如何提高位置更新率?

快速提示

  1. 在Dashboard中将位置更新率(Location update rate)设为16+Hz。系统会在其他限制条件允许的范围内达到更新率上限
  2. 禁用实时播放器(Realtime Player),使其带来的额外延迟降为零
  3. 将平均窗口(Window of averaging)和距离滤波(Distance filter)均设为0。这不会提高更新率,但能降低延迟
  4. 定义 服务区(YouTube)。如果不定义,系统将使用默认的30米服务区,更新率可能不够理想。例如,如果更新率受子地图尺寸限制(这种情况很常见),把服务区从30米缩小到10米,更新率可提高到原来的3倍。通常,这是提升更新率的主要手段
  5. 将无线配置(radio profile)从默认的100/200 kbps改为500 kbps。如果位置更新率受无线电限制,更新率可能会提高。通常提升幅度小于调整服务区;如果系统不受无线电限制,则不会有提升。但在集群机器人和IA中,无线配置就变得非常重要。进一步了解 无线电连接
  6. 可实现的更新率请见: Marvelmind室内定位系统位置更新率与用户数据传输速率表。注意,这些表格针对的是2D子地图,而非3D子地图。3D数据通常需要更多的无线电流量和更多时隙,因此3D的更新率一般低于2D。对于3D跟踪,我们通常建议使用4个信标,以实现3+1冗余。但如果您更看重更新率,那么子地图中使用3个固定信标而不是4个,可能会提高更新率。提升幅度取决于您受限于哪个环节。所以,请先完成前面的步骤
  7. 如可行,减少NIA中的移动信标数量。更新率将成比例提高
  8. 减少 MF NIA 中的移动信标数量,使其少于8个、少于16个等。更新率将按int(N/8)成比例提高
  9. 合理选择调制解调器端的位置更新率与 移动信标(YouTube)端的位置更新率。如果每次都在调制解调器上更新每个移动信标的位置,由于无线电流量增加,每个移动信标的位置更新率会降低
  10. 根据受限的环节,考虑选用以下一种或多种许可:

简介

任何实时定位系统(RTLS)或室内定位系统(IPS)都有几个关键参数,其中包括:

  • 成本(硬件+软件+部署+运行等)
  • 定位准确度/精度
  • 位置更新率和延迟
  • 可跟踪的移动目标数量

还有很多其他参数,可以 详细了解(YouTube)。下面深入讨论其中两个:

面向集群机器人的精确RTLS

注意,位置更新率和延迟通常相互关联,但并不相同。例如,系统可能同时具有高更新率和高延迟。

另外请记住,位置测量的精度并不直接取决于位置更新率。同时,如果您的系统能够容许位置测量有更大的延迟,就可以获得更高的测量精度。详见: 精度是否取决于定位更新率?

位置更新率

位置更新率 ——每秒测量位置的次数。
对一些客户来说,“快”意味着每分钟一次,例如跟踪托盘等静态资产。而对于另一些任务(如VR/AR等),即使100Hz的更新率也只是勉强够用。

在默认设置下,对于10-15米的中等尺寸子地图,典型更新率为8Hz。对于2-3米的极小子地图,更新率可达30-40Hz。对于30米的较大地图,默认设置下约为6Hz。

如果不指定服务区,系统会按最大子地图处理,更新率约为6Hz。
请注意,在配对信标配置中,我们同时获得位置和方向。位置以超声波系统的典型更新率(约8Hz)测量,而方向则通过与IMU的传感器融合计算得出。传感器融合使方向的更新率达到100Hz,延迟约10毫秒。

延迟

延迟 ——从测得位置的时刻到获知计算出的坐标的时刻之间的时间差。
 
降低延迟通常比提高更新率更难。例如,实时播放器(Realtime Player)是一种相对简单的方法,能将更新率提高10到100倍;而要在延迟上取得同样的效果,可能就得改变系统架构或底层定位技术。
 

跟踪的延迟与精度之间存在明显的取舍:增加滤波或平均可以获得更好的跟踪质量,但延迟会变大。因此,每个应用都必须在精度/质量与延迟之间做出选择。

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IMU+超声波传感器融合后处理

要实现真正的100Hz跟踪,请使用IMU+超声波传感器融合。
 
 

它尤其适用于体育运动(卡丁车、跳跃等)和快速运动的机械。

后续步骤

如果典型的8-16Hz位置更新率和100Hz的方向更新率仍然不够,还有哪些选择?
 
  • 请将需求发送至 info@marvelmind.com。您未必真的需要您所设想的那么高的更新率或那么低的延迟,也许还有别的解决办法
  • 对于无人机集群,MF NIA是经典方案 ,目前如此
  • 但当无人机超过10-16架时,MF NIA提供的更新率可能就不够了。您可能需要改用 IA ,而不是 MF NIA。参见: 面向无人机表演和集群的室内定位系统
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