RTLS

RTLS (сокр. от англ. Real-time Locating Systems — система позиционирования в режиме реального времени) — автоматизированная система, обеспечивающая идентификацию, определение координат, отображение на плане местонахождения контролируемых объектов в пределах территории, охваченной необходимой инфраструктурой. RTLS накапливает, обрабатывает и хранит информацию о местонахождении и перемещениях людей, предметов, мобильных механизмов и транспортных средств с целью мониторинга технологических и бизнес-процессов, сигнализации об отклонениях от регламентов, а также с целью ретроспективного анализа тех или иных процессов и ситуаций.

Основные характеристики

К основным характеристикам RTLS можно отнести:

  • Точность позиционирования — точность определения координат контролируемого объекта. Для различных технологий RTLS характерная точность позиционирования составляет от нескольких десятков метров (для WiFi) до нескольких сантиметров (для ультразвуковых).
  • Достоверность позиционирования — в реальных условиях точность позиционирования в значительной мере зависит от влияния помех и многолучевого затухания (отраженных сигналов), поэтому говоря о точности позиционирования RTLS обычно указывают и вероятностную характеристику достоверности. Например, «точность позиционирования 1 метр с достоверностью 90 %», то есть точность для погрешности в 1 м будет обеспечиваться в 90 % измерений.
  • Периодичность опроса — для обеспечения позиционирования в режиме реального времени промежуток времени между замерами должен быть таким, чтобы объект, двигаясь с характерной для него скоростью, успевал проходить расстояние не больше удвоенной точности позиционирования. Например, чтобы обеспечить позиционирование в реальном времени с точностью один метр человека, имеющего характерную скорость передвижения 1,5 метра в секунду (5,4 км/час), замеры надо проводить с периодичностью не менее одного раза каждые 1,3 секунды. Это позволяет строить достаточно точные для практических целей траектории движения объекта даже при резких изменениях скорости и направления движения.

Важное значение имеют также:

  • надёжность и живучесть (способность самовосстанавливаться при выходе из строя любого узла);
  • малые габариты и вес, а также низкое энергопотребление меток (с целью экономии заряда аккумуляторов).

Состав

В состав большинства типов RTLS обычно входят:

  • Активная метка RTLS — радиоэлектронное устройство, которые прикрепляются к контролируемым объектам и взаимодействуют со считывателями RTLS. Считыватели получают сигнал от активных меток и, решая триангуляционную задачу, определяют координаты объекта.
  • Инфраструктура RTLS — базовые станции - оборудование, обеспечивающее реперные точки с фиксированными координатами, объединенные сетью передачи данных и в некоторых типах RTLS - сетью синхронизации. Базовая станция (БС) — устройство, которое взаимодействует с метками в процессе определения координат последних. Базовые станции имеют фиксированные координаты, относительно которых определяются координаты меток. Базовые станции располагаются так, чтобы в любой точке контролируемой территории метка могла «видеть» минимум три базовые станции.
  • Серверное программное обеспечение — программное обеспечение, обеспечивающее управление процессом измерений, расчет координат объектов, обработку и накопление данных.

Методы позиционирования

Метки в RTLS позиционируются относительно базовых станций с известными координатами. Координаты вычисляются посредством:

  • трилатерации — вычисления координат по результатам измерения расстояния от метки до трех БС,
  • мультилатерации (также известной как гиперболическое позиционирование) — вычисления координат по результатам измерения расстояний от метки до трех или более БС
  • триангуляции — вычисления координат путём измерения углов направления от метки к трем БС.

Для повышения точности и достоверности позиционирования используются сложные алгоритмы, учитывающие наличие препятствий, ограничителей движения (стен, барьеров), аттракторов (удобных, оказывающих наименьшее сопротивление путей), также в метки может быть интегрирована инерциальная система навигации.

Суть процесса

Контролируемые системой объекты — люди, оборудование, транспортные средства, подвижные механизмы, инструменты, грузы, ценные и опасные предметы и др. снабжаются метками RTLS. Контролируемая системой территория оборудуется инфраструктурой RTLS. В процессе работы метки обмениваются с входящими в инфраструктуру БС пакетами данных и в ходе обмена измеряют расстояния до них (или углы направления на БС) . Серверное программное обеспечение:

  • вычисляет координаты меток;
  • накапливает полученные данные;
  • сигнализирует о нахождении объектов в заданных или запрещенных зонах, движении объектов по заданным маршрутам или отклонении от них, нарушениях скоростного режима;
  • визуально отображает на экранах операторов местонахождение выбранных объектов и траектории их движения за заданный отрезок времени.

Области применения

RTLS используются в самых разных отраслях экономики и сферах деятельности. От мониторинга пациентов, персонала, лекарств и оборудования в клиниках — до контроля местонахождения инструментов, сборочных единиц и рабочих на конвейере. От поиска пострадавших при чрезвычайных ситуациях — до наблюдения за животными при их свободном содержании для выявления заболевших. Наиболее широкое применение RTLS нашли в медицине, промышленности, газо- и нефтедобыче, энергетике, строительстве, на транспорте и в логистике. Основное направление использования — оптимизация и контроль технологических и бизнес-процессов. Разнообразие областей применения и направлений использования породили разнообразие технологий RTLS.

Технологии RTLS

Среди используемых технологий можно выделить следующие основные группы:

  • радиочастотные технологии,
  • спутниковые технологии навигации и позиционирования (ГНСС),
  • технологии локального позиционирования (инфракрасные и ультразвуковые),
  • радиочастотные метки — RFID

Радиочастотные технологии, в свою очередь, делятся на так или иначе приспособленные для измерения расстояний стандартные технологии передачи данных (Wi-Fi, Bluetooth) и на специализированные, которые, исходя из физических свойств модуляции, наилучшим образом подходят для измерения расстояний (CSS/ISO24730-5, UWB, ISO24730-2, NFER и другие). К технологиям позиционирования можно отнести также ранжирование абонентов сотовых сетей по факту их подключения к конкретной базовой станции с целью предоставления «районированных» услуг и специализированные технологии позиционирования в сотовых сетях с использованием специально оборудованных базовых станций.

Content Disclaimer

Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.

  1. The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
  2. There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
  3. It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
  4. Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
  5. Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.