室内GPS设置错误与调试指南 | Marvelmind

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室内GPS安装常见错误与调试指南 | Marvelmind

▶ 49:52
📅 2021-09-12

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定位精度故障排查:要点

这份全面的指南揭示了部署精确室内GPS和定位系统时的典型错误。从基本设置建议到无人机导航的关键调试策略,了解如何在仓库自动化和自主 机器人 项目实施中避免代价高昂的错误。了解从轻微的配置疏忽到严重的跟踪故障等常见问题,并找到切实可行的解决方案,确保可靠的室内位置跟踪。

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这份全面的指南揭示了部署精确室内GPS和定位系统时的典型错误。从基本设置建议到无人机导航的关键调试策略,了解如何在仓库自动化和自主 机器人 项目实施中避免代价高昂的错误。了解从轻微的配置疏忽到严重的跟踪故障等常见问题,并找到切实可行的解决方案,确保可靠的室内位置跟踪。

0:00 大家好,我们再从基础讲起。基础是什么?如何启动系统、如何调试系统。人们常犯哪些典型错误,如何避免?解决办法是什么?一般的基本建议:搭建系统时,当然要先研读 安装布置手册(中文), 操作手册(中文),并按照其中的说明操作。但如果您没有这样做,想从头开始,建议很简单:搭建尽可能简单的2D配置。2D配置是指取两个 信标——两个固定 信标——按照我们在 操作手册(中文) 中推荐的方式安装在墙上,两者相距大约五六米。理想情况下,它们应该这样放置,稍微这样倾斜,而在我面前就是我的移动 信标 将要移动的区域。为什么要这样?

1:04 因为麦克风的灵敏度方向图主要在前方,侧面听得不太清楚。也就是说,如果像这样放置,它们能听到彼此,但可能并不理想。所以我们建议把它们稍微这样放,稍微相互朝向对方。而且 信标 必须朝向您要跟踪移动 信标 的区域。这是第一点。再说一遍:2D、一个移动信标,以及 非反向架构(中文)。为什么用 非反向架构(中文)?因为在 非反向架构(中文)中,移动信标发射,固定信标接收。无论您为移动信标选择什么频率,都不会出错。而在 反向架构(中文),

2:05 中,您可能会出错,因为比如信标上写有频率,这一点我稍后再讲。但有些人会犯这样的错误:在 反向架构(中文) 中强制信标工作在非原生频率上。比如,我面前有一个37 kHz的信标,但有人偏偏设成31 kHz——这样是无法工作的。永远不要把超声波发射频率设成与白色标签上标注的原生频率不同的值,否则根本无法工作。接收方面,可以接收任何频率——这是就Super-Beacon而言。对于Beacon HW v4.9这类较早、较成熟的信标,则没有任何自由度:发射频率和接收频率都必须与这里标注的一致。但

3:08 对于Super-Beacon,接收频率可以是任意的——系统会自动选择——而发射频率只能是这里标注的那个。再强调一次,开始时请搭建2D:由单个子地图组成的地图,只有一个移动信标,采用非反向架构,这是简单得不能再简单的配置,出错的机会也很少。接下来,当然,这只是起步配置,并不是您想要拥有或搭建的配置,然后再逐步增加复杂度,一次一步。这些建议我们已经讲过很多很多次,但人们还是不断犯错,所以我们再次拍摄了这个视频。一次一步,这是什么意思?比如,您用的是非反向架构。下一步可以是从非反向架构切换到反向架构。其他什么都不改:不增加信标数量,不增加移动信标数量,什么都不改。您用

4:13 同样的信标——但愿它们本来就是不同频率的,否则就得更换信标——把软件从非反向架构更新为反向架构,并在完全相同的配置下测试。在非反向架构下获得完美跟踪后,把固定信标和移动信标的软件更新为反向架构,然后看到反向架构下的完美轨迹。其他一切都不变,您只是从非反向架构换成了反向架构。这就是一步。达到这一步之后,就可以进行下一步,比如增加一个移动信标。原来有一个,现在再加一个,然后运行两个或更多。这就是第二层、第二步。或者,您说:“不不不,我不需要第二个移动信标,我想要更大的区域。”这种情况下,就增加第二个子地图,仍然全部采用非反向架构。比如,您原来用的是非反向架构。

5:18 您搭建了一个子地图,然后不是切换到反向架构,而是转向第二个子地图。于是您搭建第二个子地图,其他一切不变:仍然只有一个移动信标,仍然是非反向架构。您引入第二个子地图,像搭建第一个那样搭建它,与第一个子地图分开。确认第二个子地图中的跟踪是完美的。然后按照我们关于服务区、切换区等方面的建议操作。然后冻结,就得到了地图。但关键是,不要试图跳过步骤。不要试图一下子搭建您想要的最终配置。您会搭建出来的,但要分步进行,一小步一小步,一次一步。如果仍然卡住了,基本建议还是一样:拆开,回到上一个成功的节点,从那里重新开始。一次只做一小

6:20 步,这样您就能成功,并能调试,看到:“好,我动了这个,结果不行。”这样您就会非常非常容易理解到底哪里错了——是频率错了,还是没有视线,或者其他很多可能出错的地方。而如果跳过步骤,显然就更难看出问题到底出在哪里。这是一个无人机的例子。无人机的情况可能更复杂,因为它是3D的,又是自主的。但逻辑是一样的。我会以无人机为例来讲解,但对于比如自主 机器人来说也是一样的。好,当您开始想“我要让一架或多架自主无人机飞起来”时——这只是又增加了一层复杂度——在非反向架构下,使用成对信标和Mission Planner,您仍然从同样的地方开始。您搭建一个基本的2D

7:23 地图,由单个子地图和单个移动信标组成。之后您会逐步增加复杂度,但都要从同样的地方开始。搭建好,获得完美的跟踪,没有跳变,一切理想。很好。然后仍然先不碰无人机,让它待在那里充电之类的。您用3D搭建同样的系统,也就是再加两个信标,现在地图中有四个信标。重复操作。记得设置高度。记得冻结时距离表必须是白色的——所有这些在 操作手册(中文)中都有说明和强调的基础内容,照做即可。只是从2D变成了3D。然后把它装到无人机上,但无人机仍然不启动。只是把移动信标连接到无人机上,或者放在无人机上,然后手拿着无人机重复同样的跟踪。这样增加了什么?增加了无人机的电源,遥测可能也在工作之类的

8:29 因素。您还不让无人机飞,还不行。但您已经增加了复杂度,因为信标在无人机上,可能会有某种干扰。您检测并确认没有干扰,跟踪仍然一样。好,然后就可以继续往前走。下一步是什么?您手动启动螺旋桨,它们开始产生噪声。对 机器人也是一样。比如您有我们的Marvelmind 机器人,做法相同。在真正让机器人自主行驶之前,先做基本的2D跟踪。然后,比如机器人不需要3D跟踪,您可以跳过这一步。启动机器人上的信标——不只是单独的移动信标,而是装在机器人上的——然后驾驶机器人,甚至不用驾驶,只是推着机器人四处移动。工作正常。然后手动驾驶机器人:左转、右转、转弯——仍然正常,对吧?那么您就可以进行下一步了。下一步是什么?现在您遥控

9:34 :无人机像遥控飞机、遥控无人机那样被遥控飞行——还不是自主飞行——或者您遥控驾驶机器人四处行驶,仍然完全处于 手动(中文) 模式。检查在一切都启动的情况下跟踪仍然良好。之后,您就可以进行自主操作了。如果是Mission Planner或ArduPilot,就在那里开始建图、设置航点,尝试自主飞行。如果是我们的机器人,就在Dashboard中设置路径并发送。在这个阶段,机器人可能仍然不用成对信标,而是用单个信标,因为它有两个信标。而对于自主飞行的无人机,我们通常建议在无人机上装两个移动信标,所以要确保两者都能同时被跟踪——先不用配对模式,而是用单信标模式。嗯,因为您

10:42 如果单个信标的跟踪都不完美,成对信标就不可能工作好。所以,只有当每个信标单独都能跟踪良好后,才把它们配对。否则,如果这个跟踪得好而那个不好,它们就会跳变。由于它们是配对的,系统认为两者之间有固定距离,所以不能跳,于是就会表现成这样——像是在转动——而实际上并没有转动,实际上是跟踪不完美。那到底是哪一个呢?所以在使用成对信标之前,要先单独、独立地跟踪它们。只有在这之后,您才可以让它自主飞行或自主行驶。逻辑很简单,希望您能理解。所以要点是:不要跳过步骤,一次一步,复杂度随时间逐步增加。

11:45 典型问题:软件、软件、软件、软件。尽管我们反复讲了很多次,错误还是一样。确保软件取自同一个软件包。因为产品生产出来,可能是您拿到信标的几个月之前。之后,或者 调制解调器,或者其他什么系统也一样。而在那之后,软件又更新了。所以您手上的信标可能是一个软件版本, 调制解调器 是另一个软件版本,而Dashboard已经是第三个软件版本了。不行。拿到系统后,您要做的第一件事当然是打开 操作手册(中文) ,并按照 操作手册(中文)完成所有操作。而操作 手动(中文) 中的第一步,就是通过USB连接,为所有网络设备上传最新软件。所有,是指所有信标——移动信标和固定信标——、 调制解调器以及Dashboard。它们必须来自同一个软件包。而一个非常、非常、非常、非常严重的错误是:

12:50 有些人拿到就直接运行。不行,我已经解释过,它们是在不同时间、不同批次生产的。所以您需要更新软件,使其都来自同一个软件包。然后,在测试过程中,可能测试的是生产设置,可能是别的什么设置——几乎是随机的。所以您要做的,就是真正按下默认按钮。我们切换到Dashboard。比如,我有一个信标,这是默认按钮。这就是默认按钮。按下它。有时为了格外保险,我会像刚才说的那样再按一次默认。总之,必须按下默认按钮来加载默认设置。您看,如果把系统设置得一团糟——确实有人这样做——默认也不能把所有设置都恢复。比如,一个主要错误

13:52 就是超声波频率。我们甚至允许您修改它,因为我们允许您做很多事情,但您不能把超声波频率从电路板上标注的原生频率改掉。也就是说,即使按默认也不会恢复到正确的频率,因为系统无法知道哪个是正确的——因为我们允许您修改它,这是一个非常非常灵活的系统。如果您改了,即使按默认也帮不了您。所以您必须确保这里设置的频率——超声波频率——与标签上的一致。接下来:信标放置不正确。放错的方式有很多。比如,信标没有像这样朝向——这面是正面,移动信标在那边,而您却把它放在某个地方,

14:58 导致各种错误。比如,这些信标放置正确,但这个有点靠后。如果它有点靠后,它的麦克风就听不到,因为处在自身机身的阴影里。所以这就是为什么我说,理想情况下要像这样放置,让它们稍微相互朝向,这样既能听到移动信标,也能听到彼此。这对2D来说非常非常理想。像这样朝向,装在墙上也可以。除非距离非常非常大——比如两者相距30米——那才可能有问题。但既然我们说的是起步阶段,我们总是建议放在合适的距离上,比如五米、十米,不要太近。不要一开始就走极端。所以请按照操作 手动(中文) ——抱歉,是 安装布置手册(中文)。里面有许多2D的示例,

15:59 以及3D跟踪、精确跟踪、多个移动信标等的示例。但请从基本的2D开始。当基本的2D跟踪成功后,其他一切您都会理解得更好。接下来:搭建系统时距离表不是白色的。这是距离表。在距离表中,您必须确认距离——在我的例子中,13到11和11到13的距离——是相同的,并且系统显示为白色。没问题时,就可以冻结子地图。如果不是白色,就不能冻结地图,因为它还没准备好。系统在报告存在问题——距离不匹配,有什么不对。距离不正确时,不要冻结地图。距离不匹配时,肯定会出错。所以不要犯这个错误。这是个基本错误,和其他基本错误一样,但依然常见。所以冻结时距离表必须是白色的。另一个

17:07 错误是:冻结了子地图。哦抱歉,好,我冻结一下。您冻结了子地图,却没有冻结地图。在信标被跟踪之前,必须冻结地图。冻结地图时会发生什么?冻结地图时——您看,我现在用的是您还没有的最新软件,大约一周后发布。我们专门处理了这一点。所以在这个新的最新软件中,即使地图没有冻结,信标也会有某种更新,虽然频率不对,但至少不会“死掉”。在当前软件中,总的来说,我们的建议是:必须冻结地图。为什么?因为冻结地图时,地图会上传到移动信标。在地图冻结之前,信标对地图一无所知,无法被跟踪。所以必须冻结地图。这是人们非常非常典型的错误:

18:13 冻结了子地图,却忘了冻结地图。所以必须冻结地图。下一个:USB线。我们甚至有专门的图片说明,USB线确实差别很大——真的很大。尽管它是标准、通用的,但在机械、电气性能和质量等方面差别很大。所以不要想当然。即使您说:“好,我用过它,它肯定能用”——好,您可以继续尝试。但我们的基本建议是:把它扔掉,换一根USB线,也许换第二根、第三根。它们真的、真的不一样。这不仅是USB线本身的问题,也包括USB端口。比如,我有一台笔记本电脑,时不时会失去左侧所有USB端口——不知道是Windows的什么故障。当然,您可以

19:13 没完没了地调试Windows,但既然时间紧迫,就换个端口、换台电脑。在某些极端情况下,我甚至从Windows换到Linux。也许是某种非常非常特殊的组合——USB端口加Windows加软件版本加分辨率之类的,我不知道——但逻辑是一样的:不要花太多时间。直接换USB、换线,需要时换USB端口,需要时换笔记本电脑,需要时换信标或 调制解调器 。也就是说,直接替换,看看情况如何。您会节省大量时间。然后,首要问题是没有视线。各位,我们的系统是精确的。精确意味着我们说的是厘米级精度。这就需要视线。关于这一点我们有好几个视频。当然,这是物理问题。由于我们使用超声波,即使是我自己的身体,甚至一张普通的

20:16 纸,都会完全挡住超声波。我们也测试过超宽带(UWB),它理论上能穿过人体——可以说能,也可以说不能——因为我身体的特性与真空不同。也就是说,即使它能穿过我的身体,其电长度也与我身体的物理长度不同,因为人体主要由水构成,介电常数与真空不同。所以测出的距离不是这样,而可能是这样,结果就会出现各种跳变。长话短说:视线、视线、视线、视线。什么和什么之间的视线?首先,在建图时,是固定信标之间的视线。如果您把固定信标装在墙上,它们彼此看不见,会发生什么?信号发出去,在对面的墙上反射,再回来,系统会认为:

21:21 实际上我相邻的信标不是在大约五米外,而是在15米外,就像镜像一样。有视线时这不是问题,因为我们能看到直达信号,当然也会有反射,但谁在乎呢?我们的任务是检测首先到达的信号,只要有视线,我们就能正确地检测到,始终正确。没有视线时,从物理上就不可能测量——没有视线,怎么测距离呢?所以视线是必需的。请注意,真的要注意。一定要确认,甚至走到信标跟前,看看它“看”到的是什么。因为您可能从几米外看着信标,以为“好,我能看到它”,但走近一看:“哦不,看不到”,因为天线——它自己的天线挡住了。麦克风很小,大约一毫米,您自己的天线就可能挡住它。我已经提到过,您可能会看到信标其实——

22:24 是这样的,是这样转过去的。也就是说,它自己的传感器挡住了麦克风。所有这些都是小事,但当一个小错误加上另一个小错误时,它们首先会累积。即使单独一个也可能完全毁掉系统,然后各种错误接踵而来。所以如果遵循基本要求,一切从一开始就能正常工作;如果不遵循,就会造成一团乱麻。之后也许能补救,但取决于错误的程度。没有设置高度,尤其是2D。无论3D还是2D,都必须为固定信标提供高度,因为高度是相对的。我坐在五楼,相对于我所在楼层,高度大约是两米;相对于一楼,大约是30米;而如果我在山上,相对于海平面,大约是两千米。所以高度完全取决于参照。您必须提供相对于您所在楼层的高度,因为其他一切也都相对于这个虚拟地面。所以请提供高度,设置——

23:29 好。设置非常非常简单。再次进入Dashboard,选择固定信标,这就是高度:在我的例子中是1.9米。对于2D,您始终不仅要为固定信标设置高度,也要为移动信标设置高度。所以我设为1.4米,因为我的移动信标大概在那个高度。这是一个典型错误。默认情况下没有设置高度,我们这里都是零,零表示高度相同。所以如果不设置高度,这不算致命错误,系统可能也能工作,可能也会有不错的跟踪。但会发生什么?会出现偏移,因为高度误差会表现为X-Y误差。不过这是一种固定误差,也就是说,您跟踪的还是这个区域,但由于没有正确设置高度,它可能被

24:32 这样跟踪。相对轨迹没问题,但绝对位置就不对了。然后,您还会看到一点:在我的2D地图中,系统无法从几何上区分——这是基本的几何问题——信标是在这个点还是那个点,这是由系统的工作原理决定的。系统测量移动信标到这个固定信标的距离,以及到那个固定信标的距离。由于这些距离相同,满足这些距离的点有两个。通常在2D中,需要两个以上的信标才能解决这个问题。但为了让您少买信标,2D只用两个信标就够了,不过您必须指定使用的是哪个半平面,这是通过——

25:38 这里来指定的。所以这就是为什么我们建议把信标装在墙上。当您实际把信标装在墙上时,就像我这样,您不可能穿过墙,所以不会犯这个错误。所以不要把信标放在可能犯这种错误的位置。直接把它们装在墙上,这是很简单的办法。然后您就可以拿着移动信标四处走动,如果我向那条连线靠近、再靠近、再靠近,到某个时刻位置会被反射回来。如果我穿过这条线,位置也不会穿过去,而是会这样走。首先,让我增加一下点的数量。如果我从这个区域走到那个区域,它会这样走,然后被反射回来,因为我们实际上是在告诉系统:“看,只在这个半平面,不要在这边定位,这边什么都没有。”但有些人把信标放在——

26:46 仓库正中间,然后越过了这条线,当然就会出错:放置信标时出错,没有注意这条连线。所以请注意。接下来是麦克风设置。这个稍微复杂一些,我们通常的建议是按下默认按钮。麦克风设置在这里。这一块请认真学习。我现在不演示,因为内容太多了。但请学习,尤其是带外置麦克风的Super-Beacon,相当复杂。比如, omni-microphone 默认只有一个。好,这是RX。我们可支持多达四个麦克风。这是一个信标,它只有一个内置麦克风,所以必须是RX1。但当您有额外的麦克风时,例如 omni-microphone—omni-microphone 由配对配置中的四个麦克风组成——您可以在这里的常规模式下切换它们。我现在不演示,但是——

27:49 常规模式、配对模式等等,请在操作 手动(中文)中学习。有好几项设置。如果不这样做,您可能会意外关闭正在监听的麦克风,或者相反,启用了并不存在的麦克风,它会去听某个东西,但因为没有麦克风,所以没有信号。或者,您明明有全向麦克风,却可能切换成单个麦克风——全向麦克风能从四个方向收听,但这样就只能从一个方向收听。这很难发现,因为它确实在听,只是听得不好:只能从这个方向听,而另外三个方向都是聋的。也就是说,当信号从这个方向来时, omni-microphone 听不到,但它可能会听到例如反射信号,这就有点乱了。总之,要确保所有麦克风都设置正确。同样适用于——

28:54 换能器。共有五个换能器。按默认后,五个全部启用。但有时,比如您不需要五个,然后就忘了把它们重新启用。为什么、什么时候会这样?举个例子:我有两个固定信标,这个覆盖90度,那个覆盖90度。我为什么需要这个朝上的?不需要。左边、右边也不需要。于是我可能只启用这一个。这样精度会更高,因为发射的是一个小点,而不是五个换能器同时发射、相互平均,而是一个单独的小点在发射,所以跟踪精度更高。但同时要记住,如果您改过之后忘了恢复,再像这样放置信标,地图就建不起来,因为这个在发射,而那个没有。如果把它们放在相距20米处,这个换能器向那个方向发射——

30:00 就非常非常弱。也就是说,您必须启用所需的换能器。有时是全部,有时只是部分。比如,如果信标像这样放置,而您只想覆盖前方,就可以禁用这个、禁用那个。怎么禁用?像这样。我禁用了,现在又启用了。但一定不要忘记。如果出现了混乱,就检查、再检查。这个也一样。也就是说,换能器的设置——也就是发射——和麦克风的设置,都要确保正确。还有什么?地图也可能被镜像。您看,这里有11号信标和13号信标。地图很容易被镜像。好,地图已冻结,不允许我镜像,但让我故意犯个错。您看,我把地图镜像了,现在如果我试图——

31:07 冻结,它就会显示得不一样。那么,我怎么知道地图被镜像了?当出现奇怪的情况时,比如我拿着信标向11号移动,但实际上在我这里它却向13号移动,等等。所以一定要检查,因为跟踪可能很完美,但却是反的。要处理这个问题,就用这个按钮:Map Mirror(地图镜像)。还有一个是这个:Map Ceiling(天花板)。这也取决于固定信标的位置,因为固定信标可能在上方,也可能在下方。您同样不能越过这个平面——比如对于3D跟踪。对于2D这无关紧要,因为2D中高度必须相同。但对于3D就有关系了。如果您越过了由信标连成的平面,系统就无法判断您的位置。它需要第五个信标——

32:10 来判断位置。也就是说,可能出现您升高了,而这里显示的高度却在降低,反之亦然。所以3D时请使用这个按钮。不过我们现在检查的是非常非常基础的内容,所以假设您在做2D,还没做3D。但请记住这些按钮:当您朝正确方向移动,而Dashboard上的位置却朝错误方向移动时就要用到。关于服务区:这又是更复杂的一层。因为当您开始建图时,比如子地图中只有两个信标,然后冻结地图。服务区总是存在的,即使您没有指定。它总是存在,我们把

33:11 30米设为上限——从固定信标到移动信标30米。也就是说,每个固定信标的监听时间不超过30米除以声速,然后就停止。所以它们监听30米的距离,然后停止。因此即使您看不到,区域大致是这样的,服务区是这样的。但如果您搭建第二个子地图——好,我不讲如何搭建第二个子地图了,我们有相关视频。您创建第二个子地图,往里面添加固定信标、进行分配等等。但如果您没有在每个子地图中设置服务区,会发生什么?每个子地图都很小,比如五米,另一个也是五米。那会发生什么?会出现大面积重叠,大部分区域

34:14 都会重叠。也就是说,比如在这个点,这个子地图会尝试定位信标,那个子地图也会尝试定位信标,因为它仍在那个子地图的服务区内——而服务区现在默认是30米,这是不对的。所以我们说,当您搭建多个子地图以及由多个子地图组成的地图时,必须指定服务区。服务区就是每个子地图负责的区域。在这个例子中,这是这个子地图的负责区域,这是第二个子地图及其负责区域。两者之间必须有一个切换区,在那里两个子地图都负责,但它相对较窄且受控,比如一米或两米,取决于移动物体的速度。如果您不这样做,不指定服务区,子地图就会相互“争夺”:我来定位,不,我来定位。系统会尽量采用更好的信息,但这会让系统困惑,因为对同一个位置有太多意见。

35:19 所以要避免这种情况,一定要避免。系统会尝试处理,很多情况下也能处理得不错,但这已经是把本应简单得多的情况错误地复杂化了。以上就是基本错误,请尽量避免。这里只是列出人们常犯的错误,还有很多其他错误,但这些是非常典型的严重错误示例。让我试着重现它们。今天偶然发现了一个非常严重的错误:用胶带把固定信标贴在墙上,或用胶带固定。这就好比,我听不到、也看不到,就像这样,因为胶带不透声。您完全挡住了发射和接收。也就是说,信标根本无法发出超声波,也根本无法听到超声波。

36:26 它也许还能勉强工作,因为胶带没有完全封住,但这就是一团糟。为什么?因为信号会从这里出去,然后反射。麦克风非常非常灵敏,所以它能发射,也能收听,比如能从对面这样听到。但这很糟糕,非常非常糟糕,因为很可能无法正常工作。会有某种结果,而且非常难调试,因为您能看到跟踪,但跟踪会非常差,而且很难看出到底为什么差。我们是偶然发现这一点的,因为胶带甚至都不太看得出来。所以永远、永远、永远不要把这里盖住。必须像这样。这是收听点,这是发射点。它们完全不能被遮挡——无论是中间,还是像这样被胶带或盒子挡住。因为有些人把信标放在盒子里,放在塑料盒里,以保护信标免受

37:29 潮湿影响。不行,当然不能、也绝不能这样做,因为这会彻底毁掉系统。正因如此才有室外版本,它们带有专门的薄膜,出厂时就由这种专用薄膜保护。所以我们才有室外版本,它们不是白做的。您绝不能把信标封在盒子里。另一个也许更常见、而且非常严重的错误,我已经提到过几次:检查标签。比如,我这里有一个 Super-Beacon 915,表示它属于915/868 MHz频段,即高频频段。然后它是37 kHz,所以应该就是37 kHz。这个信标还带有IMU。现在说到37 kHz,这一点我们已经提到过。这是我的信标。我选中这个信标,这就是频率。

38:30 如果信标标注的是25 kHz,那么超声波频率就只能是25 kHz,不能改。如果改了,那就非常非常糟糕,因为会发生什么?您强制一个原生频率为31 kHz的信标工作在25 kHz,结果会是这样:它会尝试以25 kHz发射,也能部分地以25 kHz发射,但效果很差,因为它并不是为25 kHz设计的。这些换能器是谐振式的,谐振频率是31 kHz。所以它会尝试发射25 kHz,但效果很差。而且由于它会谐振,就像我踢它一下,它就开始以31 kHz谐振。所以即使我想让它发25 kHz,它也会以31 kHz谐振。结果它会在两个频率上谐振:25 kHz,因为我强制了25;31 kHz,因为这是它的原生频率,就像在那里同时发出两个音。结果完全

39:31 乱套。您会有跟踪,但会有非常可怕的跳变和各种问题。所以不要这样做,千万不要这样做。如果您看到非常奇怪的现象,要么是视线问题——这种可能性非常非常大——要么是非视线的情况,要么就是犯了这个非常严重的错误。检查标签。检查所有信标,真的是所有信标,然后从头重复一遍。跳变:我已经提到过跳变。这一点尤其重要,因为它正是区分好跟踪和差跟踪的标志。现在我甚至试着重现这些跳变。这里有移动信标,信标放在白色盒子上,我的固定信标在那边。我来试试,不知道能不能成功。我会犯几个错误。首先,我改变高度,尽管这是2D;然后试着把移动信标藏起来,让一个固定信标看不到它,基本上就是挡在那后面。我们看看。

40:41 它已经表现得有点奇怪了。尽管现在可能挡得还不够严实。让我——哦,好,现在您看到了。现在出现问题是因为我自己的身体——一个或两个固定信标都看不到它。总之,您看到了这种情况。再来一次,现在它能看到了,跟踪良好。我放大一下。跟踪良好,一切正常。现在让我——您看,跟踪很完美,因为它看得很清楚。再来一次。也许现在您看到它部分在跟踪、部分没跟踪,不过看起来挡得还不够好。但用我自己的身体——我们看看。好,一旦没有视线,一切就乱套了。所以这是人们犯的非常非常大的错误。所以:视线、视线、视线。

41:46 下一个是什么?可能是噪声。顺便说一下,监听信标附近的噪声:在反向架构中,监听的是移动信标;在非反向架构中,监听的是固定信标。您看,尽管我喊得很大声——您可以看到,尽管我声音很大,而且这个固定信标就在几米外,它仍然工作良好。所以这不是问题。为什么?因为我没有发出超声波。如果我是一只蝙蝠,能发出超声波,那就会造成干扰,尤其如果我是37 kHz的话。好,37 kHz和25 kHz。不过我还是试着制造会造成干扰的噪声。会造成干扰的是高音调、高频的噪声,属于宽带噪声。我来制造这种很糟糕的噪声。您看。

42:52 这是非常糟糕的情况,因为我在制造极其响亮的噪声,基本上是直接对着信标喊。它仍然能撑住,但您可以用示波器看到发生了什么。很简单。我的信标是14号。我选择由哪个信标监听、监听哪个信标。这个信号太强了,我把它调弱一点。还是非常非常强。好,现在您可以看到移动信标“看到”的11号固定信标,以及它“看到”的13号固定信标。信号较弱,因为频率不同,是37 kHz。这没问题,但现在让我再发出刚才那种声音或噪声。

43:56 您看,噪声电平明显更高了。但超声信号仍然压过噪声,因为我们有陡峭的滤波器等等,但逻辑还是一样:始终取决于信噪比。现在信号很强,噪声也很强,但我们的滤波器非常非常陡峭。所以如果我走远,比如20米、30米,这么大的噪声很可能会淹没信号,就会出现跳变。所以当您看到跳变时,极有可能是视线不好造成的,大约占95%;其余的可能是监听信标附近的外部噪声造成的。在反向架构中是移动信标,在非反向架构中是固定信标。这基本上就是为什么您可以在非反向架构和反向架构之间做选择。比如,无人机非常吵,所以对于无人机,在非反向架构或多频非反向架构中,由移动信标发射。

44:59 由于移动信标发射的超声波频带非常非常窄,信道非常窄,所以即使是非常吵的无人机、噪声很大的无人机也没关系,因为固定信标会滤除宽带噪声,而我们信道中的信噪比足够高,足以检测到信标本身发出的信号。但如果您尝试在无人机上使用反向架构,就无法工作,因为对远处的信标来说,噪声的频带太宽、强度太大。也就是说,您需要把信标移近,或者更近,具体取决于信噪比、无人机噪声的强度以及距离。到某个程度它又会开始工作,但我们不推荐这样做。所以采用非反向架构要好得多,

46:00 这样就能轻松压过噪声。还有软件不匹配,开头已经提到过。各种奇怪的现象通常都是因为软件不对: 调制解调器 软件、Dashboard软件、移动信标和固定信标的软件,或者其中某些不对。这里有一个检查项,就是这个字段。好,现在我的11号信标电量不足,这不太好。好吧,我们本来想拍视频,但请检查。点击这里,会有信息明确报告软件不匹配,或者您试图把非反向架构的信标和反向架构混用,诸如此类的混乱情况。它会在这里高亮显示。所以请听Dashboard的提示,修正错误。好,出了点状况。所以不要让错误把您搞糊涂。

47:04 好,那么该怎么办?回到基础。回到基础,也就是说,您的起点是下载页面(Download)。您的起始页面就是下载页面。这里是操作手册,这里是您的应用程序, 安装布置手册(中文)。这是操作 手动(中文) 以及安装布置手册。我多次提到过典型配置、如何为3D把信标放在顶部、移动信标。还有我们讨论过的简单2D配置:两个固定信标、一个移动信标、一个调制解调器。先从更简单的配置开始,然后逐步增加复杂度。请认真学习。我们制作了大量资料,但如果您不学习,就无法遵循推荐做法,所有错误都由此开始。所以,请访问下载页面,查看操作手册,查看 安装布置手册(中文).

48:04 ,并学习帮助视频。这个视频发布在YouTube上,还有许多其他视频,更详细地介绍如何设置、如何更改信道、如何设置包含多个子地图的地图等等。有非常非常多的帮助视频。从简单任务到更复杂的任务,都可以查看。如果您完全卡住了,基本上就重复我说过的:拆开,按照操作手册中的分步指南进行。上传软件,按下默认按钮,这些我已经讲过。必要时重置、清除地图,从头开始。回到上一个成功的阶段,然后非常仔细地重复下一步,看看哪里出了问题。好,我们就到这里。希望这个视频能帮到您,因为这些都不是新内容。我在这个

49:08 视频中讲的所有内容,在操作手册、 安装布置手册(中文)以及许多视频中都已经介绍过了。但我们想再强调一次,遵循这些步骤至关重要,因为这决定了是非常简单的设置,还是非常复杂、耗时的配置。基本的2D配置如果一切都做对了,三四分钟就能搭好;但如果做得不对,您可能要花几个小时甚至几天去弄清楚哪里错了。所以希望这个视频能帮助您在几分钟内完成,而不是几个小时或几天。非常感谢。

✓ 要点总结

  • 在室内定位系统初始规划阶段遵循一般基本建议,防止部署问题连锁发生
  • 以无人机为例,采用系统化的调试方法,验证信标覆盖、视线和天线配置
  • 及早识别并解决典型问题:大多数错误发生在设置阶段,可在全面部署前纠正
  • 避免会彻底破坏定位精度的“严重错误”,例如信标布置不当或信号路径被遮挡
  • 通过合理的信标冗余、朝向验证和环境评估,了解并防止跟踪跳变
  • 系统地实施纠正措施,把有问题的部署转变为可靠的室内GPS系统,服务于仓库自动化和自主机器人

👥 适合:排查定位精度问题的工程师

为无人机、自主机器人和叉车实施室内定位系统的系统集成商、机器人工程师和仓库自动化经理。本内容识别并预防导致跟踪故障和系统性能不佳的常见配置、调试和操作错误,解决关键的部署难题。

? 常见问题

问:部署室内定位系统时,常见的设置错误有哪些?
常见错误包括天线位置不当、信标与移动标签之间视线不足、信标覆盖不足以及系统校准不正确。基本设置错误通常源于实施阶段没有遵循规划指南。
问:如何调试使用室内GPS的自主无人机的定位误差?
从系统化验证开始:确认所有信标到无人机都有无遮挡的视线,检查天线朝向和高度,确认无线电设置正确,并验证校准数据。从静止位置到运动逐步测试,有助于将配置问题与动态跟踪问题区分开。
问:室内跟踪系统出现跳变和读数异常的原因是什么?
跳变通常由信号多径、信标被遮挡、移动标签朝向问题或信标冗余不足引起。这些往往是会危及整个定位系统的“严重错误”,需要同时排查硬件布置和环境因素。
问:视线要求会让我的仓库无法使用室内定位吗?
对于超声波系统,信标与移动标签之间需要视线,但借助子地图和分布式信标布局进行周密规划,可以解决大多数仓库难题。在实施阶段做好系统规划,可有效应对视线限制。
问:在设置错误方面,叉车跟踪与无人机定位有何不同?
叉车跟踪面临不同的挑战,包括在移动机械上安装天线、地形造成的遮挡以及更强的振动环境。尽管机械限制不同,但室内定位的基本原理和常见错误在自主机器人和被跟踪车辆中是一致的。

ⓘ 精度优化与根本原因

部署室内定位系统需要在设置、配置和持续验证方面格外用心。这份专业指南针对团队在为自主机器人、无人机、叉车和仓库自动化实施超声波室内GPS时遇到的常见错误。内容涵盖基础设置建议、以无人机为例的系统化调试方法,并分两部分全面剖析典型问题。关键主题包括视线要求、信号路径优化、天线定位以及对室内跟踪系统的常见误解。指南从基本的实施错误讲到会彻底破坏定位精度的严重错误,专门讨论RTLS数据中的跳变误差和异常,解释其成因,并提供切实可行的纠正措施。无论您是在规划室内导航系统,还是在排查现有部署的问题,本资料都能指出可能导致项目失败的错误,并提供可行的解决方案,帮助您在复杂的仓库和工业环境中实现可靠的室内位置跟踪。

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