屋外ローカル測位システム

屋内測位システムは屋外でも動作しますか?もちろんです!

屋内と屋外のローカル測位システムに本質的な違いはありません。同じアーキテクチャを使い、ビーコンもよく似ています。例:考古学向け屋内測位システム。

屋内・屋外のローカル測位システムは、いずれも次に分類されます:リアルタイム位置情報システムまたは RTLS。

ただし、考慮しなければならない重要な点があります。

防塵・防水保護

屋内と屋外の最も大きな違いは環境条件です。屋内は通常、オフィスや倉庫・工場のような環境で、温度は10〜40°C程度、雨も湿気もほこりもないため、機器に特別な保護は必要ありません。

屋外の環境は、はるかに過酷になる場合があります:

  • -40°C〜+50°C、またはそれ以上の範囲
  • 雨
  • 霧
  • 粉塵
  • 風
  • 塩水
  • 雪
  • 氷
  • 日射
  • 化学物質への曝露
  • 空気中の爆発性物質
  • など

そのため、条件に応じて異なる保護方法を適用する必要があります。保護方法は性能(重量、サイズ、消費電力など)に影響する場合があり、ほぼ必ずコストを伴います。

IPxx表示には十分注意してください。たとえば IP67は重要な表示で、次の意味を持ちます:

6の意味:

  • 耐塵形
  • 粉塵が侵入しない。接触に対して完全に保護される(耐塵形)。減圧(真空)を適用する必要がある。試験時間は気流に応じて最大8時間

7の意味:

  • 水深1 m(3 ft 3 in)までの浸漬
  • 規定の圧力と時間の条件下で筐体を水中に浸漬したとき(水深1 m(3 ft 3 in)まで)、有害な量の水が浸入しないこと
  • 試験時間:30分。筐体の最下点が水面下1,000 mm(39 in)、または最上点が水面下150 mm(5.9 in)となる位置のうち、深いほうで試験する

すごいと思いませんか?ところが、ここには但し書きがあります。この試験が示すのは、そうした条件にさらされても機器が耐え、壊れないということです。IP67は、その条件下でシステムが動作することを保証するものではありません。

但し書きはまだあります:

  • 何に浸漬するのか?蒸留水です。塩水やその他の液体には当てはまりません
  • 粉塵とは何か?細かいタルク粉末です。別の種類の粉塵や、金属粉などには当てはまりません

したがって、IPxx表示を見たときは、その前提条件をすべて踏まえて解釈し、活用する必要があります。そして多くの場合、その前提条件は実環境には当てはまりません。

このように、屋外ローカル測位システムで最も難しいのは環境条件への対応です。

電源

屋内では、固定ビーコンの電源を確保するのは比較的簡単です。通常の電力網 + コンバーター、保護なしのバッテリー、PoEなど、多くの選択肢があります。詳細:ビーコンの電源オプション。

屋外ではより困難です:

  • 電源がない場合がある
  • 特に爆発性雰囲気(石油・ガス精製所など)では、電源の引き込みがビーコン本体より高くつく場合がある

その他の悪影響要因

風は超音波ベースのシステムに少なくとも2つの点で影響を与えます:

  • 風はノイズを発生させ、S/N比を低下させて、距離を制限したり精度を下げたりする可能性があります
  • 風は空気の移動であり、システムは空気の速度を考慮していないため、測定される位置がずれる可能性があります

幸い、風が強くない限り、これらの影響は深刻ではありません。

雨粒は超音波パルスに似たノイズを発生させます。そのため、超音波を受信するビーコンを雨粒によるノイズから保護することが重要です。通常は、各種の専用シールドや雨よけで十分に対処できます。

屋外の利点は?

通常、屋外は開けた空間です。そのため、屋内で必要な台数のごく一部の固定ビーコンで、同じ面積をカバーできます。

さらに高い性能を得るために、GNSSシステムとのセンサーフュージョン(たとえばGPSやRTK GPS)を行うことも可能です。

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