トラッキングの途切れと飛び：技術的トラブルシューティング | Marvelmind

0:01 トラッキング中に見られるさまざまな不規則な挙動について、詳しく見ていきましょう。この事例では、16台の固定ビーコンと38人の作業員がいます。この場合、歩き回っていたのは16番の作業員だけでした。軌跡の飛びや欠落と、その原因をすべて見ていきましょう。では続けます。ここで欠落がありました。更新レートは約4 Hzでした。ご覧のとおり、点と点の間は約1 mありました。つまり3 mにわたってトラッキングがありませんでした。原因は何か。いくつか考えられます。詳しく分析しなければ、原因を特定することすらできません。

0:59 まず第一に、可能性が高いのは、このエリアを担当している固定ビーコンが遮られたか、モバイルビーコンが固定ビーコンから遮られたことです。サービスゾーンをオフにしていたので、このエリアをどのビーコンが担当していたかは確実にはわかりません。このビーコンかもしれないし、こちらか、こちらかもしれません。要するに、この区間、この時間に、モバイルビーコンから固定ビーコンが見えておらず、システムが測定値を除外したか、遮蔽が強すぎて測定値自体がなかったということです。2つ目の

1:58 可能性はノイズです。非常に騒音の多い環境なので、システムがノイズを検出することがあります。三辺測量で位置を決定できない場合、システムは基本的にその生データを除外します。当社には、有効にできるReal-time Playerという機能があります。こちらがReal-time Playerを有効にした状態です。この場合、欠落部分がデータで埋められます。補間データですが、非常に高精度な補間です。つまり、リアルタイムではなく、たとえば1〜5秒の遅延をおいて、あるいは1日1回まとめて分析するなら、得られるデータは大幅に良くなります。本当に大幅にです。しかし、これは生データです。では

2:57 先へ進みましょう。動いています。トラッキングは良好です。ご覧のとおり、はっきりしています。おそらく、これらの固定ビーコンが担当しているのでしょう。動いていて、追跡できています。ここに注目してください。たとえばこの事例では、モバイルビーコンを肩の端寄りに付けるよう推奨しました。なぜか。頭と首があり、首がその方向にある固定ビーコンへの広い範囲を遮ってしまうからです。そのため、このモバイルビーコンからは、左側のかなり広い範囲しか見えません。180度とまではいきませんが、かなり広い範囲が遮られます。

3:56 肩の先端に近づけるほど、遮られる範囲の角度は小さくなります。つまり、トラッキングが良くなる可能性があるということです。もちろん左側についてです。これは左肩でした。右肩には、これとつながった別のセンサーが付いています。そのため、着用者自身の首や頭による遮蔽に対処するために、両方で受信しているのです。さて、これは同じものを左から見たところです。ほら、今消えました。なぜまた消えたのか。考えられる理由は2つ、

4:55 いや複数ありますが、主なものは2つです。遮蔽か、ノイズです。今となっては、どちらが原因かを見極めることすら困難です。遮蔽については、すでに推奨しているとおり、固定ビーコンはできる限り正しく、当社の推奨に沿って配置し、モバイルビーコンもできる限り推奨どおりの方法で取り付けてください。これは良い状態ですが、まあ平均的な良さです。ご覧のとおり、まだ首にかなり近いのです。首による遮蔽範囲を小さくするには、もっと離す必要があります。そうすればトラッキングの品質が向上します。人が動いています。トラッキングは良好です。次を見てみましょう。これが固定ビーコンの

5:53 配置です。うまく配置されています。ご覧のとおり、さらに近いです。ほら、何かありました。まず、小さな飛びがありました。システムは除外しようとしましたが、十分なデータがありませんでした。利用可能なデータからすると、人がこのエリアへそれほど速く移動することもあり得たからです。ある程度の制限はあります。人の移動速度に上限を設定できるのです。そうすればこうした飛びは減りますが、ゼロには決してなりません。ここが重要な点で、いわゆる偽陰性と偽陽性の問題です。フィルターを強くしすぎると、このような欠落が多くなりすぎます。フィルターを緩めると、このような飛びが多くなりすぎます。ですから、常に最適な

6:52 設定というものがあります。フィルタリング設定をはじめ、モデムのマップ設定にある多くの設定を調整することで、欠落が多すぎる状態と飛びが多すぎる状態の間で、最適なトラッキングが得られます。ただし、完全には避けられません。最小限に抑えることしかできず、適切な設定にすれば非常に少なくはなりますが、完全に避けることは決してできません。では、トラッキングの続きを見ましょう。トラッキングが戻りました。ご覧のとおり、ときどきモバイルビーコンが止まって見えることさえあります。原因は何か。このデータは遠隔地から取得していたことを思い出してください。約2,000 km離れた場所と、ZoomとTeamViewerでつないでいました。ですから、トラッキングがなかったからなのか、単に

7:51 接続状態が非常に悪かったからなのかを判断するのは非常に困難です。基本的なインターネットの遅延や、データパケットの損失によって、接続状態が非常に悪くなることがあります。システム側の原因である可能性もありますが、この場合はインターネットの遅延だった可能性が高いでしょう。Windowsの遅延だった可能性もあります。Windowsマシンで動かしていたので、Windowsがときどき非常に奇妙な動作をすることがあるのです。では、固定ビーコンがどのように配置されていたかを見てみましょう。電源から給電されていました。工場が氷点下で稼働するため、お客様からバッテリーを外すよう依頼され、内部にはバッテリーが一切ありません。これは一般的な Super-Beaconですが、バッテリーは搭載しておらず、大型の屋外仕様です。そのため、粉塵や湿気から保護されています。ただしバッテリーがないので、常にUSBで給電する必要があります。現場ではこのように

8:50 設置されていました。作業者が移動しています。ほら、飛びがありました。ただしこの場合の飛びは、おそらくハンドオーバーによる飛びである可能性が高いと思います。トラッキングがこちらのサービスゾーンとこちらのサービスゾーンに分かれていて、ハンドオーバーの間にシステムがかなりの数の位置更新を取りこぼしました。また、わずかな位置ずれもありました。そのため、こことここの間で飛びとずれが生じています。これは作業途中の段階で、こうした飛びを最小限に抑えるためのサブマップの調整はまだしていませんでした。今回のケースでは大きな問題ではありませんが、改善の余地はあります。サブマップの位置合わせも、もっと

9:49 うまくできたはずです。単にかなり時間がかかるため、この段階ではまだ行っていなかったのです。ほら、また、モバイルビーコンがしばらく消えて、再び現れました。一部はフィルタリングされましたが、それでも飛びが1回ありました。ポストプロセッシングを適用すれば、これとこれは基本的に除去され、非常にきれいで滑らかな軌跡が得られます。同時にこうした飛びも除去され、常に存在するノイズを抑えられるので、トラッキングの精度もさらに高まります。対象物そのものにはノイズがない、つまり移動中に飛んだり

10:47 震えたりしないことがわかっているからです。対象は人です。それがわかっていれば、ポストプロセッシングを適用して、きれいで滑らかなだけでなく、生データよりもさらに高精度な軌跡にできます。これが現場の環境です。ご覧のとおり、かなり複雑なエリアです。これらの固定ビーコンは明らかに見えません。こちらのものが、このビーコンを完全に遮ってしまうからです。では、そもそもトラッキングできるかどうか見てみましょう。まったくトラッキングできなくても驚きません。そうでなければ、ここやここにビーコンを追加で設置し、この狭い小さな通路だけでトラッキングする必要があるからです。通常はトレードオフがあります。本当にこの

11:45 狭いエリアで高精度にトラッキングしたいのか、それとも、人はここから離れないとみなしてよいのかを判断する必要があります。つまり、人はこちらか、あちらのこのエリアのどちらかにいるはずで、そこにいるか、この狭い通路にいるか、離れた場所にいるかのいずれかしかありません。では見てみましょう。ほら、一瞬だけ黄色の表示が出ました。システムが「三辺測量は機能しているが、何らかの遮蔽がある」と伝え、検出しようとしているのです。それでもトラッキングは続いています。固定ビーコンをかなり高い位置に設置するようお願いしていたので、まだ見通しが確保されていたのかもしれません。固定ビーコンが高い位置にあれば、例えば固定ビーコンがここ、モバイルビーコンがここにある場合、上から見下ろす形になります。そのため、遮蔽による影が小さくなります。しかし、固定ビーコンを例えば3 mの高さに設置すると、影は大きくなります。

12:44 この点に注意して、固定ビーコンを適切に配置してください。小さな欠落や小さな飛びがいくつかありますが、これもごく典型的な挙動です。問題ありません。はい、今、飛びがありました。はっきりした飛びですが、原因は何とも言えません。おそらくノイズ、何か突発的なノイズでしょう。インターネット経由で0.5～1秒の遅延があるため、通話の音で聞こえたノイズと飛びを対応づけることすら難しいのです。とはいえ、おそらくまずノイズで飛びが生じ、その後に欠落がいくつか生じたのでしょう。システムは、データが誤っていると

13:47 検出できた場合には、誤ったデータを出力しないようにしているからです。ご覧のとおり、またかなりトラッキングが悪くなっています。誤ったトラッキングの原因は同じで、ノイズと遮蔽です。この2つが主な原因です。それ以外は、ほとんどの場合ごく小さな要因にすぎません。なお、モバイルビーコンの装着は理想的ではありませんでした。作業者の皆さんは、まだ装着の仕方を覚えている段階だったのです。モバイルビーコン、この場合は1台のモバイルビーコンをもっと適切に装着していれば、結果は良くなったはずです。しかし、実際の装着はこのとおりでした。では続けましょう。全体の距離は約60 mで、エリアによってはトラッキングがかなり悪いことがわかっています。その理由は単純で、

14:48 遮蔽が非常に強く、トラッキングのしようがないからです。ただし、このエリアは違います。かなり開けたエリアです。ノイズは多い、非常に多いかもしれませんが、遮蔽の点ではおおむね問題ありません。かなり開けています。ご覧のとおり、もっと条件の厳しいエリアがほかにあります。トラッキングは続いています。今回のこの欠落の原因は何とも言えません。見ていきましょう。ほら、わずかな飛びがありました。これも、言ってみれば私たちの作業が終わっていない例です。位置ずれです。つまり、このサブマップとこのサブマップの位置が合っていないのです。これはM1、M2と呼ばれるもので、私たちはいわば「オレンジ」と呼んでいます。もう少し時間をかければ、もっとうまく位置合わせできます。これは作業途中の状態でした。

15:48 ここでもここでも、位置合わせがうまくできていませんでした。トラッキング自体は良好でしたが、このサブマップから移動するとき、このサブマップとこのサブマップの間には2～4 mのハンドオーバーゾーンがあったと考えられます。この地点で、モバイルビーコンはこちらのサービスゾーンからあちらのサービスゾーンへ移り、その間に飛んだのでしょう。つまり、基本的な位置ずれです。そして、これからはるかに難しいエリアに入っていきます。ビーコンが見えなければ、どんな技術を使ってもトラッキングはできないからです。「見える」とは、物理的に見えること、つまり無線なら無線、超音波なら超音波、光なら光の意味で見えることです。すべては、使っている

16:47 技術次第です。私たちは無線と超音波を組み合わせて使っているので、無線の接続は確保できています。見通し内の直接の無線接続ではありませんが、その無線接続は位置の測定には使っていません。測定に使うのは超音波です。無線は建物内で散乱して届くので、受信できるのです。しかし、例えば超広帯域無線（UWB）を使った場合、このコンクリートは厚すぎて損失が大きいため、UWBは通り抜けられません。そして超音波は、当然ながらこうした材料を通り抜けられません。では、作業者がこの陰に入ったときにトラッキングがどうなるか見てみましょう。だからこそ私たちは常に、固定ビーコンは離して、つまりこの場合は高い位置に設置するよう言っているのです。まだ大丈夫です。飛びがいくつかありました。飛びの原因は同じで、

17:45 おそらく何らかのノイズがあったのでしょう。カチャカチャという音のようなものがありましたが、それ以外は問題ありません。固定ビーコンを高い位置に設置すれば、遮蔽が起きる可能性は低くなりますが、ゼロにはなりません。例えば人が這って進み、このコンクリートブロックの影に入れば、その人をトラッキングすることはできません。しかし今のところ問題ありません。欠落が1回、また1回。こうしたことが起こりうるのです。ほら、今まさに起きています。どのビーコンが遮られているのかを正確に言うのは非常に難しいです。この陰になっているので、おそらくこれでしょう。人より背の高い壁や障害物がいくつかあり、それらが遮蔽を生んでいる可能性が高いです。ただ、ここはちょうど中間あたりなので、こうした欠落の一部は

18:44 ハンドオーバー、つまり異なるサブマップ間の切り替えに伴うものかもしれません。そのうち、これや、もしかするとこれも部分的には改善できるでしょう。しかし多くは改善できません。見通し（超音波が直接届く経路）がないからで、これはやはり非常に難しいのです。これは人より背が高いので、人がこの陰、あるいはその間にいると、固定ビーコンは向こう側になります。今のところ、まだ邪魔にはなっていません。しかし移動すると邪魔になります。ほら、今はデータも測定値も得られていますが、おそらく直接の見通しではありません。つまり、ここでもやはり2つの要因が考えられます。1つ目は、そこに置かれたブロックによる見通し外が原因の欠落です。2つ目は、

19:44 固定ビーコンとサブマップの位置合わせが完全ではなく、その位置ずれによって飛びが生じたことです。このように、原因が1つだけということはまずありません。見通しがない、ノイズ、位置ずれの組み合わせです。ほら、欠落が1回、飛びが2回ほど、それからまた欠落がいくつかありました。もうポイントはおわかりいただけたと思います。システムが測定できない場合の扱いは、お客様と相談して決められます。あるお客様とは「すべて表示する」と取り決めています。別のお客様には、表示するのが適切だと私たちが判断したものだけを表示します。ただし、

20:43 距離などの生データも提供しています。つまり多くの場合、生データがあるので、ポストプロセッシングによって、ここで測定されている以上の位置をかなり多く復元できることもあります。また、履歴、生データ（距離）、さらに同じく提供されるIMUデータがわかっていれば、例えば距離が1つしかなくても、位置をかなり正確に推定できます。一般にポストプロセッシングのほうがはるかに良い結果が得られます。より多くの情報があり、そのモバイルビーコンにとっての「未来」がわかっているからです。モバイルビーコン自身は未来を知りませんが、例えばこの時点では、すでに未来がわかっています。これが未来です。そのため、ポストプロセッシングでは、直線ではなく曲線に沿った非常に精密な線を簡単に描けます。

21:42 このように曲線をたどる線です。しかし、測定している時点でこの先のデータがなければ、それは不可能です。人はこちらにも、あちらにも、どの方向にも動く可能性があるからです。しかし、5秒後、10秒後といった先のことがすでにわかっていれば、非常に細かく詳細なトラッキングを提供するのは簡単です。さて、トラッキングがもうすぐ終わります。だからこそ私たちは、固定ビーコンを約4 mの高さに設置するようお願いしました。モバイルビーコンは首の位置に付けていたので、

22:41 高さはおよそ1.6 mでした。影を最小限にするためです。ここでは固定ビーコンがどこにあるのか見えませんが、どこかあのあたりにあります。例えば、人がこのブロックのすぐ脇を通り、ブロックがそのビーコンのサービスゾーン内にあれば、その人は物理的にブロックの壁の陰に入ってしまいます。そうなるとトラッキングはできません。さらに悪いことに、場合によっては誤ったトラッキングや偽のトラッキングが生じることもあります。どうすれば避けられるでしょうか。繰り返しになりますが、ビーコンの配置です。見通し外が予想される場合は、その見通し（超音波が直接届く経路）が

23:40 遮られないように固定ビーコンを配置します。この場合は、重なり合うサブマップを構成することもできます。これは長すぎましたが、このエリアとこのエリアにまたがるサブマップを構築できます。そうすれば、トラッキング対象がここにいるとき、システムはこちらのビーコンとこちらのビーコンの両方から測定します。そしてシステムはほとんどの場合、何かがおかしいと検出できるので、その測定値を除外し、信頼できる測定値だけを使います。測定値が一致していれば、両方を使います。後ろに遮蔽があれば、こちらの固定ビーコンからの測定値を除外し、こちらの固定ビーコンだけを使います。つまり、すべてはケース次第です。だからこそ、あらゆるケースに通用する解決策はありません。人員のトラッキングにはある解決策、ドローンには別の解決策、フォークリフトには少し違う解決策があります。そして個々の導入では、常に

24:38 その導入に合わせた実装になります。精度、堅牢性、投資額の面で何を実現したいのか、何をトラッキングするのか（人員かフォークリフトか）、ビーコンをどこに設置できて、どこに設置できないのかによって変わります。要素は多いものの、そのすべてはわかっています。私たちはこれを何度も手がけてきたので、アドバイスできますし、私たちの推奨事項に従うだけでお客様ご自身で行うこともできます。では、トラッキングを最後まで見ましょう。今回の事例を通じて、何をすべきか、そしてこのケースのように欠落、飛び、位置ずれをどう解釈すればよいかが明確になったなら幸いです。ありがとうございました。