ビーコンの中心点：正確な距離の計算 | Marvelmind

0:01 皆さん、こんにちは。ビーコン間の正確な距離と、その距離がどこから測定されるのかについて、改めてご質問をいただきました。このテーマはすでに取り上げたつもりですが、もう一度説明する価値があります。これからいくつかのポイントについてお話しします。まず、ビーコンの種類による違いです。答えは、お持ちのビーコンの種類によって実際に変わるからです。次に、TXとRX、つまり超音波の送信と受信の違いです。測定点はまったく同じではありません。さらに、一部のビーコンは距離テーブルの自動構築に対応しているので、距離を測定する必要がありません。

1:00 システムに自動で行うよう指示するだけで、自動的に完了します。では、1つずつ見ていきましょう。まず、このご質問はもっともです。2 cmの精度について話すときには、特定の点から測定することが非常に重要です。ビーコンの中心とはどこなのか。2 cmはどこからの値なのか。あるいは、ビーコンの正確な中心点はどこなのか。別の固定ビーコンまでの直線距離を測りたい場合もあれば、システム全体として、システムが固定ビーコンからモバイルビーコンまでの位置をどこから測っているのか、という問題もあります。ですから、質問自体はそれほど複雑ではありませんが、それでも明確な理解が必要です。まず、ビーコンの種類による違いです。おっしゃるとおりです。

1:59 ビーコンの種類によって、中心点が異なるからです。最も一般的なビーコン、Beacon HW v4.9を例にとりましょう。Beacon HW v4.9には5つのトランスデューサーがあり、どれも受信と送信の両方を行います。そのため、実質的には恒星のようなものです。太陽に近づくと、それはもはや点ではありません。遠く離れていれば点であり、問題になりません。しかし近距離では、正確な点が少し広がっていることが問題になります。単一の点ではなく、どこか中間にあるのです。それでも、何かを測定する必要があるときは、簡単にするために、中心は……

2:59 RX4の中心、上面から約1 cm下とします。これが、Beacon HW v4.9の位置を測定するときに推奨される単一の点です。もう少し踏み込むと、次のことを理解しておく必要があります。ビーコンがこの範囲をカバーしている場合、先ほど述べたこの中心点はほぼ正確です。しかし同時に、システムが距離テーブルを構築するとき、あちら方向にある固定ビーコンまでの距離を測る際には、このビーコンのこのセンサーは使われません。使われるのはこちらのセンサーです。つまり、ここを中心と仮定すると、自動的に1 cmの誤差が生じます。実際には、システムが測定するのは……

3:57 この点からの距離です。Beacon HW v4.9の組み込み機能、つまり距離テーブルを自動で構築する機能を使う場合、あちら方向にある固定ビーコンに対してはこちらのセンサーが使われます。一方、反対方向に隣接する固定ビーコンに対しては、こちらのセンサーが使われます。ご覧のとおり、両者の間にはかなりの距離があります。その中間を取ればおおむね問題ありませんが、どんな条件でも正確な答えになるとは限りません。何かを正確に計算する必要があるときはこのことを覚えておき、必要に応じて1 cm加算または減算して、手動で調整することも検討してください。ただし、Beacon HW v4.9の目安としては、上面から1 cm下の中心が……

4:56 ビーコンの中心として最も無難な選択です。以上がBeacon HW v4.9の場合です。Super-Beaconの場合は、少し事情が異なります。超音波を送信するトランスデューサーの構造は同じですが、受信については、こちらが受信点です。Super-Beacon は、これらの超音波センサーで受信するのではなく、この点で受信します。この点は非常に正確で、はっきりしています。ただし同時に、ご覧のとおりずれがあります。これで2つ目のご質問、つまり2つ目のポイントにもすでに答えたことになります。送信の中心は、一般的には引き続きこのRX4の1 cm下です。ただし、先ほど述べた……

5:54 自己構築についてのコメントは引き続き有効ですが、それはビーコンが超音波を送信している場合の話です。ビーコンが受信している場合は曖昧さがなく、点は非常に正確でシンプルです。マイクの中心です。つまり、上面から1 mm下の中央です。ですから、非常に高い精度が必要で、このビーコンが受信に使われることがわかっているなら、中心は明確です。送信については、Beacon HW v4.9に当てはめたのと同じルールです。Industrial Super-Beaconも考え方は同じです。TXはこの場合より少し広く分散していますが、いずれにせよ分散しています。そしてRXはマイクです。ですから、質問しているのが送信についてなのか……

6:53 受信についてなのか、そしてビーコンがどのモードで動作するのかを理解する必要があります。必要であれば、測定された距離に加算または減算して、距離を手動で調整できます。ただし、通常のSuper-Beaconと同様に、Industrial Super-Beaconでも受信点と送信点は少しずれていて、わずかに異なることを覚えておいてください。Industrial RXの場合も、距離は非常にわかりやすくシンプルです。受信マイクの中心で、表面から1 mm下です。正確な位置と正確な距離を計算するときは、この点を使ってください……

7:50 ビーコン間の距離です。次に、自動構築とそうでない場合についてです。Beacon HW v4.9など一部のビーコンは、距離を自動的に測定できます。つまり、手動で測る必要はまったくありません。基本的には、ビーコンを壁に取り付け、システムにビーコン同士を通信させてシステムを構築するよう指示するだけで、5〜10秒で距離テーブルに固定ビーコン間の距離が入力されます。良好な条件であれば、これは非常にうまく機能します。条件が良くない場合、たとえば距離が長かったり、ビーコンの配置が最適でなかったりする場合は、手動で入力するか、部分的なデータを採用するかを選べます。

8:53 たとえば、ビーコン1からビーコン2までの距離と、ビーコン2からビーコン1までの距離が測定されたとします。距離が測定され、テーブルに値が入ります。ところが、何らかの理由で2つの距離が一致しないことがあります。先ほど触れたように、伝搬の影響、距離の影響、あるいは別の原因によるものです。それでも、どちらが正しいかは見当をつけられます。たとえば一方が10、もう一方が20で、10ではありえないとわかっているなら、正しいのは20です。それを使ってください。このペアには、2つのうち一方の距離だけを適用すればよいのです。つまり、この場合も手動入力は使わず、測定された距離の一方をそのペアに適用するということです。通常、システムは1から2、2から1の両方向で距離を計算しているからです。両方の値がごく近く一致していれば、距離テーブルは自動的に埋まります。それは、システムが距離を正しく測定できていることの確認にもなります。その場合は、そのまま……

9:52 測定された値を使ってください。それが基本であり、私たちが推奨する方法です。ただし、距離が長くノイズの多い複雑な環境では、2つの距離のうち一方しか得られないこともあります。その場合は、その値を使ってください。距離やノイズなど、何らかの理由で距離を自動で測定できない場合でも対処できます。先ほど説明した点を基準にした手動計算を使ってください。改めてまとめると、Beacon HW v4.9では、距離テーブルの自動構築と自動測位を NIAアーキテクチャ（Non-Inverse Architecture）で利用できます。Super-Beaconでは、同じことを IAアーキテクチャ（Inverse Architecture）、NIAアーキテクチャ（Non-Inverse Architecture）、Multi-Frequency NIAアーキテクチャで行えます。そのため、多くの場合Super-Beaconのほうが扱いやすいのです。さて、すでに以前の……

10:52 いくつかの動画で触れましたが、マイクの指向性はこの方向、つまり垂直方向にほぼ180度ありますが、完全な180度ではありません。そのため、特に距離が長い場合に同じ壁にビーコンを並べて設置すると、遠く離れたビーコンの音をマイクがうまく拾えないことがあります。これは以前にも説明しました。その場合は、このように一方のビーコンに向けて測定し、次にこのようにもう一方のビーコンに向けて測定してから設置するか、手動で入力してください。手動入力はいつでも使える選択肢です。この説明で、各点の正確な位置についてさらに理解が深まれば幸いです。まだわかりにくい点があれば、メールでご質問ください。喜んでお答えします。改めて、ありがとうございました。