アーキテクチャ
比較

すべてを決めるのは、超音波を発信するのがどちらかです:モバイルビーコン(NIA / MF NIA)か、固定ビーコン(IA)か。

どれを選ぶか迷っていますか?まずは NIAから始めてください。3つの中で最もシンプルで、ミスにも寛容なアーキテクチャです。必要に応じて、後からIAやMF NIAに移行できます。ひと言でいうと: NIA:モバイルビーコンが発信し、固定ビーコンが受信します(最もシンプル、最初はこれ、ドローンに好適)。IA:固定ビーコンがそれぞれ異なる周波数で発信し、モバイルビーコンがGPSのようにそれらすべてを同時に受信します(モバイルビーコン数は無制限、身に着けるビーコンは無音、人員の追跡に推奨)。MF NIA:NIAと同じNon-Inverse方式ですが、最大8つの周波数を使用します(更新レートは最大8倍)。サブマップによりカバー範囲は無制限です。初めての方は、まず配置マニュアルとステップバイステップガイドから始めてください。動画でもご覧いただけます:比較動画。

簡易比較

詳細ドキュメントへのリンク付きの簡潔なまとめです。各アーキテクチャの詳細と図は以下に続きます。

NIANon-InverseIAInverseMF NIAMulti-Frequency NIA
超音波を発信する側根本:他のすべてはここから決まる
  • このモバイルビーコンが発信し、固定ビーコンが受信します。
  • 周波数は1つのため、複数のモバイルビーコンは時間を分けて順番に発信します(TDMA)。
  • そのため1台あたりの更新レートはf/nに下がります。各ビーコンのIMUにより、動いているものは頻繁に、ほぼ静止しているものはまれに更新されます。
  • この固定ビーコンが、それぞれ異なる周波数で発信します。
  • モバイルビーコンは、GPS受信機のようにそれらすべてを同時に受信します。
  • モバイルビーコンの数は実質的に無制限です。
  • Non-Inverse方式のままです:モバイルビーコンが発信します(NIAと同様)。
  • ただし最大8つの周波数を使うため、最大8台が同時に発信できます。
  • 1台あたりの更新レートはNIAの最大8倍。
適した用途どこから始めるか
  • ここから始める:3つの中で最もシンプルで、ミスにも寛容です (ステップバイステップ).
  • 少数のロボットやドローン。大半がほぼ静止している場合は多数にも拡張できます。
  • ドローンに推奨(モバイルビーコンが発信)。
  • 多数のモバイルビーコン:人員、ロボット、VR。
  • 人員の追跡:身に着けるビーコンは無音(受信のみ)。
  • すべてに同時に高い更新レートが必要な5〜16台のロボットやドローン。
非推奨
  • 人員の追跡:身に着けた発信ビーコンから、耳に聞こえるカチカチ音がします。
  • 常に動き続ける多数の対象物:1台あたりの更新レートがf/nに低下。
  • シンプルなドローン:モバイルビーコンが受信するため、プロペラノイズが課題になります。経験のあるユーザーなら解決できます(ドローン群)。シンプルなドローンにはNIAをご使用ください。
  • 身に着けたり取り付けたりする発信ビーコンが望ましくない用途全般(例:人員)。
更新レートモバイルビーコン1台あたり
  • モバイルビーコン1台:サブマップのサイズに応じて最大約40 Hz (更新レート表).
  • 多数のモバイルビーコン:f/nで分け合います。
  • IMUセンサーフュージョン使用時:最大500 Hz、約10 ms (対応予定、詳細).
  • モバイルビーコン1台:最大約40 Hz(NIAと同じ)。
  • 多数のモバイルビーコン:ほとんど低下しません。上限は無線で決まります(500 kbpsプロファイルを使用)。
  • IMUセンサーフュージョン使用時:最大500 Hz、約10 ms (現在利用可能;詳細).
  • モバイルビーコン1台:最大約40 Hz(NIAと同じ)。
  • 多数のモバイルビーコン:int(N/8)に応じて拡張し、最大でNIAの8倍。
  • IMUセンサーフュージョン使用時:最大500 Hz、約10 ms (対応予定、詳細).
精度
  • 超音波のみで±2 cm、またはそれより高い精度。
  • IMU + 超音波のセンサーフュージョンでさらに向上(センサーフュージョン)。更新レートと安定性も向上します。
  • 超音波のみで±2 cm、またはそれより高い精度。
  • IMU + 超音波のセンサーフュージョンでさらに向上(センサーフュージョン)。更新レートと安定性も向上します。
  • 超音波のみで±2 cm、またはそれより高い精度。
  • IMU + 超音波のセンサーフュージョンでさらに向上(センサーフュージョン)。更新レートと安定性も向上します。
範囲
  • サブマップとスーパーマップにより、エリアは実質的に無制限です:200,000 m²の倉庫やkm単位の長さのトンネルにも対応します。実験室用のキットではありません。
  • 約30 mというのは、サブマップごとの見通し(超音波が直接届く経路)の距離にすぎません。
  • 範囲に関する資料:範囲はどのくらい?、最大サイズ。
  • サブマップとスーパーマップにより、エリアは実質的に無制限です:200,000 m²の倉庫やkm単位の長さのトンネルにも対応します。実験室用のキットではありません。
  • 約30 mというのは、サブマップごとの見通し(超音波が直接届く経路)の距離にすぎません。
  • 範囲に関する資料:範囲はどのくらい?、最大サイズ。
  • サブマップとスーパーマップにより、エリアは実質的に無制限です:200,000 m²の倉庫やkm単位の長さのトンネルにも対応します。実験室用のキットではありません。
  • 約30 mというのは、サブマップごとの見通し(超音波が直接届く経路)の距離にすぎません。
  • 範囲に関する資料:範囲はどのくらい?、最大サイズ。
マップ構築
  • サブマップ(自動・手動で構築)。
  • 携帯電話のセルのように、任意のサイズに敷き詰められます。
  • サブマップ(自動・手動で構築)。
  • 携帯電話のセルのように、任意のサイズに敷き詰められます。
  • サブマップ(自動・手動で構築)。
  • 携帯電話のセルのように、任意のサイズに敷き詰められます。
IMUセンサーフュージョン
  • ハードウェア:対応。ソフトウェア(リアルタイム):現在利用可能 (詳細).
  • ハードウェア:対応。ソフトウェア(リアルタイム):現在利用可能 (詳細).
  • ハードウェア:対応。ソフトウェア(リアルタイム):現在利用可能 (詳細).

IMUセンサーフュージョン。現行のビーコン(Super-Beacon-4、Industrial Super-Beacon-4、Industrial-RX-4)はすでにハードウェアで対応しています。リアルタイムのフュージョンソフトウェアは、次のアーキテクチャで動作します:IA (IAでのIMUセンサーフュージョン) およびNIAとMF NIA (NIAでのIMUセンサーフュージョン).

NIAアーキテクチャ(Non-Inverse Architecture):最初はこちら

NIAはデフォルトであり、出発点です。 3つのアーキテクチャの中で最もシンプルで、 設定ミスにも最も寛容です。そのため、後でIAに移行する予定がある場合でもNIAから始め、小さな ステップバイステップの段階を踏んで進めてください。すべてを決める唯一の事実:NIAではモバイルビーコン が発信する超音波を、固定ビーコンが受信します。1台のモデムが位置を計算します。

更新レートがこのように振る舞う理由:モバイルビーコンは単一の周波数で発信するため、複数のモバイルビーコンがあると同時には発信できません(区別できなくなるためです)。そこで時間を分けて順番に発信します(TDMA)。そのため、1台あたりの更新レートは f/nで分け合うことになります:1〜2台なら高いままですが、常に動き続ける10〜100台では低下します。ただし、常にそうとは限りません:すべてのビーコンには IMUが搭載されているため、システムは動いている対象物を頻繁に、ほぼ静止している対象物をまれに追跡します。これによりNIAは多数の移動体にまで拡張できます。参照:更新レート表と更新レートを上げる方法。

人員の追跡には非推奨:超音波を発信するビーコンを身に着けると、かすかに聞こえるカチカチ音がして、人に嫌がられます(人員の場合、IAなら身に着けるビーコンは無音です)。ドローンに推奨(モバイルビーコンが発信するため、プロペラノイズで受信が妨げられません)。精度は±2 cm(センサーフュージョンでさらに向上)。カバー範囲はサブマップにより無制限で、30 mはサブマップごとの見通し(超音波が直接届く経路)の距離にすぎません。初めての方は、まずこちらから:配置マニュアルと ステップバイステップガイド。

NIA:モバイルビーコンが発信し、固定ビーコンが受信。Marvelmindアーキテクチャ比較 1ページ目
1ページ目:NIA:モバイルビーコンが発信し、固定ビーコンが受信 · PDFで表示

IAアーキテクチャ(Inverse Architecture)

IAアーキテクチャ(Inverse Architecture)では役割が逆になります。この固定ビーコンが発信し、それぞれが 異なる周波数(例:19/25/31/37 kHz)を使います。モバイルビーコンは、GPS受信機がすべての衛星の信号を受信するのとまったく同じように、それらすべてを同時に受信し、自身の位置を内部で計算します。時間を分け合うものが何もないため、モバイルビーコンの数は実質的に無制限で、1台あたりの更新レートは台数にほとんど左右されません(その場合は無線が上限になるため、500 kbpsプロファイルを使用してください。参照:更新レート表).

適した用途:多数のモバイルビーコン(人員、ロボット、VR)、および人員の追跡。理由は、身に着けるビーコンが 無音のまま(受信のみ)だからです。1つのサブマップ内では、2台の固定ビーコンが同じ周波数を共有することはできません。IAではリアルタイムIMUセンサーフュージョンが現在利用可能です:最大500 Hz、レイテンシ約10 ms (IMUセンサーフュージョン).

ドローン:プロペラのすぐ近くに受信用のモバイルビーコンがあるため、プロペラノイズが課題になりますが、 解決可能です:15 m、さらには30 mも実現できます。ただし、より高度で、経験のあるユーザー向けです(ドローン群向けソリューション)。シンプルなドローンプロジェクトには NIAをご使用ください。使用機器:Super-Beacon と Mini-RX(モバイル)。

IA:固定ビーコンが異なる周波数で発信し、モバイルビーコンがすべてを同時に受信。Marvelmindアーキテクチャ比較 2ページ目
2ページ目:IA:固定ビーコンが異なる周波数で発信し、モバイルビーコンがすべてを同時に受信 · PDFで表示

MF NIA(Multi-Frequency NIA)

MF NIAはNIAとIAの長所を兼ね備えていますが、依然として Non-Inverse方式です:モバイル ビーコンが発信し(NIAと同様)、ただし今度は最大8つの周波数を使います。そのため最大8台のモバイルビーコンが同時に発信でき(周波数ごとに1台)、1台あたりの更新レートはint(N/8)に応じて拡張し、最大で NIAの8倍になります(同じ台数のモバイルビーコンで比較した場合)。8台以下ではIAのように振る舞い、それを超えるとNIAと同様ですが、レートは倍数で高くなります。

すべてに高い更新レートが必要な5〜16台のロボット/ドローンや、多数のモバイルビーコンに適しています。±2 cmの精度、30 mの見通し(超音波が直接届く経路)ルール、サブマップによる無制限のエリアはNIAと同じです。Super-Beaconが必要です(Beacon HW v4.9は不可)。リアルタイムIMUセンサーフュージョンは 対応予定です (ハードウェアはすでに搭載済み。詳細).

MF NIA:モバイルビーコンが最大8つの周波数で発信し、更新レートを向上。Marvelmindアーキテクチャ比較 3ページ目
3ページ目:MF NIA:モバイルビーコンが最大8つの周波数で発信し、更新レートを向上 · PDFで表示

Multi-Modem:超大規模ネットワーク向け

超大規模な線状ネットワーク向け(トンネル、鉱山、地下鉄、細長い倉庫)。複数の Super-Modem を数珠つなぎに接続し(Super-ModemからSuper-Super-Modem、そしてPCへ)、それぞれが最大60 mをカバーします。そのためネットワークは1台のモデムの範囲をはるかに超え、全体のサイズは実質的に無制限になります。対応機器: Industrial Super-Beacon、バッジ、ヘルメット型・ジャケット型のウェアラブル。

超大規模ネットワーク向けのMulti-Modemアーキテクチャ(トンネルの例)、Marvelmindアーキテクチャ比較 4ページ目
4ページ目:超大規模ネットワーク向けのMulti-Modemアーキテクチャ(トンネルの例) · PDFで表示

Split-Modem:高速移動体向け

高速移動体向け(スポーツ、カート、サイクリング、アイススケート)。制御用のモデムがデータを収集してDashboardと通信します。各モバイルビーコンは専用の受信モデムを持ち、低レイテンシでIMUデータを受信します。915 MHz帯でモバイルビーコンは最大30台。使用機器:Super-Beacon / Mini-RX + Omni-Microphone-IP67。

高速移動体向けのSplit-Modemアーキテクチャ(アイススケートの例)、Marvelmindアーキテクチャ比較 5ページ目
5ページ目:高速移動体向けのSplit-Modemアーキテクチャ(アイススケートの例) · PDFで表示

屋内でのDJIドローンの自律飛行

ドローンは当社の主力アプリケーションです。まずはこちらから:ドローンソリューションページと DJI統合ページ。以下の詳細は、これらを前提としています。

DJIドローンの屋内自律飛行(DJI Mini 3以降)、DJI SDK経由:Dashboardで設定したウェイポイントを飛行し、写真を撮影し、QRコード/バーコードをスキャンして正確な座標をWMS/ERPにストリーミングし、その後ベースに帰還します。20×20 mのサブマップ + ドローン1機の構成例:固定 Super-Beacon 3〜4台 + モバイル1台 + Modem HW v5.1 1台 + DJIドローン + DJI RC(Marvelmindの DJIアプリを使用)。NIA(またはMF NIA)をご使用ください。理由は表をご覧ください。多数のドローンを飛ばす場合は: ドローン群と大規模な飛行。

屋内でのDJIドローンの自律飛行、構成、Marvelmindアーキテクチャ比較 6ページ目
6ページ目:屋内でのDJIドローンの自律飛行、構成 · PDFで表示
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