屋内測位システムの用途
自律型ロボット、ドローン、フォークリフト、クレーン、VR/AR、人員、その他多くの産業用途・特殊用途
屋内測位システムの用途は数多くあり、自律型ロボット、ドローン、AGVから、車両、フォークリフト、クレーン、人員のトラッキングまで多岐にわたります。
用途ごとに、特有の要件や重点があります。そのため、ソリューションもそれぞれ異なります。さらに、用途のニーズに最適に応えるために、推奨されるソリューション、技術、アーキテクチャが異なる場合もあります。
お客様の用途が掲載されていない場合や、説明が正しくない場合は、info@marvelmind.com までご連絡ください。対応いたします。
概要：
屋内測位システムの主な用途と、Marvelmind Roboticsが注力している用途について解説します。
自律移動ロボットは、RTLSの代表的なユーザーです。同様に、現代のAGVは、ワイヤーや磁気テープに沿って走行する旧来型のAGVとは異なり、自律移動ロボットとほぼ同義です。
現代の自律移動ロボットと旧来型のAGVの違いは、レベル5の自動運転電気自動車と路面電車の違いに相当します。
屋内ロボットは通常、屋内測位システムから位置と方向の情報を得る必要があります。屋内では磁気センサーの動作が不安定だったり、まったく機能しなかったりするためです。ただし、静止時の姿勢や向きを算出するのは簡単な技術課題ではありません。Marvelmindの屋内測位システムはこの課題をペアードビーコン 機能でスマートに解決していますが、精度の劣る他の方式では困難です。
自律型屋内ドローンは、実質的に 3D空間で動作する自律型ロボット（XYZ）です。一方、一般的な車輪型の自律ロボットは、通常2D（XY）のトラッキングで十分です。フロアが複数あっても、2D屋内測位システムを複数のレイヤーとして重ねるだけなので、トラッキングの複雑さはそれほど増しません。
ドローンには、オドメトリがないことや、重量・サイズ・電源の制約といった別の技術的な難しさがあります。また、ドローンではRTLSの誤差がもたらす損失が格段に大きくなります。ドローンは遅かれ早かれ墜落するものです。そのため、ドローン向けの屋内測位システムの構築は、自律型ロボット向けよりも複雑です。
なお、ドローンにもさまざまな種類があります。小型の自律型屋内ドローンは、オートパイロットのハードウェアを搭載するには小さすぎます。これが小型ドローンとフルサイズのドローンの根本的な違いです。小型ドローンも自律型ですが、その頭脳と判断機能は機体に搭載されていません。自機の位置を知るためにモバイルビーコンを搭載していますが、屋内で自律飛行する際には、システム（遠隔の頭脳と判断機能）からのコマンドにそのまま従って飛行します。
自律型ドローンは、産業用途では主に自動点検に使われています。優れたソリューションですが、ほかにも選択肢があります：派手さはないものの、より信頼性の高い代替手段。
高精度屋内測位システムのもう一つの代表的な用途は、光学的手法が有効でない場合や RTK GPSが使えない場合のドローンの自動着陸です。
屋内でのフォークリフトや類似車両のトラッキングは、屋内測位システムにまさにうってつけの用途です：
– 車両の稼働率を最適化する必要がある
– 安全性を高め、衝突や事故を防ぐ必要がある
– フォークリフトは大きく、思いがけない場所に入り込むことがない
– 通常は2Dで動作するため、3Dよりもトラッキングが容易
– 車載電源があるため、モバイルビーコンへの給電が容易
– モバイルビーコンの重量やサイズに制約がない
– 位置更新レートへの要求が厳しくない
そのため、本格的な自動化プロジェクトに取り組む際には、エンドユーザーの皆様に次の順序をおすすめしています：まずフォークリフトのようなシンプルなものから始め、成功したら人員の安全性・生産性向上のためのトラッキング、自律型ロボットへと広げ、最後に自律型屋内ドローンへ。
産業オートメーションの中心にいるのは人です：
– 人の安全を確保する
– 人にはルーチン作業ではなく、知的な作業を任せる
– 既存のプロセスを最適化し、歩行時間を削減する
– 今すでに自動化できるところは自動化する
自動化はデータから始まります：誰が、どこで、何を、なぜしているのか。だからこそ、人員向けの屋内測位・ナビゲーションシステムがすべての中核となるのです。
人員のトラッキングとその用途は、実に多くの分野に枝分かれしています：
– ショッピングモールでの案内
– 博物館・美術館での案内
– 空港、駅、港などの施設内でのナビゲーション
– メーターや対象物への近さに基づくタスクの割り当て
– VR/AR
– 来訪者数のカウント
– 立入制限区域へのアクセス管理
– 産業環境における人員のジオフェンス
– AGVやロボットと人との事故防止の支援
– 事故発生時の救助：要救助者を迅速に発見
– 健康状態の遠隔モニタリング
– スポーツ
屋内での人員のトラッキングの用途は、まさに数えきれないほどあります。
当社は産業オートメーションの分野で事業を行っていますが、時には先端科学、さらにはエドテック（教育テクノロジー）の分野で仕事をしているように感じることもあります。数十を超える世界の名だたる大学やイノベーションラボ、そして世界有数の革新的企業の未来研究所が、あらゆる研究開発プロジェクトに当社のシステムを活用しています。
研究者がMarvelmind屋内測位システムを活用してきた分野は、すべて挙げきれないほど多岐にわたります：
– あらゆる形態の自律型ロボット
– さまざまな研究プロジェクト向けの自律型ドローン
– 機械学習
– スウォーム（群制御）
– 建築
– 考古学
– 海洋科学と自律型ボート
– 宇宙開発と月面用の自律走行車両
– さまざまなNASAプロジェクト
クレーンとフックのトラッキングは、意外なほど大きなRTLSの用途分野です：
– クレーンのトラッキング
– 危険物の吊り荷のトラッキング
– フックのXYZ位置と多方向の振れのトラッキング
– 吊り荷と車両・人との間のジオフェンスゾーン
– 住宅建設工事におけるクレーン先端のジオフェンス
とはいえ、クレーンやフックをトラッキングする必要があるのは、驚くことではありません。クレーンは最も古い産業機械の一つで、サイズも作業内容もさまざまですが、その作業の大半は産業用途です。したがって、これはまさにMarvelmind屋内「GPS」のような産業用屋内測位システムが担うべきタスクです。
一見すると屋外向けに思える用途でも、屋内測位システムが最適な選択となるケースがあります。たとえば、自律型ボートや船舶、その他の海洋分野の用途です。
用語を厳密に使い分けるなら、このような測位システムは RTLS と呼ぶ方が、IPSと呼ぶよりも適切です。さらに適切なのは、次の呼び方です：ローカル測位システム（LPS）。
お客様や見込み客の皆様からご相談いただいたボート・船舶関連の事例には、次のようなものがあります：
– 停泊中のフェリーへの充電器の自動誘導
– 大型船への自律型救助艇のドッキング
– 自律型ボートに関するあらゆる研究：本格展開前のプールでの試験
スポーツは、屋内測位システムにとって要求の厳しい分野です：
– 高い精度が非常に重要
– 高い位置更新レートと低レイテンシが重要
– サイズと重量が重要
これまでに当社が関わってきたスポーツ：
– ホッケー
– アイススケート
– カート
– スキーのハーフパイプ
– エアホッケー
– 乗馬
さらに、次のような分野にも広げることができます：
– 屋内カーレース
– 屋内ドローンレース
– BMX
ほかにも、RTLSがすでに重要な役割を果たしている、あるいは近い将来果たすことになるスポーツは数多くあります：バスケットボール、サッカー、ボブスレーなど。
屋内測位システムは位置データだけでなく、速度や加速度もストリーミングで提供します。これらは選手、トレーナー、ファンにとって非常に重要なパラメーターです。
VRとAR
VR/ARに組み込まれたトラッキングシステムは技術的な問題を抱えることがあり、理想的な家庭やオフィスの環境よりも厳しい産業環境では、うまく機能しないことがあります。そこでMarvelmindの屋内測位システムが、グラウンドトゥルースを提供し、VR/ARユーザーの現在位置について「セカンドオピニオン」を示すことで、VR/ARシステムのセンサーフュージョンデータの品質向上を支援します。
来訪者の案内は、産業用途での人員のトラッキングとはかなり異なります：
– あくまで来訪者であり、専門家や従業員ではない
– システムを使いこなすスキルを持っていない
– 子どもからひいおばあちゃんまで、利用者は実にさまざま
– トラッカーを組み込んだ制服やヘルメットを着用していない
来訪者のトラッキングという分野の中でも、用途、ひいてはRTLSへの要件は大きく異なります：
– 空港で搭乗ゲートを探す
– ショッピングモールで商品を探す
– 美術館・博物館で作品を探す
– カンファレンスでマッチングされた面談相手を探す
専門家の場合は、主に安全性と生産性のためのトラッキングが話題になります。一方、一般の来訪者の場合は、通常は案内が中心となり、スマートフォンやタブレットのアプリを使って案内します
また、要件や使用するツールもかなり異なります：
– 産業用途では高い精度と信頼性
– 一般の利用者には中程度の精度と信頼性
– 専門家向けにはジオフェンスゾーンなどの特別な機能
– 一般の来訪者には使いやすくスムーズな体験
– 専門家向けには専用タグと業務用タブレット
– 来訪者向けには使いやすく快適なスマートフォンアプリ
その結果：
– 一般の来訪者にはBLE、WiFi、光学式トラッキング
– 精度と信頼性が不可欠な場合は超音波またはUWB
当社は、「産業分野のプロフェッショナル」向けのRTLS用途と、「来訪者」のトラッキングや案内とを明確に区別しています。Marvelmind Roboticsが重点を置いているのは、産業分野のプロフェッショナルです。