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  4. 磁場測位技術

磁場測位技術

磁場測位技術

目次
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磁場測位技術
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地球自体は巨大な磁石であり、地理的な北極と南極の間に基本磁場を形成します。しかし、地球の磁場は金属物体、特に鉄筋コンクリート構造の建物を通過する際に乱されます。本来の磁場は建築材料(金属構造物)によって乱され、歪められ、それぞれの建物に固有の「磁気パターン」を与えます。

事前に会場内の磁場情報を収集し、それをロケーター(携帯電話など)に搭載された磁力計で収集した情報と比較することで、正確な位置情報を得ることができます。理論的には、場所によって地磁気の差はわずかであり、通常の計測ツールでは測定できません。

しかし、建物の擾乱によって歪んだこの「屋内地磁気」は、地磁気信号の差を広げ、屋内地磁気データを取得することを可能にします。これにより、間接的に測位精度が向上します。

室内の各小空間の磁場パターンはそれぞれ異なります。携帯電話は、そのエリアの磁場特性を取得すると、システム内の磁場データベースと照合することで正確な測位を行います。 正確さ 2メートル程度が限界かもしれません。しかし、車両の移動などにより周辺の建物の配置が変化すると、磁場もそれに応じて変化します。そのため、精度の保証は難しくなります。この方法では、磁場の頻繁な校正が必要になります。

磁場測位技術の利点

  • ハードウェアに依存しない
  • 累積エラーなし
  • 低コスト

磁場測位技術の欠点

  • 地磁気データ収集
  • 信号干渉
  • 初期位置を校正する必要がある

磁場ポジショニングの利点

1) ハードウェアは不要
測位環境には追加のハードウェアを導入する必要がなく、構築コストも端末の追加も不要というメリットがあります。

地磁気センサーを内蔵した携帯電話があれば、状況や時間を問わず、測位システム全体をすぐに導入・体験できます。システム全体は電源供給や現場でのメンテナンスの手間がかからず、大規模な導入やアプリケーションの実行が容易になります。

2) 累積誤差なし
マッチング測位アルゴリズムとして、地磁気航法の誤差は時間の経過とともに累積的な影響を及ぼしません。そのため、慣性航法システムと統合された情報を用いて統合航法システムを構築し、慣性装置によって生じる累積誤差をリアルタイムで補正することは理想的です。

3) 低コスト
ハードウェアコストがかからないため、屋内地磁気測位システム全体のコストが大幅に削減されます。

磁場測位の欠点

1) 地磁気データ収集
地磁気測位技術の利用は、現場の地磁気データの収集から始まります。改修工事など、屋内環境に明らかな変化が生じるたびに、現場の地磁気データを収集・更新する必要があり、ユーザーにとって大きな負担となります。

2) 信号干渉
地磁気信号自体は金属物体からの干渉を受けやすく、屋内環境も変化しにくいため、車が突然ユーザーの横を通り過ぎれば、磁場が干渉を受ける可能性があります。このような状況は位置情報の取得に必然的に影響を及ぼすため、地磁気測位の安定性は議論の余地があります。

3) 初期位置の取得
地磁気測位は相対的な位置です。初期位置を即座に取得することは不可能です。初期位置を取得するために、多くの方式では、使用前にユーザーが屋内で5~8メートル歩く必要があります。

ホワイトペーパーを読む: 測位技術の基本原理の紹介

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