UWBより高精度な技術は?

超音波ベースのシステムは、UWBより約10倍高精度で、BLEより約100倍高精度です:

超音波ベースとUWBベースのシステムは、どちらも飛行時間(ToF)方式を使うため優れています。ただし、超音波の速度は電波の約1,000,000分の1なので、同じ精度を実現するのは、UWBベースのシステムより超音波ベースのシステムのほうが、事実上1,000,000倍容易です。もちろん、これは大幅に単純化した説明ですが、要点は明らかです:

より高い精度が必要な場合は、超音波ベースのシステムを選んでください。約±2cmの位置精度が得られます。次がUWBで±10〜30cm、そしてその次が BLE で約2〜5mです。

UWBは見通し外でも機能しますか?

いいえ、機能しません。UWBには見通しが必要です。これは、市販されているあらゆる測位システムに共通です。見通し外では、少なくとも障害物の大きさに匹敵する誤差を覚悟しなければなりません。多くの場合、誤差は障害物の大きさをはるかに上回るか、トラッキングがまったくできないか、まったく誤った位置でトラッキングされます。

「見通し」が何を意味するのかを、明確に区別する必要があります。多くの壁や障害物は電波を透過します。たとえば、薄い木の壁、普通のガラス(金属コーティングされていないもの!)などです。これらは測位に誤差をもたらします。その中を電波が伝わる速度が空気中とは異なり、現在市販されているUWB測位システムではこの違いを考慮できないからです。そのため、精度は ±10〜30cm より低くなりますが、UWB測位はこうした薄い物体越しでも機能します。UWBにとっては見通しがあるからです。可視光にとっては見通し外なので向こう側は見えなくても、UWBにとっては見通しがあるのです。

しかし、実際の産業用途に取り組むエンドユーザーにとって何よりの想定外となるのは、UWBが見通し外でも使えるという思い込みです。産業界の現実の物体の多くは、UWBの電波を透過しません。たとえば、厚いレンガの壁やコンクリートの壁は透過しません。機械、パレット、フォークリフトも電波を透過しません。そしてもちろん、金属の壁はまったく透過しません。見通しがなければ、UWB測位もできません。

境界線上のケースもあります。たとえば、人体は半透過です。これは、まったく透過しない場合よりも、むしろ厄介かもしれません。一部の信号は通過するものの、場合によっては弱すぎて使えず、別の場合には測位を乱すからです。

したがって、推奨事項はシンプルです:

実環境でUWB測位システムを構築する際は、必ず見通しの確保を要件としてください。

UWB測位システムの主な構成要素

  • 固定UWBビーコン(UWBアンカー)
  • モバイルUWBビーコン(UWBタグ)
  • モデム(ゲートウェイ)
  • バックボーン
  • ソフトウェアプラットフォーム

固定ビーコン

  • モデムと無線で接続され、基本的な電源だけで済む構成が非常に優れています。多くの場合、イーサネットなどのケーブル配線は、ビーコン本体より高くつくことがあります

モバイルビーコン

  • 人員用、フォークリフト用、パレット用など、さまざまな形状とサイズがあります
  • パレットのような静的または準静的な物体では、非常に長いバッテリー寿命が求められることがあります。これは、更新レートを最小限(1〜60秒に1回)に下げるか、更新を完全に停止することで、比較的簡単に実現できます。移動体のトラッキングは、動き出しを検出するIMU(慣性計測ユニット)によって起動され、そのときに初めて位置推定が始まります
  • たとえばドローンやVR/ARでは、バッテリー消費と引き換えに高速な更新レートが求められることがあります

モデム

  • モデムは固定ビーコンとモバイルビーコンを制御し、時刻を統括し、テレメトリーを収集します。アーキテクチャによっては、モバイルビーコンの位置を計算することもよくあります
  • 通常はバックボーン経由で、ソフトウェアプラットフォームやクラウド、さらにはビーコンと接続されます
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