室内定位地图:如何构建基于信标的RTLS坐标系

与普通 GPS (精度3-10米)或 RTK GPS (厘米级,但需要开阔天空、能看到卫星)不同, 室内定位系统 是相对于固定信标来跟踪目标的。因此,无论在室内还是室外,信标布置都是每一个精确 RTLS 部署的基础。

供人使用的室内导航地图,与用于自主机器人、无人机以及人员、叉车等移动目标精确跟踪的室内定位地图,是本质上不同的两种东西:

  • 供人使用的地图——建筑物、仓库或工厂的基本2D或3D可视化图,带有门、大厅、窗户等视觉标志,帮助人们在建筑内确定自己的位置,并找到前往目的地的路线。供人使用的地图只是一张图片。
  • 供机器人和自动化系统使用的地图——不是一张图片,而是一套完整的室内定位系统,包括固定信标(锚点)、它们的坐标,以及固定信标与移动信标(标签)之间的底层通信。因此,准确的说法应是“固定信标的室内定位地图”,而不仅仅是“室内导航地图”,因为现实中大多数室内定位和RTLS系统都依赖固定信标,所采用的技术各不相同:超声波、超宽带(UWB)无线电、BLE或WiFi。

什么是室内定位地图——为什么它是信标地图,而不是平面图

A 地图 包含一个或多个 子地图.

每个 子地图 类似于蜂窝网络中的小区,覆盖各自的区域。子地图由1、2、3或4个 固定信标组成,根据信标数量和布置方式,可实现1D、2D或3D跟踪。

服务区 是为每个子地图明确划定的负责区域。子地图只在自己的服务区内进行跟踪,即使其信号能覆盖更远的范围也是如此。这样可以避免重叠子地图带来的歧义和相互矛盾的位置报告。

切换区 是相邻服务区之间狭窄的重叠区域。当被跟踪目标从一个子地图进入另一个子地图时,切换区确保位置平稳交接——不会出现中断或跳变,跟踪也不会失去连续性。

子地图、服务区和切换区——RTLS地图的基本构成

平面图叠加——供人查看的可视化图层,IPS本身并不需要

A 平面图(底图) 是室内空间的可视化图形叠加层。室内定位系统并不用它来跟踪——它纯粹是为操作人员准备的,方便他们以门、入口、窗户和墙角等熟悉的视觉标志为参照,查看被跟踪的目标。

获取平面图的简便方法是使用 建筑物的疏散图。如有实际的施工图纸,效果更好。

重要提示:平面图是可选的,只供操作人员使用。IPS本身完全依靠固定信标的坐标及其之间的距离,而不依赖于空间的任何图形表示。

实际案例:用于仓库和装配厂跟踪的信标地图

查看实际示例 :为仓库/装配厂创建室内导航地图,包括平面图、信标地图、多个子地图以及众多服务区和切换区。

工厂工人的精确跟踪。

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