室内定位系统技术
专为自主机器人、无人机、叉车、起重机、VR/AR、人员及其他工业应用设计
室内定位系统种类繁多，不同类型适合的应用各不相同。
在选型和部署系统时，必须考虑许多基本技术问题，从视距、干扰到基本的无线覆盖。
如果您想到的关键问题下文没有涉及，甚至解释有误，请发邮件至 info@marvelmind.com， 我们会尽快补充或更正。
概要:
本页详细介绍室内定位系统和实时定位系统背后的技术以及专门的技术方案。
- RTLS能覆盖多大面积？
- 作用距离是多少？
- 系统能跟踪多少个标签？
- 三边测量还是三角测量？
- 有哪些干扰？
- IPS能否在室外使用？
- 如何获取方向或朝向？
- 什么是子地图？
- 如何构建子地图？
- 室外使用哪种信标？
- 如何与外部系统集成？
- 如何与PixHawk集成？
- 如何与Arduino集成？
- 如何与Raspberry Pi集成？
- 如何与Nvidia Jetson集成？
- 为什么不用SLAM？
- 激光雷达适合用于定位吗？
- 如何尽可能提高位置更新率？
- 如何尽可能降低延迟？
- 如何尽可能提高精度？
RTLS能覆盖多大面积？
室内定位系统或RTLS的覆盖面积在原理上没有限制。
例如，Super-MP入门套件可覆盖多达1,000平方米的开阔空间。增加信标后，覆盖面积还可以扩大到数万平方米，直至达到单调制解调器架构的容量上限。
再增加一层——多调制解调器架构——可将上限从250个信标提高到数万个信标。因此，RTLS的覆盖范围可以非常大。
作用距离是多少？
作用距离至少分两种：
1）超声波作用距离
2）无线电通信距离
在实际工业环境中，信标之间的建议最大距离为30米。决定这一距离的是 超声波作用距离.
不过，这一距离可能更小，也可能更大：
– 噪声较小时，跟踪距离达到50米也相当轻松
– 噪声很大时，距离可能只有10米左右
– 借助Horn，距离可超过 100m
– 响亮的音乐或说话声不一定会产生超声波噪声
– 一些安静的机器反而可能产生很强的超声波噪声污染
利用子地图，可以构建巨大的室内地图——每个方向可达数百米。在这样的距离上， 无线电通信距离 可能成为限制。标准天线在开阔空间的典型通信距离约为100米； 全尺寸天线 – 可达400米.
利用定向天线，可以相对容易地将无线电通信距离扩展到1-2公里，例如在隧道中。不过，必须注意当地对ISM频段的规定。
扩展距离的下一步是采用多调制解调器架构。它并不能扩展单个设备的通信距离，例如 Super-Modem的无线电通信距离。但这种方法几乎消除了对室内定位系统总规模的任何限制。
系统能跟踪多少个标签？
基础的Super-MP入门套件开箱即可支持多达 250个信标 （移动信标与固定信标合计）。
如果需要更多——几百个到几千个信标，请通过 info@marvelmind.com告诉我们，我们将为您专门修改软件。
多调制解调器架构可支持数万个信标，足以满足超大规模网络的需求。
干扰
干扰会影响室内定位系统的精度和整体性能。
与通信系统一样，干扰的绝对水平并不直接起决定作用，关键在于信号/（噪声+干扰）比。
例如，如果某个区域噪声非常大，系统在30米的子地图上已经无法工作，那么在20米或5米的子地图上仍可能正常工作，因为信号/干扰比会成倍改善。
其他类型的干扰也是同样的道理。
哪些干扰会影响IPS，取决于其采用的室内定位技术：
– 超声波：落入超声波频段的强声学噪声
– 激光雷达和光学：光线过强或过弱
– UWB及其他无线电技术：过强的无线电信号
– BLE或WiFi：任何使电磁场畸变的移动物体
由于Marvelmind室内“GPS”不仅使用超声波进行ToF测量，还使用无线电进行时钟同步，因此同一ISM频段内的遥测电台及其他设备产生的无线电干扰，可能干扰甚至阻断Marvelmind室内“GPS”。
– 在安静的房间里，超声波换能器会发出轻微的咔嗒声
IPS能否在室外使用？
是的，室内定位系统可以在室外使用。
只要满足基本要求，系统用在室内还是室外都没有关系：
要实现跟踪，移动信标在30米范围内必须与两个或更多固定信标（2D）、三个或更多固定信标（3D）保持直接视距（“听得见”）。
延伸阅读： 室外局部定位系统
如何获取方向或朝向？
只需在移动目标上安装两个或更多 移动信标 ，信标间基线为30-100厘米，即可轻松获取目标的方向或朝向。