मूल: यूलिंक मीडिया
लेखक: 旸谷
हाल ही में, डच सेमीकंडक्टर कंपनी NXP ने जर्मन कंपनी Lateration XYZ के सहयोग से अल्ट्रा-वाइडबैंड तकनीक का उपयोग करके अन्य UWB वस्तुओं और उपकरणों की मिलीमीटर-स्तरीय सटीक स्थिति निर्धारण क्षमता हासिल कर ली है। यह नया समाधान सटीक स्थिति निर्धारण और ट्रैकिंग की आवश्यकता वाले विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए नई संभावनाएं खोलता है, जो UWB प्रौद्योगिकी विकास के इतिहास में एक महत्वपूर्ण प्रगति है।
दरअसल, पोजीशनिंग के क्षेत्र में वर्तमान UWB की सेंटीमीटर-स्तरीय सटीकता को जल्दी ही हासिल कर लिया गया है, लेकिन हार्डवेयर की उच्च लागत भी उपयोगकर्ताओं और समाधान प्रदाताओं के लिए लागत और तैनाती संबंधी कठिनाइयों को हल करने के लिए एक चुनौती बनी हुई है। ऐसे में, क्या मिलीमीटर स्तर पर जाना आवश्यक है? और मिलीमीटर-स्तरीय UWB से बाजार में क्या अवसर मिलेंगे?
मिलीमीटर-स्केल अंडरव्हाइट ब्लाइंडनेस तक पहुंचना इतना मुश्किल क्यों है?
उच्च परिशुद्धता, उच्च सटीकता और उच्च सुरक्षा वाली स्थिति निर्धारण और मापन विधि के रूप में, यूडब्ल्यूबी इनडोर स्थिति निर्धारण सैद्धांतिक रूप से मिलीमीटर या यहां तक कि माइक्रोमीटर सटीकता तक पहुंच सकता है, लेकिन वास्तविक उपयोग में, यह लंबे समय से सेंटीमीटर स्तर पर ही बना हुआ है, मुख्य रूप से निम्नलिखित कारकों के कारण जो यूडब्ल्यूबी स्थिति निर्धारण की वास्तविक सटीकता को प्रभावित करते हैं:
1. सेंसर परिनियोजन मोड का स्थिति निर्धारण सटीकता पर प्रभाव
वास्तविक स्थिति निर्धारण सटीकता को हल करने की प्रक्रिया में, सेंसरों की संख्या में वृद्धि का अर्थ है अतिरिक्त जानकारी में वृद्धि, और यह प्रचुर मात्रा में अतिरिक्त जानकारी स्थिति निर्धारण त्रुटि को और कम कर सकती है। हालांकि, सर्वोत्तम सेंसरों के साथ भी स्थिति निर्धारण सटीकता में वृद्धि नहीं होती है, और सेंसरों की संख्या एक निश्चित सीमा तक बढ़ने के बाद, स्थिति निर्धारण सटीकता में वृद्धि का योगदान बहुत अधिक नहीं होता है। सेंसरों की संख्या में वृद्धि का अर्थ है उपकरण की लागत में वृद्धि। इसलिए, सेंसरों की संख्या और स्थिति निर्धारण सटीकता के बीच संतुलन कैसे स्थापित किया जाए, और इस प्रकार अंडरवॉटर बॉडी (UWB) सेंसरों का उचित उपयोग कैसे किया जाए, यह स्थिति निर्धारण सटीकता पर सेंसर उपयोग के प्रभाव पर किए जा रहे शोध का मुख्य केंद्र बिंदु है।
2. मल्टीपाथ प्रभाव का प्रभाव
UWB अल्ट्रा-वाइडबैंड पोजिशनिंग सिग्नल प्रसार प्रक्रिया के दौरान दीवारों, कांच और डेस्कटॉप जैसी इनडोर वस्तुओं जैसे आसपास के वातावरण से परावर्तित और अपवर्तित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मल्टीपाथ प्रभाव उत्पन्न होता है। सिग्नल में विलंब, आयाम और चरण में परिवर्तन होता है, जिससे ऊर्जा क्षीणन और सिग्नल-टू-शोर अनुपात में कमी आती है। इसके कारण प्राप्त पहला सिग्नल सीधा नहीं होता, जिससे रेंजिंग त्रुटियां होती हैं और पोजिशनिंग सटीकता में कमी आती है। इसलिए, मल्टीपाथ प्रभाव को प्रभावी ढंग से कम करने से पोजिशनिंग सटीकता में सुधार हो सकता है, और मल्टीपाथ को कम करने के वर्तमान तरीकों में मुख्य रूप से MUSIC, ESPRIT और एज डिटेक्शन तकनीकें शामिल हैं।
3. एनएलओएस का प्रभाव
सिग्नल मापन परिणामों की सटीकता सुनिश्चित करने के लिए दृष्टि-रेखा प्रसार (एलओएस) पहली और पूर्व शर्त है। जब मोबाइल पोजिशनिंग लक्ष्य और बेस स्टेशन के बीच की स्थितियाँ अनुकूल नहीं होती हैं, तो सिग्नल का प्रसार केवल अपवर्तन और विवर्तन जैसी दृष्टि-रेखा के विपरीत परिस्थितियों में ही पूरा हो सकता है। इस स्थिति में, पहले आने वाले पल्स का समय, टीओएस के वास्तविक मान को नहीं दर्शाता है, और पहले आने वाले पल्स की दिशा, एओए के वास्तविक मान को नहीं दर्शाती है, जिससे कुछ पोजिशनिंग त्रुटि उत्पन्न होती है। वर्तमान में, दृष्टि-रेखा के विपरीत त्रुटि को दूर करने के मुख्य तरीके वायली विधि और सहसंबंध उन्मूलन विधि हैं।
4. स्थिति निर्धारण की सटीकता पर मानव शरीर का प्रभाव
मानव शरीर का मुख्य घटक जल है, और जल का UWB वायरलेस पल्स सिग्नल पर प्रबल अवशोषण प्रभाव होता है, जिसके परिणामस्वरूप सिग्नल की शक्ति कम हो जाती है, रेंजिंग जानकारी में विचलन होता है, और अंतिम स्थिति निर्धारण पर असर पड़ता है।
5. सिग्नल पेनिट्रेशन कमजोर होने का प्रभाव
दीवारों और अन्य बाधाओं से सिग्नल का पारगमन कमजोर हो जाता है, और अल्ट्रा व्हाइट बीम (UWB) भी इसका अपवाद नहीं है। जब UWB सिग्नल किसी साधारण ईंट की दीवार से होकर गुजरता है, तो सिग्नल लगभग आधा कमजोर हो जाता है। दीवार के पार सिग्नल जाने के कारण सिग्नल संचरण समय में होने वाले परिवर्तन भी स्थिति निर्धारण की सटीकता को प्रभावित करते हैं।
मानव शरीर के कारण, प्रभाव की सटीकता से उत्पन्न सिग्नल पैठ को दूर करना कठिन है। एनएक्सपी और जर्मन कंपनी लेटरेशनएक्सवाईजेड अभिनव सेंसर लेआउट समाधानों के माध्यम से यूडब्ल्यूबी तकनीक को बेहतर बनाने पर काम कर रही हैं, हालांकि अभी तक अभिनव परिणामों का कोई विशिष्ट प्रदर्शन नहीं हुआ है। प्रासंगिक अनुमान लगाने के लिए, केवल एनएक्सपी की आधिकारिक वेबसाइट पर उपलब्ध पूर्व तकनीकी लेखों का ही सहारा लिया जा सकता है।
अल्ट्रा व्हाइट ओवर (UWB) की सटीकता में सुधार लाने की प्रेरणा के बारे में मेरा मानना है कि सबसे पहले NXP, जो विश्व की अग्रणी UWB कंपनी है, घरेलू निर्माताओं के बीच चल रहे बड़े पैमाने पर नवाचार की स्थिति और तकनीकी सुरक्षा को देखते हुए यह महत्वपूर्ण है। आखिरकार, वर्तमान UWB तकनीक अभी भी विकास के शुरुआती चरण में है, और इसकी लागत, उपयोग और पैमाने अभी तक स्थिर नहीं हुए हैं। इस समय, घरेलू निर्माता UWB उत्पादों को जल्द से जल्द बाजार में उतारकर और फैलाकर बाजार पर कब्जा करने को लेकर अधिक चिंतित हैं, इसलिए उनके पास UWB की सटीकता में सुधार लाने के लिए नवाचार करने का समय नहीं है। UWB के क्षेत्र में अग्रणी कंपनियों में से एक होने के नाते, NXP के पास एक संपूर्ण उत्पाद प्रणाली और वर्षों के गहन अनुभव से संचित तकनीकी क्षमता है, जिससे UWB नवाचार को आगे बढ़ाना आसान हो जाता है।
दूसरे, एनएक्सपी इस बार मिलीमीटर-स्तर के यूडब्ल्यूबी की ओर अग्रसर है, और यूडब्ल्यूबी के भविष्य के विकास की असीम संभावनाओं को भी देखती है और आश्वस्त है कि सटीकता में सुधार से बाजार में नए अनुप्रयोग आएंगे।
मेरे विचार में, 5G के "नए बुनियादी ढांचे" की प्रगति के साथ UWB की क्षमता में लगातार सुधार होगा, और 5G स्मार्ट सशक्तिकरण के औद्योगिक उन्नयन की प्रक्रिया में इसके मूल्य निर्देशांकों का और विस्तार होगा।
पहले, 2G/3G/4G नेटवर्क में, मोबाइल पोजिशनिंग के परिदृश्य मुख्य रूप से आपातकालीन कॉल, कानूनी स्थान एक्सेस और अन्य अनुप्रयोगों पर केंद्रित थे, जिनमें पोजिशनिंग सटीकता की आवश्यकताएँ अधिक नहीं थीं। सेल आईडी के आधार पर, इसकी स्थूल पोजिशनिंग सटीकता कुछ मीटर से लेकर सैकड़ों मीटर तक होती थी। वहीं, 5G नई कोडिंग विधियों, बीम फ्यूजन, बड़े पैमाने पर एंटीना एरे, मिलीमीटर वेव स्पेक्ट्रम और अन्य तकनीकों का उपयोग करता है। इसकी उच्च बैंडविड्थ और एंटीना एरे तकनीक उच्च परिशुद्धता दूरी मापन और उच्च परिशुद्धता कोण मापन का आधार प्रदान करती है। इसलिए, यूडब्ल्यूबी सटीकता के क्षेत्र में एक और दौर की प्रगति प्रासंगिक युग की पृष्ठभूमि, तकनीकी आधार और पर्याप्त अनुप्रयोग संभावनाओं द्वारा समर्थित है, और इस यूडब्ल्यूबी सटीकता प्रगति को डिजिटल बुद्धिमत्ता के उन्नयन की आवश्यकताओं को पूरा करने की पूर्व-योजना के रूप में देखा जा सकता है।
मिलिमीटर यूडब्ल्यू किन-किन बाजारों को खोलेगा?
वर्तमान में, अल्ट्रा-व्हाइट बीम (UWB) का बाज़ार वितरण मुख्य रूप से बी-एंड फैलाव और सी-एंड एकाग्रता द्वारा चिह्नित है। अनुप्रयोग में, बी-एंड के अधिक उपयोग के मामले हैं, जबकि सी-एंड में प्रदर्शन में सुधार के लिए अधिक संभावनाएं हैं। मेरे विचार में, स्थिति निर्धारण प्रदर्शन पर केंद्रित यह नवाचार सटीक स्थिति निर्धारण में UWB के लाभों को सुदृढ़ करता है, जो न केवल मौजूदा अनुप्रयोगों के लिए प्रदर्शन में अभूतपूर्व प्रगति लाता है, बल्कि UWB के लिए नए अनुप्रयोग क्षेत्रों को खोलने के अवसर भी पैदा करता है।
बी-एंड मार्केट में, पार्कों, कारखानों, उद्यमों और अन्य परिदृश्यों के लिए, विशिष्ट क्षेत्र का वायरलेस वातावरण अपेक्षाकृत निश्चित होता है, और स्थिति निर्धारण सटीकता की लगातार गारंटी दी जा सकती है, जबकि ऐसे परिदृश्य सटीक स्थिति निर्धारण धारणा के लिए एक स्थिर मांग भी बनाए रखते हैं, अन्यथा मिलीमीटर-स्तर का यूडब्ल्यूबी जल्द ही बाजार में लाभ प्राप्त करने के लिए लक्षित होगा।
खनन परिदृश्य में, बुद्धिमान खदान निर्माण की प्रगति के साथ, "5G+UWB पोजिशनिंग" का एकीकृत समाधान बुद्धिमान खनन प्रणाली को बहुत कम समय में पूर्ण पोजिशनिंग करने में सक्षम बनाता है, जिससे सटीक पोजिशनिंग और कम बिजली खपत का उत्तम संयोजन प्राप्त होता है और उच्च परिशुद्धता, बड़ी क्षमता और लंबे स्टैंडबाय समय जैसी विशेषताएं प्राप्त होती हैं। साथ ही, खदान सुरक्षा प्रबंधन की बढ़ती मांग को देखते हुए, UWB का उपयोग कर्मियों और वाहन ट्रैकिंग के दैनिक प्रबंधन में भी किया जाएगा। वर्तमान में, देश में लगभग 4000 कोयला खदानें हैं, और प्रत्येक कोयला खदान के बेस स्टेशन की औसत मांग लगभग 100 है। इससे अनुमान लगाया जा सकता है कि कोयला खदान बेस स्टेशन की कुल मांग लगभग 400,000 है। कोयला खनिकों की कुल संख्या लगभग 40 लाख है, और प्रति व्यक्ति प्रति टैग के हिसाब से देखें तो UWB टैग की मांग भी लगभग 40 लाख है। मौजूदा बाजार मूल्य के अनुसार, UWB "बेस स्टेशन + टैग" हार्डवेयर बाजार में कोयला बाजार का उत्पादन मूल्य लगभग 40 लाख है।
खनन और इसी तरह के उच्च जोखिम वाले परिदृश्यों और तेल निष्कर्षण, बिजली संयंत्रों, रासायनिक संयंत्रों आदि में, सुरक्षा प्रबंधन के लिए स्थिति निर्धारण सटीकता की आवश्यकताएं अधिक होती हैं, मिलीमीटर स्तर तक यूडब्ल्यूबी स्थिति निर्धारण सटीकता में वृद्धि ऐसे क्षेत्रों में इसके लाभों को मजबूत करने में मदद करेगी।
औद्योगिक उत्पादन, भंडारण और लॉजिस्टिक्स के क्षेत्र में, अल्ट्रा-वायरल बीम (UWB) लागत कम करने और दक्षता बढ़ाने का एक महत्वपूर्ण साधन बन गया है। UWB तकनीक से लैस हैंडहेल्ड डिवाइस का उपयोग करने वाले श्रमिक विभिन्न पुर्जों का सटीक स्थान निर्धारण और उन्हें सही जगह पर रख सकते हैं। गोदाम प्रबंधन में UWB तकनीक को एकीकृत करने वाली प्रबंधन प्रणाली के निर्माण से गोदामों में सभी प्रकार की सामग्रियों और कर्मचारियों की वास्तविक समय में सटीक निगरानी की जा सकती है, जिससे इन्वेंट्री नियंत्रण, कर्मचारी प्रबंधन और साथ ही AGV उपकरणों के माध्यम से कुशल और त्रुटिरहित मानवरहित सामग्री परिवहन संभव हो पाता है, जो उत्पादन क्षमता को काफी हद तक बढ़ा सकता है।
इसके अलावा, अल्ट्रा-व्हाइट बीम (UWB) की मिलीमीटर-स्तरीय सटीकता रेल परिवहन के क्षेत्र में नए अनुप्रयोगों के द्वार खोल सकती है। वर्तमान में, ट्रेन की सक्रिय नियंत्रण प्रणाली मुख्य रूप से उपग्रह स्थिति निर्धारण पर निर्भर करती है, लेकिन भूमिगत सुरंगों, शहरी ऊंची इमारतों, घाटियों और अन्य स्थानों में उपग्रह स्थिति निर्धारण विफल होने की संभावना रहती है। ट्रेन के CBTC स्थिति निर्धारण और नेविगेशन, कॉलम में टक्कर से बचाव और टक्कर की पूर्व चेतावनी, ट्रेन को सटीक रूप से रोकना आदि में UWB तकनीक रेल परिवहन की सुरक्षा और नियंत्रण के लिए अधिक विश्वसनीय तकनीकी सहायता प्रदान कर सकती है। वर्तमान में, यूरोप और संयुक्त राज्य अमेरिका में इस प्रकार के अनुप्रयोग के छिटपुट उदाहरण ही देखने को मिलते हैं।
सी-टर्मिनल बाजार में, मिलीमीटर स्तर तक अंडरव्हाइट ब्लैक बीम (UWB) की सटीकता में सुधार से वाहन क्षेत्र में डिजिटल कुंजियों के अलावा नए अनुप्रयोग परिदृश्य खुलेंगे। उदाहरण के लिए, स्वचालित पार्किंग, स्वचालित भुगतान आदि। साथ ही, कृत्रिम बुद्धिमत्ता तकनीक के आधार पर, उपयोगकर्ता के चलने-फिरने के तरीके और आदतों को "सीखकर" स्वचालित ड्राइविंग तकनीक के प्रदर्शन में सुधार किया जा सकता है।
उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में, डिजिटल कार कीज़ के कार-मशीन इंटरैक्शन की लहर के तहत, UWB स्मार्टफ़ोन के लिए मानक तकनीक बन सकती है। उत्पादों की स्थिति निर्धारण और खोज के लिए व्यापक अनुप्रयोग क्षेत्र खोलने के अलावा, UWB की सटीकता में सुधार उपकरण इंटरैक्शन परिदृश्यों के लिए नए अनुप्रयोग क्षेत्र भी खोल सकता है। उदाहरण के लिए, UWB की सटीक रेंज उपकरणों के बीच की दूरी को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकती है, जिससे ऑगमेंटेड रियलिटी सीन निर्माण को समायोजित किया जा सकता है, और गेम, ऑडियो और वीडियो के लिए बेहतर संवेदी अनुभव प्रदान किया जा सकता है।
पोस्ट करने का समय: 04 सितंबर 2023