UWBとBLEが測位に向かないケースとその理由

UWBとBLEが測位に向かないケースとその理由

スポーツトラッキング分野の見込み顧客（多くの競技を扱っていますが、今回話し合ったのは自転車競技です）によると、BLEを試したものの、ニーズには合わなかったとのことです。それはわかります。理由はごく単純明快です。何千人もの観客が全員BluetoothやWiFiを使っているのです。2.4GHz帯と5.6GHz帯は混雑しすぎていて、低レイテンシの高精度トラッキングのように即時性が求められる用途は、まず機能しません。納得です。

次に、UWB メーカーとも要件を相談しましたが、UWB も適していないという結論でした。これには驚きました…。なぜダメなのでしょうか、UWB?…

なぜUWBではないのか？

BLEがダメなら、なぜUWBではいけないのか？

UWBにはいくつかの方式があります。代表的なものは次のとおりです：

  • 到達時間差 (TDoA)
  • 双方向測距 (TWR)
この見込み顧客は、1周約250メートルの屋内コースで15〜30人の自転車選手を追跡したいと考えていました…
– TWRは、15〜30人の自転車選手には遅すぎます。TWRでは1つのタグとの間で測距を行い、その間ほかのタグは待機します。そして、ほかのタグについて順に同じことを繰り返します。要するに、高速で走る15〜30人の自転車選手に対しては、更新レートが遅すぎるのです。明快です。候補から除外。
– 一方、TDoAでは同期のためにかなり複雑な配線が必要になり、スポーツイベントではまず実現できません
 

うーん…これは予想外でした…。まあ、ごく当たり前のことなのですが、それでもです。私たちは精度、更新レート、価格、サイズなどに注目していました。ところが、同期用の複雑な配線という要素だけで、システム全体が検討の対象外になってしまうのです。まさに想定外でした…

幸い、当社のシステムは無線で同期を行います。配線は一切不要です。コースの周囲に固定ビーコン（約16〜18台）を設置し、各自転車のサドルの下にモバイルビーコンを取り付ければ、それで完了です。モバイルビーコンから、高精度な位置更新のストリームを受信できます。自転車選手1人あたり10Hz程度の高い更新レートが必要な場合は、無線トラフィックに対応するためにモデムを追加します。

まとめ

屋内測位システムの選定に影響する要因は数多くあります。価格、サイズ、精度などの要因はかなり明白です。一方、UWBのTDoAにおける同期の複雑さや、BLEの帯域の混雑といった要因は、それほど明白ではありませんが、実環境で機能する屋内測位システムを実現するうえで極めて重要です。

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