原文：ユーリンクメディア
著者: 旸谷
最近、オランダの半導体企業 NXP は、ドイツの企業 Lateration XYZ と協力して、超広帯域技術を使用して他の UWB アイテムやデバイスのミリメートルレベルの高精度位置決めを実現する能力を獲得しました。この新しいソリューションは、正確な位置決めと追跡を必要とするさまざまなアプリケーション シナリオに新たな可能性をもたらし、UWB 技術開発の歴史に不可欠な進歩をもたらします。
実際、測位の分野における現在の UWB センチメートルレベルの精度はすぐに実現されており、ハードウェアのコストが高くなっているため、ユーザーとソリューション プロバイダーはコストと展開の問題をどのように解決するかについて頭を悩ませています。このときミリレベルまで「巻く」必要があるのでしょうか？そして、ミリレベルのUWBはどのような市場機会をもたらすのでしょうか?
ミリメートルスケールの UWB に到達するのが難しいのはなぜですか?
高精度、高精度、高セキュリティの測位および測距方法として、UWB 屋内測位は理論的にはミリメートル、さらにはマイクロメートルの精度に達することができますが、実際の導入では、主に次の理由により、長い間センチメートルレベルにとどまっています。 UWB 測位の実際の精度に影響を与える次の要因に影響します。
1. 測位精度に対するセンサー展開モードの影響
実際の測位精度解決過程において、センサ数の増加は冗長情報の増加を意味し、冗長情報が豊富であることで測位誤差をさらに低減することができる。しかし、どんなに優れたセンサーを使用しても測位精度が向上するわけではなく、センサーの数がある程度まで増加すると、センサーの増加に伴う測位精度への寄与は大きくありません。また、センサーの数が増えると、機器のコストも増加します。したがって、センサーの数と測位精度の間のバランスをどのように見つけ、それによって UWB センサーを合理的に導入するかが、測位精度に対するセンサー導入の影響に関する研究の焦点となっています。
2. マルチパス効果の影響
UWB 超広帯域測位信号は、伝播プロセス中に壁、ガラス、デスクトップなどの屋内物体などの周囲環境によって反射および屈折し、マルチパス効果が発生します。信号の遅延、振幅、位相が変化すると、エネルギーが減衰し、信号対雑音比が低下します。その結果、最初に到達した信号が直接的ではなくなり、測距誤差が発生し、測位精度が低下します。 。したがって、マルチパスの影響を効果的に抑制することで測位精度を向上させることができ、マルチパスを抑制する現在の方法には主に MUSIC、ESPRIT、およびエッジ検出技術が含まれます。
3. NLOS への影響
見通し内伝播 (LOS) は、信号測定結果の精度を保証するための最初の前提条件であり、移動測位ターゲットと基地局の間の条件が満たされない場合、信号の伝播は可能です。屈折や回折などの視線外の条件下で完成します。このとき、最初に到着するパルスの時刻は TOA の実際の値を表しておらず、最初に到着するパルスの方向は AOA の実際の値ではないため、一定の測位誤差が発生します。現在、非見通し誤差を除去する主な方法はワイリー法と相関除去法である。
4. 測位精度に対する人体の影響
人体の主成分は水であり、UWB無線パルス信号上の水は強い吸収効果を持ち、信号強度の減衰、測距情報の偏差を引き起こし、最終的な測位効果に影響を与えます。
5. 信号透過力低下の影響
壁やその他の物体を通過する信号は弱くなり、UWB も例外ではありません。 UWB 測位が通常のレンガの壁を通過すると、信号は約半分に弱まります。壁の貫通による信号伝達時間の変化も測位精度に影響します。
人体のため、衝撃の正確さによってもたらされる信号の侵入を回避することは困難です。NXP とドイツの LaterationXYZ 社は、革新的なセンサー レイアウト ソリューションを通じて UWB テクノロジーを強化する予定ですが、革新的な結果は具体的に示されていません。 , 関連する推測を行うには、NXPの過去の技術記事の公式Webサイトからのみ公開できます。
UWBの精度向上への動機としては、まず第一にNXPが世界をリードするUWBプレーヤーとして、現在の国内メーカーによるブレイクアウト状況や技術防御における大規模なイノベーションに対処するためであると考えています。結局のところ、現在のUWB技術はまだ開発の急成長段階にあり、対応するコスト、アプリケーション、規模がまだ安定していません。現時点では、国内メーカーはUWB製品をできるだけ早く上陸させることをより懸念しています。普及し、市場を掌握するには、イノベーションを向上させるために UWB の精度を気にする暇はありません。 NXP は、UWB 分野のトップ プレーヤーの 1 つとして、完全な製品エコシステムと長年にわたる蓄積された技術力の深耕により、UWB イノベーションをより快適に実行できます。
第二に、NXP は今回ミリ波レベルの UWB に向けて、UWB の将来の発展に無限の可能性を見出しており、精度の向上により新しいアプリケーションが市場に投入されると確信しています。
私の意見では、UWB の利点は 5G の「新しいインフラストラクチャ」の進歩とともに改善され続け、5G スマート エンパワーメントの産業アップグレードの過程でその価値座標がさらに拡大すると考えています。
これまで、2G/3G/4G ネットワークでは、モバイル測位シナリオは主に緊急通報、合法的な位置アクセス、その他のアプリケーションに焦点を当てていました。測位精度の要件はそれほど高くなく、セル ID に基づいた数十メートルから数百メートルの粗い測位精度でした。メートルの。 5Gでは、新しい符号化方式、ビーム融合、大規模アンテナアレイ、ミリ波スペクトルなどの技術が使用されていますが、その広い帯域幅とアンテナアレイ技術は、高精度の距離測定と高精度の角度測定の基盤となります。したがって、精度の分野における次の UWB スプリントは、対応する時代背景、技術基盤、および十分な応用見通しによってサポートされており、この UWB 精度スプリントは、デジタル インテリジェンスのアップグレードに対応するためのプレレイアウトとみなすことができます。
mmi UW はどのような市場を開拓するのでしょうか?
現在、UWB の市場分布は主に B エンドの分散と C エンドの集中によって特徴付けられます。アプリケーションでは、B エンドにはより多くのユースケースがあり、C エンドにはパフォーマンス マイニングのための想像力豊かなスペースがあります。私の意見では、測位パフォーマンスに焦点を当てたこのイノベーションは、正確な測位における UWB の利点を統合し、既存のアプリケーションにパフォーマンスのブレークスルーをもたらすだけでなく、UWB が新しいアプリケーション空間を開拓する機会も生み出します。
Bエンド市場では、公園、工場、企業など、特定エリアの無線環境が比較的確実で、常に測位精度が保証されている一方で、正確な測位認識に対する安定した需要が維持されています。あるいはミリレベルのUWBが市場の優位性を狙う日も近いでしょう。
採掘シナリオでは、インテリジェント鉱山建設の進歩に伴い、「5G+UWB測位」の融合ソリューションにより、インテリジェント採掘システムは非常に短時間で測位を完了し、正確な測位と低消費電力の完璧な組み合わせを実現できます。高精度、大容量、長い待機時間などの特性を実現します。同時に、鉱山の安全管理に基づいて、鉱山の安全確保と鉱山の安全管理に使用できます。同時に、鉱山の安全管理に対する厳しい要求に基づいて、UWB は人員や車両軌道の日常管理にも使用されます。現在、国内には約 4,000 のある程度の規模の炭鉱があり、各炭鉱の基地局の平均需要は約 100 程度であり、炭鉱基地局の総需要は約 100 基であると推定される。 40万、炭鉱労働者全体の数は約400万人程度、1人1ラベルによると、UWBタグの需要は約400万人程度。現在のエンドユーザーの単一市場価格によると、UWB「基地局+タグ」ハードウェア市場の石炭市場は生産額約40億ドルです。
採掘や同様の高リスクシナリオや石油採掘、発電所、化学プラントなどでは、測位精度の要求に対する安全管理のニーズが高く、UWBの測位精度がミリ単位で強化されることで、そのような分野での利点を強化することができます。
工業生産、倉庫保管、物流のシナリオにおいて、UWB はコスト削減と効率化のためのツールとなっています。 UWB テクノロジーを備えたハンドヘルド デバイスを使用する作業者は、さまざまな部品をより正確に見つけて配置できます。倉庫管理にUWB技術を組み込んだ管理システムを構築することで、倉庫内のあらゆる資材や人員をリアルタイムで正確に監視し、在庫管理や人員管理を実現すると同時に、効率的でミスのない資材の無人化を実現します。 AGV機器による売上高の増加により、生産効率が大幅に向上します。
さらに、UWB のミリ単位の飛躍は、鉄道輸送の分野でも新たな用途を開拓する可能性があります。現在、列車のアクティブ制御システムは主に衛星測位に依存して完成していますが、地下トンネル環境や都市部の高層ビル、峡谷などのシーンでは衛星測位が失敗する傾向があります。列車内での UWB 技術 CBTC 測位とナビゲーション、衝突回避と衝突早期警報、列車の正確な停止などにより、鉄道輸送の安全と制御のためにより信頼性の高い技術サポートを提供できます。現時点では、欧米におけるこの種の応用例は散在している。
C 端末市場では、UWB の精度がミリ単位に向上することで、車両シーンのデジタル キー以外の新しいアプリケーション シナリオが開かれます。たとえば、自動バレーパーキング、自動支払いなどです。同時に、人工知能技術に基づいて、ユーザーの移動パターンや習慣を「学習」し、自動運転技術の性能を向上させることもできます。
家庭用電化製品の分野では、デジタル車キーの車と機械の相互作用の波を受けて、UWB がスマートフォンの標準技術になる可能性があります。 UWB の精度向上により、製品の位置決めと検索のためのより広範なアプリケーション スペースが開かれるだけでなく、機器の相互作用シナリオにも新しいアプリケーション スペースが開かれます。たとえば、UWB の正確な範囲はデバイス間の距離を正確に制御し、ゲーム、オーディオ、ビデオの拡張現実シーンの構築を調整して、より良い感覚体験をもたらすことができます。
投稿時間: 2023 年 9 月 4 日