Les choses à faire et à ne pas faire pour les placements de balises

Actualités de de l'Intelligence Artificielle - Machine Learning - Objets connectés

Les choses à faire et à ne pas faire pour les placements de balises


Les balises sont un composant crucial des systèmes de localisation en temps réel (RTLS). Ils représentent l’infrastructure fixe nécessaire pour localiser les actifs. Des précautions doivent être prises dans leur placement pour maximiser les performances du système. Quelques balises mal placées peuvent causer des problèmes de performance frustrants. Cet article décrit certaines choses à faire et à ne pas faire pour le placement des balises.

  Vous êtes curieux de savoir comment placer correctement une balise dans une installation dans le cadre d'un système RTLS ?  Dans cette infographie, nous expliquons comment.

Couverture

Première considération lors de la planification d’une installation : de combien de balises ai-je besoin pour assurer une couverture adéquate d’une zone donnée ? La réponse dépend en grande partie de la portée du système. Une balise utilise plusieurs balises pour calculer un emplacement ; généralement, un minimum de 4 est requis, mais plus il y a de mesures, plus la solution est précise. Par conséquent, sept à huit balises sont préférées.

Système Link Labs OnSite XLE a une portée maximale de 50 m (avec une bonne ligne de visée), mais pour une couverture robuste, nous recommandons un espacement des balises d’environ 7 à 10 m. Cette couverture fournit une marge de sécurité pour la communication et garantit que la balise peut « voir » suffisamment de balises pour la télémétrie.

Un autre facteur à prendre en compte est le maintien de la ligne de mire (LoS) ou d’un chemin direct entre la balise et la balise. Étant donné que les ondes radio peuvent traverser les murs, cela est différent d’une ligne de visée visible. Cependant, les ondes radio ne peuvent pas pénétrer le métal ou avoir trop de murs avec des renforts métalliques.

Lorsque le chemin direct entre l’étiquette et la balise est obstrué, la réception sans ligne de mire (NLoS) se produit : puisque le chemin direct est bloqué, le signal rebondit sur d’autres objets avant que l’étiquette ne le reçoive (voir la figure ci-dessous). Ce chemin de rebond plus long peut gravement dégrader les performances du système dans les zones comportant de nombreux obstacles. Une solution consiste à ajouter plus de balises et à limiter leur puissance.Quelle est la différence entre LoS et NLoS ?  Lors de l'installation de balises à l'intérieur d'une installation, comprendre les deux peut avoir un impact sur l'obtention d'une meilleure couverture des actifs suivis.

Donc, pour résumer, en pensant à la couverture :

  • Assurez-vous que chaque point de la zone de suivi se trouve dans la plage de quatre balises (de préférence plus).
  • Faites attention aux obstructions métalliques qui peuvent bloquer les signaux de chemin direct entre la balise et les balises.
  • NE PAS lésiner sur la couverture. Les balises sont relativement peu coûteuses et faciles à installer.

Géométrie

Imaginez un site avec toutes les balises regroupées au milieu. Étant donné que les balises sont proches, les anneaux de distance mesurés (que la balise utilise pour se localiser) se chevauchent. Ce chevauchement crée des zones d’ambiguïté dans l’emplacement calculé (indiqué par des ovales rouges dans la figure ci-dessous).

Il est important d'espacer les balises au sein d'une installation pour maximiser la couverture.  La géométrie de configuration doit être espacée afin que les balises d'actif ne se chevauchent pas et ne créent pas de zones d'ambiguïté.

Avoir toutes les balises regroupées au milieu est un exemple extrême, mais des problèmes similaires se produisent lorsque les balises sont placées en ligne droite ou en quelques touffes discrètes.

Alors, à quoi ressemble une bonne géométrie de balise ? Cela se produit lorsque les anneaux de portée de la balise se croisent à angle droit. Une façon d’y parvenir consiste à installer des balises dans un motif de grille. Ce modèle fonctionne bien dans les bâtiments avec des chevrons apparents ou des poutres de plafond. Il facilite également l’installation et la configuration. Pour les sites où un modèle de grille est impossible, l’objectif devrait être d’atteindre la diversité des balises. Cette diversité signifie que les balises sont à de nombreuses coordonnées différentes dans chaque dimension.

Ce schéma montre le placement correct des balises.  Quatre balises sont espacées uniformément dans un motif en forme de grille pour garantir une lecture uniforme et précise des balises d'inventaire.

Donc, en ce qui concerne la géométrie des balises :

  • Essayez d’obtenir autant de diversité de balises que possible.
  • N’essayez PAS de suivre des choses en dehors de la zone de couverture de la balise, même avec un motif géométrique fort (le signal sera généralement faible).

Capacité

La capacité peut être le talon d’Achille de systèmes de télémétrie bidirectionnels. Lors de la mesure de la plage, une étiquette et une balise doivent former une connexion un à un. Pendant que cela se produit, les balises ne peuvent pas fournir de service à d’autres balises. Dans le système OnSite XLE, le processus de télémétrie prend environ 18 millisecondes.

Dans un système à capacité maximale, cela signifie qu’une balise donnée peut accueillir 20 balises par seconde (après prise en compte des collisions dues à la capacité élevée). Étant donné que les balises n’ont généralement besoin d’acquérir un emplacement qu’après s’être immobilisées (qu’elles peuvent détecter via leurs accéléromètres), cette capacité peut convenir à de nombreux cas d’utilisation.

Mais que se passe-t-il si plus de capacité est nécessaire ? L’ajout de balises supplémentaires sera-t-il utile ? Les lecteurs avisés peuvent noter que l’ajout de trop de balises à une zone créera une mauvaise géométrie de balise. Alors que beaucoup RTLS systèmes sont confrontés à ce problème, le système OnSite XLE pouvez augmenter sa capacité avec la technologie brevetée Beacon Clustering. Les balises XLE regrouperont automatiquement les balises avec des anneaux de portée qui se chevauchent et rechercheront intelligemment les portées à partir de divers groupements de balises.

Ingérence

Deux sources de brouillage dans les systèmes de télémétrie sont :

  • Autres radios fonctionnant dans la même bande de fréquence
  • Trajets multiples

Pour les systèmes fonctionnant dans la bande 2,4 GHz, le Wi-Fi est probablement le plus gros perturbateur ; il est omniprésent, à large bande et transmet à haute puissance. Le moyen le plus simple de gérer les interférences WiFi est de les éviter : ne placez pas de balises à proximité des points d’accès WiFi. Si possible, envisagez d’utiliser le WiFi uniquement dans la bande 5 GHz. OnSite XLE a également une certaine capacité de détection et de correction des interférences. Si l’étiquette ne peut pas corriger une mesure de distance corrompue, elle la jettera et remesurera.

Il existe deux principaux types de systèmes de mesure des interférences : les trajets multiples et les autres radios fonctionnant dans la même bande de fréquences.

Multipath est un peu différent ; c’est un type d’auto-ingérence. Cela se produit lorsque le signal souhaité rebondit sur des objets réfléchissants, ce qui amène le récepteur à voir plusieurs plages à différentes longueurs (voir la figure ci-dessous). Dans les systèmes de télémétrie par temps de vol, les trajets multiples peuvent souvent être résolus et ignorés. Cependant, dans les environnements réfléchissants, les signaux à trajets multiples peuvent obscurcir ou corrompre la mesure de la distance par trajet direct.

La technologie de localisation brevetée de Link Labs est conçue pour fonctionner même dans des environnements à trajets multiples élevés. Cependant, il est préférable de minimiser les trajets multiples avec un placement soigneux des balises. Vous devez éviter de placer des balises à proximité de gros objets métalliques, par exemple. Dans les zones avec des réflecteurs métalliques, envisagez d’installer des balises supplémentaires pour maximiser les chances de l’étiquette d’obtenir une mesure de portée propre.

En résumé, pour minimiser les effets des interférences :

  • NE PAS placer les balises trop près de sources d’interférences (telles que les points d’accès Wi-Fi 2,4 GHz)
  • FAIRE fonctionner votre WiFi dans la bande 5 GHz, si possible
  • NE PAS placer les balises à proximité (à moins de 2-3 mètres) de gros objets métalliques, si possible
  • Installez des balises supplémentaires dans les zones où les trajets multiples pourraient poser problème

Réflexions finales sur le placement des balises pour RTLS

Le placement des balises peut être délicat, mais suivre les conseils décrits dans cet article peut aider à éviter la plupart des problèmes. Si vous avez d’autres questions sur le placement des balises ou si vous souhaitez en savoir plus sur Link Labs et notre système RTLS, n’hésitez pas à nous contacter pour undémo.