室内定位系统的作用范围是多少?

室内定位系统的最大范围(规模)是多少?

我们经常收到关于室内定位系统范围或规模的问题。我们先明确一下具体问的是什么。非常简短的回答:

  • 室内定位系统的规模 几乎不受限制,但移动信标到具有 直接视线 的固定信标的最远距离不得超过 30米

典型问题与简短回答:

  • 能否覆盖整个仓库?——能
  • 能否在数公里长的隧道中部署室内定位系统?——能
  • 能否用精确室内定位系统覆盖多层建筑?——能
室内定位系统的范围

在深入探讨作用范围之前,我们再强调一次:系统正常工作的关键要求是视线要求: 

  • 要实现跟踪,移动信标必须具有 直接视线 (听距),与两个或更多固定信标的距离在 30米 以内(2D);3D则需要三个或更多固定信标

超声波范围

上述要求——直接视距且不超过30米——定义了一个 子地图。这一范围受超声波范围限制:超声波脉冲在空气中会衰减,超过30米左右后,在工业厂房或仓库的典型噪声中就会变得太弱,无法可靠检测。

但地图可以由 数百个子地图组成,而超级地图可以包含 数百张地图。因此,“范围”或“规模”可以达到 数百米 甚至更大。

因此,“范围”这个问题会因具体问的是什么而有不同的答案:

  • 如果问的是移动信标到为其服务的固定信标的最大距离,答案是:推荐的最大距离为 30米 (2D/3D,典型工业条件下)。对于1D,我们经常在实验室条件下进行测试 50米 (接收信标附近外部噪声较低)
  • 1D范围可达 120m 配 Marvelmind Horn。Horn非常有用,不仅因为它能放大来自正确方向的超声波脉冲,还因为它能显著衰减来自不需要方向的信号,从而大幅提高信噪比。不过,Horn是为1D设计的。尽管如此,在某些特殊情况下,例如 起重机,可以通过X轴1D、Y轴1D和Z轴1D的组合获得2D甚至3D定位

一旦地图规模达到100米左右, 无线电通信距离 就可能开始起作用。如果调制解调器和信标两端都使用默认的50毫米短天线,并且存在不利的 交叉极化,无线电范围可能会更短。使用Mini-RX和Mini-TX的小型陶瓷天线,或天线与金属平行时,范围可能还会更短。

因此, 首先 :要扩大无线电范围,可使用 全尺寸天线 ,安装在调制解调器一侧。请记住,信标之间不通过无线电相互通信,它们都由调制解调器以星形架构控制。因此,改进调制解调器一侧的天线和无线电,就能同时改善与所有信标(移动和固定)的连接。

这份 下一步 是在信标一侧也加装全尺寸天线。但这意味着需要很多天线(每单位投资的收益较低)。天线并不贵,但您可能有几十甚至上百个信标。尽管如此,这仍是简单可靠的方案,可以减少因无线信号弱而丢包的可能,从而快速提高跟踪质量。

进一步的改进来自在调制解调器上使用专用天线系统:

  1. 单向天线:调制解调器应放在地图的一侧
  2.  双向天线系统:调制解调器位于地图中间,配合功分器使用
定向天线很容易达到10-14dB的高增益,即可以将无线电范围扩大3-5倍。

但是,如果范围不是受区域本身大小的限制,而是受墙壁限制,那么更好、更大的天线帮助不大。这时需要使用 多调制解调器架构(中文)。借助该架构,可以覆盖几乎不受大小限制的区域。当然,前提是:

  • 骨干网络可行且可用
  • 子地图内的范围仍然相同——约30米以内

总结

室内定位系统的范围可以从约30米到数百米甚至更大,取决于具体指的是什么以及所采用的架构。此外:

  • Marvelmind室内定位系统(Marvelmind室内“GPS”)采用分层方法,因此在覆盖面积和容量方面都可扩展。系统规模的上限几乎没有限制
  • 由于我们完全掌控系统架构及其深层设计,因此可以非常灵活地满足各种需求,并针对您的具体需求进一步调整系统

因此,借助灵活的Marvelmind室内“GPS”,可以为从自主机器人、无人机到工业自动化和体育运动等各种应用构建系统。

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