到達範囲は?
屋内測位システムの到達範囲を知ることは、最も基本的な問いの一つです。しかし、この単純な問いには、何を尋ねているかによって複数の答えがあります。もう少し詳しく見ていきましょう。
ごく簡単なまとめ
- 次があります:さまざまな「到達範囲」(超音波、無線、WiFi、サブマップ、マップ、スーパーマップの「到達範囲」)
- 一般的な 30 mの超音波到達距離(2D/3Dサブマップ1つあたり)
- 1Dサブマップの一般的な超音波到達距離:~100 m
- マップの「到達範囲」は無線のカバー範囲によって制限され、一般的には ~100-400 m
- 1つのスーパーマップの「到達範囲」は事実上無制限
2つの「到達範囲」:超音波と無線
さらに掘り下げる前に、当社のシステムが2つの基本技術を使っていることを、はっきり理解しておく必要があります:
- 超音波:飛行時間で距離を精密に測定し、マルチラテレーションで位置を算出
- 無線:高精度(マイクロ秒レベル)の時刻同期、データ交換、テレメトリー
なぜ「到達範囲」をかぎかっこ付きで書くのか?– この問い自体が、まだ完全に正確とは言えないからです。
サブマップの「到達範囲」とマップの「到達範囲」の違いは?
当社のシステムは、サブマップ、すなわち小さな単位を組み合わせて構成されるため、マップの到達範囲は、どのようにでも設定できます(超音波のカバー範囲の観点で)。サブマップ ≈ セル。
当社のシステムは、携帯電話網にたとえるとわかりやすいでしょう。携帯電話網のセルは、周波数帯、基地局、アンテナの高さ、環境、周囲の状況などに応じて、50メートル程度の小さなピコセルから数十キロメートルの大きなマクロセルまでさまざまです。では、携帯電話網の「到達範囲」はどれくらいでしょうか?– セルの数とそのカバー範囲によって、事実上どのようにでもなります。当社のシステムも同じです。超音波の観点で見たマップの「到達範囲」は、どのようにでもなります。国全体の地下をカバーしたい場合でも、それは可能です。
したがって、通常「到達範囲」と言う場合に指しているのは、超音波のサブマップ内での到達範囲です。
ただし、無線については、問題になるのは マップ単位の到達範囲です。システムはスター型アーキテクチャで動作し、モデムは自身の無線到達範囲内にあるすべてのビーコンを制御するからです。逆に言えば、モデムが無線でビーコンに届かなければ、そのビーコンを制御できません。モデムとビーコン間の無線リンクの到達距離が、マップの大きさを制限します。したがって、システムの無線到達距離を延ばしたい場合は、まずモデムのアンテナを改善する必要があります。そうすれば、すべてのビーコンに対する到達距離が延びます。
事実上無制限の規模のネットワークを実現するために、当社は スーパーマップを使用します。スーパーマップとは「マップのマップ」です。各マップのSuper-Modemは、スーパーマップのSuper-Super-Modemによって、バックボーン経由で制御されます。バックボーンには、4G/5GからWiFi、さらにはRS485まで、さまざまな物理インターフェースを利用できます。詳しくは次をご覧ください:マルチモデムアーキテクチャ
では、超音波の到達距離はどれくらいでしょうか?…
- 1D, 2D, 3D?
- 外部ノイズの状況、特に超音波帯のノイズは?
一般的な超音波到達距離
- Super-BeaconまたはIndustrial Super-Beaconの推奨カバー半径 – 最大30メートル
- ラボ(無ノイズ)環境でSuper-Beaconを向かい合わせにした場合の一般的な1D到達距離 – 50メートル超
- Horn使用時の推奨到達距離(1D) – 最大60メートル。ラボに近い環境では – 最大120〜150メートル
超音波の到達距離は、常に遮るもののない見通し(超音波が直接届く経路)を前提としています。詳しくはこちら:高精度屋内測位システムには見通しが不可欠。
超音波は周波数によって空気中での減衰が異なります。当社は19kHzから45kHzまでの幅広い超音波を使用しているため、できるだけ長い超音波到達距離が必要な場合は、最も低い周波数帯を使用してください:19〜25kHz。ただし、これらの周波数は可聴域のノイズに最も近い帯域です。そのため、S/N比(信号対雑音比)が最も高くなる最適な周波数が存在します。
通常、到達距離を最大限に延ばすには、25kHzのビーコンをお勧めします。ただし、強い外部ノイズがない場合や、外部ノイズを効果的に遮るHornを使用する場合は、19kHzのビーコンのほうがさらに良い結果を示すことがあります。
一般的な無線到達距離
無線の到達距離 ≠ WiFiの到達距離
まとめ
Marvelmind屋内測位システムの到達範囲というこれほど単純な問いにも、何を尋ねているかによって多くの答えがあります。しかも、これはテーマをそれほど深く掘り下げなくても言えることです。
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