スマートリテール

方向検知

Bluetooth アプリケーション用の方向探知機能があれば、開発者はデバイスの位置を理解し、1メートル以下の精度でデバイス位置を把握する製品を市場に投入することができます。

トレーニング

方向検索ビデオ - 屋内アセット追跡

このトレーニングビデオでは、Bluetooth アプリケーション用の方向探知機能がいかに屋内アセットトラッキングに新たなディメンションをもたらすかについて説明します。

概要

Silicon Labs の指向性検出アプリケーション向け Bluetooth ソリューションは、屋内のアセット追跡と位置決めに新たなディメンションをもたらします。Bluetooth 5.1 の仕様により、Bluetooth 信号の方向を検出できる指向性検出機能を搭載し、強化した位置情報サービスを提供できます。

Bluetooth 方向検知のアプリケーション

  • POI
  • アイテム検索 
  • リアルタイム位置測位(RTLS)
  • 屋内測位 

2 方向検出システムは、到達角度 (AoA) と発射角度 (AoD) です。この技術については、位置情報の根本的な課題として掘り下げていくことは、無線周波数信号の到達角度と発射角度を解析することです。AoD では、受信デバイスは複数のビーコンからの角度と位置 (三角測量) を用いて、その空間での自身の位置を計算することができます。AoA では、受信デバイスは個々のオブジェクトの到着角度を追跡します。ただし特記すべきことは、これらの組み合わせは異なるため、アプリケーションレベルで実行できる操作には制限はありません。Bluetooth AoA と AoD の両方で、関連する制御データは従来のデータチャネルを介して送信されます。一般的には、この技術では 1-2 度の角度精度や 約 0.5m の位置精度を達成することができます。しかしこの数値は、位置情報システムの実装に大きく依存します。

設計に関する考慮事項

到達角(AoA) 

  • 施設に必要なのはアンテナ1本のみで、低電力、そして追加の Bluetooth LE 機能を同時サポートします。 
  • ロケーターには 3 x 3 または 4 x 4 アンテナアレイとスイッチが必要になります。
  • エッジ・ゲートウェイが角度の測定値を処理し、クラウドにあるアセットの管理システムとやり取りをしてデバイスの位置を特定します。

発射角(AoD)

  • ビーコンには 3 x 3 または 4 x 4 のアンテナアレイとスイッチが必要になります。 
  • スマートフォンなどのモバイルデバイスは、AoD アルゴリズムをサポートしている必要があります。 
  • ロケーション・サービス・システムがビーコン座標を知らせる必要があります。

Bluetooth の到着角度と出発角度は、屋内測位とウェイファインディングとして、またその目的でアセットを追跡するために使える新技術です。これらは位相ベースの方向検出システムで、アンテナアレイ、RF スイッチ (またはマルチチャネル ADC)、推定アルゴリズムを実行する処理能力が必要です。適切なアンテナアレイを設計することと、角度推定アルゴリズムは RTLS システムには不可欠です。強力なパフォーマンスを発揮する推定アルゴリズムは、多くの場合、計算コストが低いとは言えません。その他の位置決め技術には、RSSI ベースの方式や ToA ベースの方式などがあり (これらに限定はされない) ますが、現在、Bluetooth で標準化されたフレームワークを持つのは位相ベースの AoA/AoD のみです。

 
ブロック図
到達角の設計上の考慮事項 - Silicon Labs

AoA は、アセット追跡、屋内測位、ウェイファインディングに使用される位相ベースの方向検出システムです。

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リソース

Bluetooth アプリケーション:5.1 & 5.2 シリーズ 

Bluetooth 方向検出の基礎

Bluetooth 5.1 による 方向探知

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