული იყო საგანგებო ზარებზე, ლეგალურ მდებარეობაზე წვდომასა და სხვა აპლიკაციებზე, პოზიციონირების სიზუსტის მოთხოვნები მაღალი არ არის და ეფუძნება Cell ID-ის უხეში პოზიციონირების სიზუსტეს ათობით მეტრიდან ასობით მეტრამდე. მიუხედავად იმისა, რომ 5G იყენებს ახალ კოდირების მეთოდებს, სხივის შერწყმას, ფართომასშტაბიან ანტენის მასივებს, მილიმეტრიან ტალღის სპექტრს და სხვა ტექნოლოგიებს, მისი დიდი გამტარობა და ანტენის მასივის ტექნოლოგია უზრუნველყოფს მაღალი სიზუსტით მანძილის გაზომვისა და მაღალი სიზუსტით კუთხის გაზომვის საფუძველს. ამიტომ, სიზუსტის სფეროში UWB სპრინტის კიდევ ერთ რაუნდს მხარს უჭერს შესაბამისი ეპოქის ფონი, ტექნოლოგიური საფუძველი და საკმარისი გამოყენების პერსპექტივები, და ეს UWB სიზუსტის სპრინტი შეიძლება ჩაითვალოს წინასწარ განლაგებად ციფრული ინტელექტის განახლების დასაკმაყოფილებლად.
რომელ ბაზრებს გახსნის Millimetre UW?
ამჟამად, UWB-ის ბაზრის განაწილება ძირითადად ხასიათდება B-ბოლოს დისპერსიით და C-ბოლოს კონცენტრაციით. გამოყენებაში, B-ბოლოს უფრო მეტი გამოყენების შემთხვევა აქვს, ხოლო C-ბოლოს უფრო მეტი შემოქმედებითი სივრცე შესრულების მაინინგისთვის. ჩემი აზრით, პოზიციონირების შესრულებაზე ორიენტირებული ეს ინოვაცია აძლიერებს UWB-ის უპირატესობებს ზუსტ პოზიციონირებაში, რაც არა მხოლოდ არსებული აპლიკაციებისთვის შესრულების გაუმჯობესებას მოაქვს, არამედ UWB-სთვის ახალი აპლიკაციების სივრცის გახსნის შესაძლებლობებსაც ქმნის.
B-end ბაზარზე, პარკებისთვის, ქარხნებისთვის, საწარმოებისთვის და სხვა სცენარებისთვის, მისი კონკრეტული ტერიტორიის უკაბელო გარემო შედარებით გარკვეულია და პოზიციონირების სიზუსტე შეიძლება მუდმივად გარანტირებული იყოს, ხოლო ასეთი სცენები ასევე ინარჩუნებს სტაბილურ მოთხოვნას ზუსტი პოზიციონირების აღქმაზე, ან გახდება მილიმეტრიანი დონის UWB, რომელიც მალე ბაზრის უპირატესობაზე იქნება ორიენტირებული.
სამთო სცენარში, ინტელექტუალური მაღაროების მშენებლობის განვითარებასთან ერთად, „5G+UWB პოზიციონირების“ შერწყმის გადაწყვეტას შეუძლია ინტელექტუალური სამთო სისტემის პოზიციონირება ძალიან მოკლე დროში დაასრულოს, მიაღწიოს ზუსტი პოზიციონირებისა და დაბალი ენერგომოხმარების იდეალურ კომბინაციას და მიაღწიოს მაღალი სიზუსტის, დიდი ტევადობისა და ხანგრძლივი ლოდინის დროის მახასიათებლებს და ა.შ. ამავდროულად, მაღაროს უსაფრთხოების მართვის საფუძველზე, მისი გამოყენება შესაძლებელია მაღაროს უსაფრთხოებისა და მაღაროს უსაფრთხოების მართვის უზრუნველსაყოფად. ამავდროულად, მაღაროს უსაფრთხოების მართვის მკაცრი მოთხოვნის საფუძველზე, UWB ასევე გამოყენებული იქნება პერსონალის და მანქანების ტრასის ყოველდღიურ მართვაში. ამჟამად, ქვეყანაში გარკვეული მასშტაბის ქვანახშირის მაღაროებია დაახლოებით 4000 და თითოეული ქვანახშირის მაღაროს საბაზო სადგურზე საშუალო მოთხოვნა დაახლოებით 100-ია, საიდანაც შეიძლება შეფასდეს, რომ ქვანახშირის მაღაროს საბაზო სადგურზე მთლიანი მოთხოვნა დაახლოებით 400,000-ია, ქვანახშირის მაღაროელების რაოდენობა დაახლოებით 4 მილიონი ადამიანია, ერთი ადამიანის მიხედვით, UWB მაღაროებზე მოთხოვნა დაახლოებით 4 მილიონია. ამჟამინდელი საბოლოო მომხმარებლის ერთიანი ბაზრის ფასის შესაძენად, UWB-ის "ბაზისური სადგური + ტეგის" ტექნიკის ბაზარზე ნახშირის ბაზარი დაახლოებით 4 მილიარდი გამომავალი ღირებულებით არის.
მსგავსი მაღალი რისკის სცენარების სამთო და სამთო მოპოვება, ასევე ნავთობის მოპოვება, ელექტროსადგურები, ქიმიური ქარხნები და ა.შ., უსაფრთხოების მართვის საჭიროებები პოზიციონირების სიზუსტის მოთხოვნებისთვის უფრო მაღალია, UWB პოზიციონირების სიზუსტის მილიმეტრიან დონეზე გაუმჯობესება ხელს შეუწყობს მისი უპირატესობების განმტკიცებას ასეთ სფეროებში.
სამრეწველო წარმოებაში, საწყობებსა და ლოჯისტიკურ სცენარებში, UWB (User-Web Board - UWB) ხარჯების შემცირებისა და ეფექტურობის ინსტრუმენტად იქცა. UWB ტექნოლოგიით აღჭურვილი ხელის მოწყობილობების გამოყენებით მომუშავე მუშაკებს შეუძლიათ უფრო ზუსტად განსაზღვრონ და განათავსონ სხვადასხვა ნაწილები; საწყობის მართვაში UWB ტექნოლოგიის ინტეგრირებული მართვის სისტემის შექმნა საშუალებას იძლევა რეალურ დროში ზუსტად აკონტროლონ საწყობებში არსებული ყველა სახის მასალა და პერსონალი, მიაღწიონ ინვენტარის კონტროლს, პერსონალის მართვას და ამავდროულად, AGV აღჭურვილობის საშუალებით მიაღწიონ ეფექტურ და უშეცდომო უპილოტო მასალების ბრუნვას, რაც მნიშვნელოვნად გაზრდის წარმოების ეფექტურობას.
გარდა ამისა, UWB-ის მილიმეტრიანმა ნახტომმა ასევე შეიძლება გახსნას ახალი გამოყენება რკინიგზის ტრანსპორტის სფეროში. ამჟამად, მატარებლის აქტიური მართვის სისტემა ძირითადად ეყრდნობა თანამგზავრულ პოზიციონირებას, მიწისქვეშა გვირაბების გარემოსთვის, ასევე ქალაქის მაღალსართულიანი შენობებისთვის, კანიონებისთვის და სხვა ადგილებისთვის, თანამგზავრული პოზიციონირება მიდრეკილია წარუმატებლობისკენ. UWB ტექნოლოგია მატარებლის CBTC პოზიციონირებასა და ნავიგაციაში, სვეტში შეჯახების თავიდან აცილებასა და შეჯახების ადრეულ გაფრთხილებაში, მატარებლის ზუსტ გაჩერებაში და ა.შ., შეუძლია უზრუნველყოს უფრო საიმედო ტექნიკური მხარდაჭერა რკინიგზის ტრანსპორტის უსაფრთხოებისა და კონტროლისთვის. ამჟამად, ამ ტიპის გამოყენებას ევროპასა და შეერთებულ შტატებში აქვს გაფანტული გამოყენების შემთხვევები.
C-ტერმინალის ბაზარზე, UWB სიზუსტის მილიმეტრამდე დონის გაუმჯობესება გახსნის ახალ გამოყენების სცენარებს ავტომობილის სცენისთვის ციფრული გასაღებების გარდა. მაგალითად, ავტომატური პარკირების სერვისი, ავტომატური გადახდა და ა.შ. ამავდროულად, ხელოვნური ინტელექტის ტექნოლოგიაზე დაყრდნობით, ასევე შესაძლებელია მომხმარებლის მოძრაობის ნიმუშებისა და ჩვევების „შესწავლა“ და ავტომატური მართვის ტექნოლოგიის მუშაობის გაუმჯობესება.
სამომხმარებლო ელექტრონიკის სფეროში, UWB შესაძლოა გახდეს სტანდარტული ტექნოლოგია სმარტფონებისთვის ციფრული მანქანის გასაღებების მანქანა-მანქანის ურთიერთქმედების ტალღის ქვეშ. პროდუქტების პოზიციონირებისა და ძიების უფრო ფართო აპლიკაციების სივრცის გახსნის გარდა, UWB-ის სიზუსტის გაუმჯობესებამ ასევე შეიძლება გახსნას ახალი აპლიკაციების სივრცე აღჭურვილობის ურთიერთქმედების სცენარებისთვის. მაგალითად, UWB-ის ზუსტი დიაპაზონი საშუალებას იძლევა ზუსტად აკონტროლოს მოწყობილობებს შორის მანძილი, შეცვალოს გაფართოებული რეალობის სცენის კონსტრუქცია, თამაშისთვის, აუდიოსთვის და ვიდეოსთვის, რათა უზრუნველყოს უკეთესი სენსორული გამოცდილება.
გამოქვეყნების დრო: 2023 წლის 4 სექტემბერი