高级子地图架构：NIA与IA系统 | Marvelmind

0:01 各位同事好，我们继续讨论构建子地图这个既深又广的主题。在第一部分中，我们已经讲完了标为绿色的前几项。现在把基本提示讲完，然后继续。重要的一部分是：如何对齐子地图。构建子地图时，具体怎么做？如何构建？如何确保相邻的子地图在位置上真正吻合？有一个功能我们称为“M1M2”，界面上有一个按钮可以激活它。它的作用是——比如说，您有两个 信标、两个移动 信标（1号和2号）。激活M1M2后，系统基本上会

1:01 同时显示两种意见，即来自子地图1和子地图2的位置。激活该功能后，如果子地图没有对齐，您看到的就不是两个移动 信标 ，而是四个移动 信标。对齐非常简单：您直接在Dashboard中拖动其中一个子地图，使其与另一个子地图对齐，就像这样。当然，您可以放大、缩小，对齐可以精确到厘米级。就这么简单。当然，还要通过移动来检查。您当然必须构建服务区和切换区，而检查和验证子地图是否对齐，是通过在子地图之间来回移动、穿过切换区来完成的。

2:00 不使用M1M2功能也能达到同样的效果，但使用M1M2会容易得多、快得多。实际上，您有两个移动 信标 ，安装在相距半米或一米的位置——可以是两个独立的三脚架，也可以是一个带水平横杆的三脚架。然后沿着子地图移动这个装置，把它放进切换区，从而完成对齐。在这个演示中，没有构建切换区和服务区，这算是一个小失误。但您把它放进切换区，然后调整、对齐，直到移动信标的四个图像变成两个，这时就对齐了。为什么用两个？因为如果只有一个移动信标，您会看到两个

3:00 意见。对齐后，仍可能存在角度误差。用两个信标，就相当于一条线。如果两个都对齐，并且它们相距半米或一米，这就足够了，子地图在位置和角度上都会对齐。所以请使用M1M2，它是一个非常强大的功能，可以快速完成子地图之间的对齐。现在我们来讨论我们提供的不同架构。如开头所说，您可能也已经知道，我们有非反向架构、反向架构和多频非反向架构。它们之间的区别非常简单，关键的决定因素也非常简单：谁在发射超声波？在非反向架构中，移动信标发射超声波，而

3:58 固定信标接收超声波。在所有情况下， 调制解调器 都是中央控制器：定义各信标的时钟和时间戳，进行同步，获取遥测数据。所有信标——固定信标和移动信标——都只与 调制解调器 通信，它们之间不通过无线电直接通信。无线电通信只与 调制解调器 进行。但本演示不涉及这一点，因为我们重点讲超声波。在讨论构建子地图时，主要涉及超声波和超声波频率，所以我们重点讲这个。非反向架构：移动信标发射超声波，固定信标接收超声波。由于Super-Beacon可以同时接收所有超声波频率，所以当您拿到套件或进行部署时，不管

4:57 频率是多少的 Super-Beacon 都可以——这仅适用于Super-Beacon。如果您还有Beacon HW v4.9版本的信标，这一点并不适用，因为硬件版本4.9的信标是模拟的，只能接收单一频率。例如，31 kHz的Beacon HW v4.9只能接收和发射31 kHz，完全无法在25 kHz下工作。Super-Beacon则不同，它只发射自己的原生频率。所以，比如您有一个25 kHz的 Super-Beacon，它只能发射25 kHz，但可以接收任何频率——19、22、25、28、31、34、37和45 kHz，即我们目前支持的全部八种超声波频率

5:57 。请记住这一点。反向架构在历史上出现得较晚，而且在内部结构上比非反向架构复杂得多。为什么？复杂性来自于移动信标负责接收超声波，而且它必须同时接收来自固定信标的多个不同频率的超声波，而不是单一频率。例如，对于3D子地图，至少需要四个固定信标，而且这四个固定信标必须使用不同的超声波频率，比如本例中的19、25、31和37 kHz。同时接收、区分和滤波四种超声波频率是非常复杂的。所以反向

6:56 架构在内部要复杂得多，同时也要求最终用户理解更多细节。例如，一个常见错误是试图用19、19、19、19 kHz构建反向架构——不行，这样无法工作，因为系统无法区分具有相同超声波频率的不同信标，系统正是依据超声波频率来区分信标的。这意味着，在一个子地图中，每个信标都必须使用不同的超声波频率。对于复杂地图，情况会更复杂，因为我们只有八种频率，这些频率必须像蜂窝网络那样复用。蜂窝网络的信道数量有限，必须隔开一定距离复用。这里非常类似：只是我们的频率更少，所以要求更严格，但可以做到。我们会讲解如何做，但请记住，

7:56 在反向架构中，移动信标接收超声波；在非反向架构中，移动信标发射超声波。在反向架构中，固定信标以不同频率发射超声波；在非反向架构中，固定信标接收超声波，它们可以是不同的频率。这些Super-Beacon因为不发射，所以频率无关紧要，它们可以接收任何频率。多频非反向架构是新推出的架构。它本质上仍是非反向架构，因为由移动信标发射超声波。非反向架构与多频非反向架构的区别在于：在多频非反向架构中，

8:54 当您有不止一个移动信标时，它们可以在不同频率上工作。例如，在非反向架构中只有一个移动信标，频率是25 kHz；在多频非反向架构中也只有一个25 kHz的信标，那就没有区别——都是同样的非反向架构。但当您有不止一个移动信标时，在非反向架构中两个都必须是25 kHz，缺点是非反向架构一次只能服务一个移动信标，因为它们必须按时隙轮流：一、二、一、二、一、二……现在服务1号移动信标，下一个时隙——比如在典型的8 Hz更新率下就是八分之一秒之后——服务2号移动信标。而在多频非反向架构中，可以有多达八个

9:53 移动信标同时工作，比如一个移动信标在19 kHz，另一个在25 kHz。它们会同时进行测量，同时获得位置更新。所以实际上，对于八个移动信标，多频非反向架构下每个信标的更新率会高出八倍，这非常棒。至于反向架构，情况就不同了，因为反向架构的工作方式非常像GPS。在反向架构中，移动信标接收超声波，可以有200个信标同时接收并计算位置，它们都会同时得到位置更新。所以如果您需要成百上千个移动信标，通常就选择反向架构。反向架构只有一个缺点：由移动信标接收超声波。

10:52 这意味着，比如说，如果您的移动对象很吵，比如无人机，反向架构很可能无法工作。所以我们不建议——至少目前不建议——在无人机上使用反向架构，因为无人机会产生非常大的噪声。这种噪声是宽带噪声，从可听声一直延伸到超声波频段，会把反向架构的距离限制在几米，可能三到五米，甚至更短，具体取决于无人机。所以反向架构不适用于无人机这类嘈杂的移动对象，但用于人员、 机器人、叉车则完全没问题，即使在非常嘈杂的环境中也可以，因为环境噪声毕竟不像20厘米外的无人机那么吵。当您的对象不是几百个，而是比如八个甚至十六个无人机时，……

11:52 ……多频非反向架构就是您构建子地图时的合适选择。这些区别是什么？前面已经提到：非反向架构可以使用任意频率的Super-Beacon。所以我们建议您从非反向架构开始。即使您搞错了——比如不了解所有这些细节——装上Super-Beacon，它们在非反向架构下也能工作。但在反向架构中不行，因为固定信标必须使用特定的频率。比如，19、19、25——不行；19和25——可以；25和25——不行。再说一遍，在反向架构中不行，因为基本规则没有满足。这条规则并不复杂，但当您刚接触这个系统时，很容易……

12:52 ……犯错。还有其他原因——有好几个，我们会逐一讨论——比如动态范围。在反向架构中，如果您离一个固定信标太近，同时又离另一个固定信标太远，近处的信标就会“喊”得太响，盖过远处的信标。比如我手里有一个移动信标，而固定信标发出的脉冲声音太大。这意味着这个移动信标必须同时监听来自近处固定信标的信号和来自远处信标的信号。由于我离近处那个信标太近，远处那个信标就听不到了，因为距离的动态范围太大。我们稍后会讨论。所以总的来说，如果您想部署一个基本的入门套件，那么IA……

13:51 ……即反向架构与非反向架构的难度几乎相当。但如果讨论的是一个巨大的仓库，那么构建大型非反向架构地图的复杂度大约只有大型反向架构地图的十分之一。再说一遍，这可以做到，不成问题，只是在反向架构中，您需要遵循并理解更深入的细节，因为它能力更强，但同时对部署系统的人要求也更高。所以基本建议——在这份分步指南中已经详细解释——是：从非反向架构的基本2D开始，实现完美的跟踪，然后过渡到稍微复杂一些的配置，比如仍是非反向架构的3D，然后，如果您愿意，再从3D过渡到反向架构3D，等等。但每次只迈一小步。

14:50 不要试图一步到位。这就是核心信息。现在我们来讨论构建子地图的示例。方法有很多，我们会介绍其中一些。有些可能会遗漏，我们以后会在其他演示中补充。我们简单讨论一下：这是基础的2D子地图，比如当您拿到 Super-Beacon 入门套件时，我们建议您构建的就是它。这是基础的配置：2D，一个移动信标和一个 调制解调器。如前所述，调制解调器我们不展开讨论，因为它可以放在任何地方，无所谓。所以是两个固定信标：一个固定信标装在一面墙上，另一个固定信标装在同一面墙上。它们的频率相同——颜色相同，频率相同——这是移动信标。就这样，基础而完美。频率也可以不同……

15:48 ……对于非反向架构而言，因为跟踪时它们不发射超声波，而是接收超声波。所以在非反向架构中讨论固定信标的频率没有意义，因为它们是接收方，而Super-Beacon可以接收任何频率。我们这里不讨论Beacon HW v4.9，因为它们只适用于非反向架构，而且是相当成熟的老产品。所以当我说信标时，请记住，我基本上指的是 Super-Beacon 或 Industrial Super-Beacon（技术上相同，只是防护更好）。3D子地图与2D非常相似，只是不用2个信标，而是用4个。同样，在非反向架构中这些信标可以是任意频率，但它们的布置必须构成一个矩形或类似的形状，不能放在一条直线上。

16:47 因为那样就不是一个立体空间，不是3D，而是一条线。实际上，那就成了由四个信标组成的2D子地图，这样行不通。所以一定要形成立体空间：把信标装在另一面墙上。高度可以不同，无所谓，反正您始终都必须输入固定信标的高度。对于3D，最少需要三个信标，但太容易被障碍物遮挡。比如在这种情况下，这个信标就很难被看到，可以看到它几乎处在阴影中。这个信标看得到，这个也看得到，但这个固定信标对移动信标来说已经接近被遮挡。这就是为什么我们采用“三加一”冗余：四个中至少有三个必须被移动信标看到。在这种情况下，跟踪……

17:44 ……在绝大多数情况下都能继续。比如这里，四个信标仍然都能看到。系统基本上会选择最合适的三角形：一、二、三是一种组合；另一个一、二、三是另一种组合；然后是第三种组合，还有第四种组合。所以有多种三角形组合，系统会根据一些准则参数自动选择哪个最合适并使用它。有时会综合使用所有组合，但这只有在有冗余时才可能。如果只有三个信标而其中一个被遮挡，那就完了，无法跟踪，因为3D必须有三个固定信标。所以3D套件包含四个信标，默认提供“三加一”冗余，我们强烈推荐这样做。当只有一个子地图时，服务区是“有了更好”的选项。为什么？因为服务区……

18:43 ……定义了信标被服务的区域。如果不定义服务区，也总会有一个服务区——隐含的服务区，即距每个信标30米的范围。所以无论如何您都会有一个很大的子地图。而子地图很大，超声波传播的距离就更长；传播距离越长，花的时间就越多，更新率当然就越低。通常您希望更新率尽可能高。所以请定义服务区，这总有帮助。现在我们来讨论更复杂的情况：非反向架构中有多个子地图。如前所述，非反向架构更简单。这是一个子地图——就是上一个例子中构建的那个。在这个例子中，这是一个子地图，另一个子地图，第三个子地图。如何构建子地图？我们有一篇……

19:42 ……关于这个问题的文章，链接都在那里。所以要逐个构建：如何构建一个子地图，冻结它，甚至关闭所有信标，或者干脆把它们从网络中移除。然后像这样构建这个子地图，就当那个子地图不存在——同样作为独立的子地图构建，并实现完美的跟踪。我说构建子地图，意思是您布置好信标，构建好距离表，并通过在该子地图服务区内跟踪进行验证，确认跟踪效果良好。这样就确认了子地图没有问题，可以冻结。冻结它，然后就不用管它了，甚至可以禁用这些信标或让它们进入休眠。这个信标在这个子地图中也被共用。像这样构建这个子地图，就当其他所有子地图

20:41 都不存在。对您需要的所有子地图重复此过程，依此类推。如前所述，在非反向架构中，信标可以是任意频率。我们建议始终订购尽可能多的不同频率的信标。为什么？因为这给您自由。今天您部署的是NIA，但明天可能会改。您可能会说：“哦，我很喜欢，我想要反向架构，太好了。”正因为如此，您已经拥有了支持反向架构的信标。所以，虽然通常可以使用任意频率，但我们建议按照部署反向架构的方式来部署，因为这样只需更新软件，就可能得到一个已部署好的反向架构系统，几乎无需或完全无需调整。在这种情况下，服务区是必需的。为什么？现在假设这段距离是比如15米，这段距离是5米，另一段距离也是5米。

21:40 如果不定义服务区，每个信标仍然有距离限制，默认的距离限制为30米。30米意味着这个信标会尝试获取那个信标的数据（超声波信号），因为距离仍然在30米以内。但这样并不好，因为显然由这些信标跟踪要容易得多：距离更近，角度更好，一切都更好。但这个信标会说：“是的，是的，我知道距离，我知道。”它会把数据报告给系统。系统将不得不从六个固定信标中挑选，数据已经绰绰有余——只需要两个，它却会从六个收集数据。它可能会采用更远信标的数据，结果就会更差，因为

22:39 距离更长，信号变弱、被遮挡或出现其他问题的可能性也更大。所以显然，远处信标给出的位置比近处信标给出的位置更差的可能性要大得多。因此，要通过子地图来限制这些意见。子地图基本上是在说——哦，抱歉——是子地图的服务区。服务区基本上是在说：“亲爱的1号子地图，这是你的责任区；2号子地图，这是你的责任区；3号子地图，距离远的时候就不要发表意见了。”正常情况下，在大型仓库中，信标之间的距离通常是20到30米，物理上根本听不到那么远。但在一些小区域，比如

23:38 博物馆或房间，很容易出现尺寸小得多的子地图，比如五米、两米或10米。这时有些子地图可能会试图发表意见，造成混乱。所以一定要使用服务区，服务区是必需的。再说一遍，在NIA中，Super-Beacon的超声波频率可以是任意的，因为这无关紧要。固定信标负责接收超声波，所以它们的发射频率根本无关紧要。在这个例子中，我们讨论的是“三加一”冗余。但请记得，一开始我们说过需要子地图的三个原因。第一是扩展距离。在这个例子中，我们基本上是在

24:37 扩展距离。您可以增加越来越多的子地图来不断扩展，比如覆盖一公里。如果 调制解调器 能力足够并配有定向天线，就可以向这个方向覆盖500米，向那个方向覆盖500米，从而覆盖比如一公里长的隧道。每个子地图为20、25或30米，可以一直扩展下去。这是第一个原因。第二个原因我们已经讨论过：如果有多个房间，为了覆盖每个房间，每个房间里2D至少需要两个固定信标，3D需要三四个固定信标。请查看 安装布置手册（中文）。这是针对静态墙壁的情况。但有时中间会有这种静态墙，或者有移动的障碍物——比如人在走动、叉车在移动。叉车会给谁造成阴影？给移动信标，还是给周围的人？没问题。比如，您有一个房间，

25:35 在房间的一侧（一面墙上）放两个固定信标，在另一面墙上再放两个。这样就有两个相对的子地图——一个朝这个方向，另一个朝那个方向。它们的服务区完全重叠，所以我们称之为完全重叠子地图。它的作用是：前面我们说希望避免第二种意见，而在这里我们说：“是的，我们需要第二种意见。”当两个子地图的信标都能看到时，两个子地图都会说：“好，我知道这个移动信标的位置是X、Y、Z。”另一个子地图说：“是的，我们知道这个信标的位置是X1、Y1。”两者非常非常接近，几乎是同一个点。如果视线畅通，

26:33 两者就一致。但比如这个移动信标再往前移动一点，就会处在这个障碍物的阴影中。这时，这个子地图就无法提供位置数据。没关系，因为另一个子地图仍然能提供——我们有意设置了冗余。在这种情况下，障碍物就不是问题了，因为如果其中一个子地图无法服务，另一个子地图会接替服务。这就是使用完全重叠子地图的原因。有一个相关视频，请务必看看，非常有用。同样的逻辑还可以进一步扩展，比如四个相互重叠的子地图，这也是可能的。目前还不支持，因为通常两个子地图就能覆盖99%的情况。现在我们进入更复杂的部分，

27:31 也就是反向架构。再说一遍，只要循序渐进，完全可以做到。如果您理解基本逻辑，不急于求成，并按照对要求的理解来做，那就非常简单。但由于有几项要求，只要遗漏或违反其中任何一项，系统就无法工作。所以它比NIA更复杂。也正因如此，请在掌握NIA之后再转向反向架构。我们先从错误讲起。错误非常非常简单：固定信标使用相同的频率。如果频率相同，系统就无法工作，因为移动信标负责接收超声波。如果两个信标发射相同的频率，系统就无法区分这个超声波频率——比如说22 kHz——到底来自哪个信标

28:29 。所以无法工作。而在反向架构中，这样配置就能工作，因为这个是22 kHz，那个是另一个频率，反正不同。系统会知道：“好，我收到了25 kHz，距离是两米；我收到了22 kHz的信号，距离是七米。好，这就是我的位置，就在这里。”定位完成，一切就绪。所以请记住首要的一点：子地图中的每个固定信标都必须使用不同的超声波频率。现在我们讨论有不止一个子地图的情况。同样的道理：一个子地图、另一个子地图、第三个子地图，和NIA的情况一样。但在反向架构中会更复杂一些。为什么？因为

29:28 首先，您需要确保每个子地图内的频率各不相同。您看，这里是36、34和22，这里是22和25，这里是25和45。第一条规则：在每个子地图中，信标对的频率要不同。但这不是唯一的规则。假设——好，我们在这个区域讨论——假设您犯了一个错误。看到区别了吗？这个子地图中出现了相同的频率。违规，无法工作。所以这个是好的，这个不好，因为其中一个子地图里

30:24 有相同的频率。但这是基本错误，不容易犯，不过还是有人会犯。这个就复杂些了，您看，每个子地图内的频率都不同：34、22——没问题；这个子地图里22、34——也没问题。能工作吗？不能。为什么？因为在同一个地图、同一个时隙中，有两个子地图使用了相同的频率组合。这样无法工作，因为假设这个移动信标收到了这个信号……在这个特定的例子中，它也许还能工作。我们来推测一下：可能行，也可能不行。

31:22 因为，比如说，它收到了信号。我们不知道它现在在哪里，因为我们正要确定位置，但我们知道在这个时隙里，它收到了来自34 kHz的信号，距离大约是比如四米；又收到了来自22 kHz的信号，距离是10米。好。但现在设想一下这个子地图。在这个子地图中——不，我认为在这个子地图中是不可能的。尽管这是一个错误，系统会尝试弥补您的错误，并说：“是的，这是个错误。”但系统仍然能够根据距离找到位置。这里有错误，因为两个子地图使用了相同的频率组合，但系统仍然能够区分这个和那个，因为这种距离组合在这个

32:21 子地图中是不可能出现的，因为两个子地图的形状不同。但我们假设移动信标在这里。在这种情况下，距离是五米和五米。好，但在那里也可能出现同样的情况，同样是五米和五米。这时，系统就无法区分：这个移动信标收到的信号是来自这个信标还是那个信标？是这个还是那个？它是在这个子地图里还是在那个子地图里？如果它在中间，就是五和五；在那边也是五和五。所以系统无法工作。解决办法很简单，前面已经讨论过：使用不同组合的超声波频率对——组合非常多。我们以前只有五种频率，要求更苛刻。现在我们有八种

33:20 频率，即使是非常大的网络，也很容易做到每个频率组合都是唯一的。所以这就是错误所在：其中一个必须换成尚未使用的超声波频率。这再次说明了我们为什么说：尽量多准备几种不同的超声波频率，这样在构建网络时就有更大的自由度。这是什么？哦，好的。在这种情况下，您还没有违规。您有一个更大的网络，这就是我刚才提到的问题。解决办法很简单：可以使用TDMA。

34:19 TDMA是什么意思？使用TDMA意味着这个子地图和那个子地图不在同一时间发射。在这种情况下，是的，这并不理想，但能工作。所谓时隙，就是比如您的更新率是每秒八次，这个子地图在奇数时隙发射，那个子地图在偶数时隙发射，所以它们不会同时工作，位置就不会有歧义。您看，两个子地图的频率组合完全相同，但不会有歧义，因为在每个时刻我们都知道是哪个子地图在服务。在奇数时隙一、三、五等，这个

35:16 子地图服务；在偶数时隙二、四、六等，那个子地图服务。所以如果移动信标在偶数时隙收到这几个频率，我们就知道它在这里，位置在这里而不是那里，因为在偶数时隙，那个子地图根本不发射，那个特定的信标不发射超声波，所以移动信标此时不可能听到这个频率。但这并不理想。为什么？因为TDMA有一个缺点，就是更新率降低：这个子地图不是每秒发射八次，而只有四次。所以是的，这是可行的，但并不理想。如果不采用TDMA，那就是错误，就是前面那种错误，根本不行。所以使用TDMA并不理想，因为您还可以使用其他频率——

36:15 您只用了五六种频率，而您有八种不同的频率，所以可以把它们用上。不过使用TDMA仍然可行，只是不理想。如果不采用TDMA，那就不行，无法工作。这将是一个错误，系统会把信标报告在这里或那里，位置会来回跳变，出现各种错误。希望现在清楚了。接下来讨论更复杂的情况，即3D反向架构。同样，它更复杂，因为信标和频率更多，但逻辑完全相同。在每个3D子地图中，必须有四个固定信标——最少三个；有时如果频率限制严重或者无法做到，三个也勉强可以，但我们不推荐。我们始终建议使用“三加一”冗余，也就是四种频率。

37:13 但四种频率意味着什么？尤其是3D，很快所有频率就都用完了。比如一、二、三、四——再用一个子地图，已经六种了。再来一个子地图——哎呀——仅仅三个子地图就用完了全部八种频率。怎么办？必须复用频率。比如，这个频率已经重复了；好，这个频率也重复了。这有问题吗？没有问题。还是那样，首先检查每个子地图的频率组合是否唯一：这个、这个、这个和这个。检查是否有任何子地图使用了相同的频率组合。没有这样的子地图。其次，相邻的子地图不能有相同的频率。比如这个——无论什么颜色——不能和这个

38:12 相同，否则就是错误，所以这一点也要检查。这正是反向架构有些复杂的原因：需要检查很多层面，如果不够细致、不够深入，就很容易出错。但除此之外，只要遵守这些基本规则，反向架构并非不可能，也不复杂，只是层面更多、要求更高。最后一条要求是：超声波信号不会传播到很远的地方。比如这个，距离超过50米。好，这个信标的信号会传到这里，但已经衰减得很厉害，不会造成干扰。这个超声波信标的信号会传到这里，但因为距离超过50米，信号已经衰减变弱，不会被察觉，它会

39:10 低于噪声，等等，所以不会造成危害。因此，在大型地图、大型子地图中，这样可以工作，比如巨大的仓库。所以这是一个良好的3D子地图或3D地图。但这个就不好了。您看距离：之前是50米，但现在区域变小了，比如博物馆，有许多小区域，需要放置许多信标，距离也小得多——不是50米，而是10米、5米、15米。会发生什么？比如，这个区域里的这个信标实际上就在旁边，您看，是一样的。在频率和频率组合方面没有违规，没问题。所以第一条规则满足了：所有子地图的频率组合都不同。第二条规则：

40:09 相邻信标的超声波频率不相同，系统也能区分。但第三条规则——距离要足够大，使超声波信号到达时已经衰减——没有满足，因为您看，您仍在这个服务区内。这个、这个、这个和这个是服务信标，这是它们的服务区。但这个信标离得很近，比如只有10米远，信号没有衰减。而这个信标和那个信标在同一时间发射。所以这个超声波信号会比那个更早到达，因为布置方式不理想。它会更早到达，这意味着当这个

41:09 信号到达时——您虽然定义了服务区，但那又怎样？因为这个超声波信号还是会传播过来。即使您说“好，这是我的服务区”，也没用，您无法阻止超声波信号。这意味着在这个区域您不会去监听、不会去理会那个信号。但就这一点上的超声波频率而言，无法区分来自这个信标、这个频率的超声波信号和来自那个信标、同一频率的超声波信号，做不到。更糟的是，那个信号还会比这个更早到达。所以系统无法工作。解决办法有哪些？有好几种。首先，可以把这个信标放在像之前那样的位置，比如这个区域，所以布置非常重要。其次，可以更换频率。还可以调整信标的朝向，比如把这个信标、还有这个转个方向，这样它就会

42:08 朝那个方向发射。您可以把信标转向不同的方向，以满足所有这些要求。另一个办法当然是采用TDMA：如果它们会混淆，就不要让它们处在同一个时隙。但如前所述，TDMA总是可行的方案，只是会降低更新率。而反向架构的全部意义就在于让大量移动信标都获得尽可能高的更新率。但当网络非常大时，很可能不得不使用TDMA，只是时隙数量多少的问题。正常情况下只有一个时隙，所有信标都在同一时隙发射。当地图过于复杂、子地图太多，无法避免冲突——您已经尝试了所有办法，仍然不行——好，那就用TDMA二，即两个时隙：一、二、一、二、一、二。有时情况过于复杂、子地图太小，可能需要三个时隙，

43:07 甚至四个时隙。但这样一来，更新率会降为原来的四分之一，不过在很多情况下仍然可以接受。比如，您的系统目前的更新率是8 Hz，四个时隙意味着每个信标的更新率为2 Hz，对于大多数人员跟踪场景已经足够。但再说一遍，任何带来额外复杂性的东西，都会增加出现不匹配的可能。比如因为更新率变低，服务区或切换区必须更长；如果您的对象移动太快，也会带来一些额外的复杂情况，需要您加以处理。所以，TDMA始终是一个可行的方案。正因为有TDMA、服务区和8 Hz更新率，您可以构建任意大的地图，因为超过50米后就可以复用相同的频率。但是

44:06 请把TDMA作为最后手段，因为它是有代价的。接下来讲距离的动态范围，前面我已经简单提到过。这是什么？反向架构依赖于移动信标同时接收两种或更多超声波频率。当然这是数字技术，但作为移动信标，仍然必须接收两个相当接近的超声波频率，比如22 kHz和25 kHz，只差3 kHz，而且必须同时接收。当您离其中一个固定信标非常近、而另一个固定信标很远时，就很难甚至不可能做到。同样，这取决于很多参数，但我们的基本建议规则如下：如果您使用

45:03 19和25、25和31 kHz——即相差6 kHz——那么距离的动态范围（距离比）为1比10。例如，如果最大距离是20米，那么离最近信标的距离可以近到两米；如果最大距离是30米，可以近到三米。这是一个经验法则，还取决于许多其他参数，但大致的经验法则是1比10。如果使用八种频率，而不是五种，要求就更高，因为频率间隔非常非常小，我们的建议是1比3，这已经是相当大的限制了。但实际上并非如此。为什么？因为通常信标安装在比如五米的高度。设想信标装在五米高，而您跟踪的是人——比如在两米高处——那么最小距离

46:03 就是三米。在这种情况下，即使是1比3，最大距离也有约10米。但再说一遍，这不是严格的规律，不是科学定论，更像是经验法则。实际上，比如把信标装在六米或十米高，那么最小距离是七米，最大距离是21米，这没问题。在仓库里通常就是20米左右，所以照此布置即可。也可能更小一些，比如1比4、1比5，这取决于频率、外部噪声等各种因素。所以这只是一个指导原则。请记住：移动信标不能紧挨着固定信标，因为固定信标发射的声音基本上会使麦克风和滤波器过载。这些滤波器能够

47:03 接收近处的这个信号，但同时无法分辨来自远处信标的信号，尤其是在频率非常接近的时候。请记住这一点。这大概是最后一项——重要，但不那么关键，而且也取决于您的具体应用。TDMA我们已经提到过，TDMA是最后手段，显然用在复杂地图中。比如这个我们已经讨论过：您看，这个子地图和那个子地图有意使用了相同的频率。比如您有一个非常非常大的地图，到某个时候总会出现相同的频率组合：一一、二二、三三、四四——这是有意为之。系统有很多层面，比如历史记录。

48:02 比如，这个是这种形状，那个是那种形状。但系统仍然可能混淆。第一条规则是：每个子地图的频率组合必须各不相同。这里第一条规则没有满足，所以不要依靠其他规则来避免系统混淆。一旦出现这种组合，推荐的做法就是采用TDMA。TDMA即时分多址（Time Division Multiple Access）。这个子地图和那个子地图不在同一个时隙中工作，而是在不同的时隙中工作。它的作用是：这是我在奇数时隙——时隙一、时隙三、时隙五——的配置；这是我在第二、第四、第六时隙的配置。

49:00 系统一直在它们之间来回切换，这种情况下就没有问题，因为您看，没有相似的配置。但请看，这是我的移动信标。在这段时间里，我的移动信标不会被服务，因为这个区域没有子地图在工作。这意味着我的移动信标的更新率实际上会降到常规更新率的一半。如果常规更新率约为8 Hz，那么在这种配置下，每个移动信标的有效更新率只有4 Hz。但TDMA是一个非常强大的功能，利用多种频率、正确构建并采用TDMA，您可以构建任意大的地图。接下来是服务区，我们已经提到过

49:59 这一点，但这里讲得更具体。比如，为什么我们强烈建议即使只有一个子地图也要使用服务区。系统的工作原理是：系统无论如何都要监听一段时间。多长时间？由默认的距离限制决定，即30米。所以监听时间是30米除以声速（约340米/秒），大约100毫秒。如果要监听100毫秒，那么即使在理论上，更新率也不可能超过约10 Hz。实际上还需要时间进行无线电通信、计算、滤波等等。所以在完整距离下，更新率不是10 Hz，而是5到6 Hz左右。但如果您的子地图只有，比如五乘五米，那还要30米干什么？就按五乘五米来构建。

50:58 指定服务区。这样您基本上就是在说：这是你的责任区，监听时间不要超过5米除以340米/秒，也就是大约16毫秒。没有必要监听更久，因为其余的都不是我们的信号。这样，只需指定服务区，就能显著提高更新率，轻松提高两三倍。所以这非常有用，即使只构建一个子地图，也要始终使用服务区，因为它会提高更新率。所以这是一个好的服务区，这是一个不好的服务区，因为它太大了，毫无意义，比如这只是您的房间。还有很多特殊情况，比如1D子地图。如果您有一条很长的走廊或隧道，有时就不需要Y，只需要

51:56 沿路线方向的坐标。这很好，因为通常我们说1D子地图的最大距离是30米。但1D可以使用号角（Horn），使用号角可达100米。如果在一端装一个号角，另一端装一个，中间重叠比如十米，就可以构建非常长的子地图。这样实际上只用两个固定信标，就能覆盖长达200米的隧道。这非常厉害。垂直2D：比如您有一个托盘，不太关心人员之类的位置——这种情况下，通常是水平的XY就变成了垂直的，因为您关心的是把

52:54 托盘放在哪里。所以X是这个方向，Y则换成那个方向。这就是垂直2D子地图。您不关心这个高度，因为您关心的是托盘放在哪里。同样，比如您想在一面巨大的墙上作画，也是2D，但这个2D是垂直的，这就是垂直2D。这并不复杂，可以构建。还有一种特殊情况：甚至有一个视频展示如何在同一个地图中组合1D、2D、3D和垂直2D。可能吗？当然可能。当移动信标从1D移动到2D、从2D到3D、再从3D回到垂直2D时，会有一些失真。但这取决于具体情况，取决于您把

53:53 地图对齐得有多好等等。但同一个地图中可以有不同维度的子地图。此外，还有无人机的特殊情况。比如，有时无人机在建筑物或机库内飞行，然后飞出去。您想用这个系统来，比如说，让无人机降落。可能吗？可能。但有两种选择。一种是把固定信标装在地面上，无人机的降落平台在中间。能工作吗？XY会非常好，但在贴近地面的区域，Z就不行了。同样，我们有一个专门的视频，请查看。在 手动（中文） 中也有专门说明，解释问题出在哪里。另外还有一个视频讲解过

54:52 宽和过窄的情况，请查看。这种特殊情况属于过宽，所以Z坐标会不精确，而XY是精确的。如何避免？使用精确Z（Precise Z）配置：地面上放四个信标，再在某个高度放两个信标。飞行器在低处时，Z由专门的信标组提供，而地面上的四个信标用于XY。这样，您从一个子地图得到精确的XY，从垂直3D子地图得到精确的Z，系统把两者的数据组合起来：Z来自这个子地图，XY来自那个子地图。但这样需要六个信标。如何避免？很简单：把

55:50 固定信标装在天花板上。但在这种情况下，不能飞到天花板以上。就像2D中不能越过信标之间的连线一样，在3D中也不能越过信标所在的平面，否则仅凭四个信标，系统就无法区分两个不同的3D点。也就是说，如果无人机只在室内飞行，并且希望构建得尽可能简单，就把信标装在天花板上，让无人机在地面到天花板之间飞行，但不要太贴近天花板，要留一些距离，这样在那里也不会过宽。再举几个例子：前面我们讨论了理论，下面是一些实际的例子。比如，我们的这台

56:50 机器人 在仓库或装配厂内移动。它是如何构建的，用了多少个子地图，为什么，用了什么频率，实际性能如何，等等。另一个人员跟踪的例子：一个巨大的——也不算特别巨大，但仍然很大的——工厂，真实的工厂。用了多少个信标，为什么放在那里，放在哪里，实际需要多少个子地图。环境非常嘈杂，所以是真正的实际案例。总结一下：从非反向架构开始，它非常简单，不容易出错。从它入手，每次只增加一步复杂度，比如从2D到3D，或者从非反向架构的2D到反向架构。这样您甚至可以构建由

57:48 多个子地图组成的大型反向架构地图。但不要一步到位，要逐步推进。地图几乎可以是任意大小，我们已经展示了如何做到。遵守这些规则，您就可以构建任意多的子地图。目前每个地图支持250个子地图。如果需要更多，也是可以的，超级地图就是为此准备的。请发邮件至info@marvelmind.com告诉我们。非常感谢。希望您能正确地构建子地图和地图。谢谢。