Система локального позиционирования RealTrac

Международная компания RTL Service выходит на рынок мониторинга пространственного положения объекта с новым продуктом, который разработан российскими учеными и специалистами компании RTLS.

Системы глобального позиционирования GPS и ГЛОНАСС в гражданском формате устойчиво работают со статическими или динамическими объектами больших размеров, когда погрешность определения положения в десяток метров некритична для задач мониторинга. Кроме этого, глобальные системы снижают свою эффективность или не работают в условиях отсутствия спутникового сигнала. Этих недостатков лишена предлагаемая система, функциональность которой значительно расширена за счет применения российских разработок в области цифровой обработки и передачи информации различного формата (голосовые и телеметрические форматы данных).

Технология RealTrac

Новизна технологии RealTrac заключается в комплексном аппаратно-программном подходе к набору данных, которые передаются отслеживаемым объектом и обрабатываются сервером.

Технология локального мониторинга RealTrac построена на измерении времени прохождения радиоволны между объектом мониторинга и двумя или тремя опорными точками (т. н. точки доступа). Радиосигнал источника генерируется по заданному алгоритму, микрофоном голосовой связи или датчиками телеметрии. Линейно-частотная характеристика сигнала служит опорой для двух основных методов расчета положения объекта.

• Метод Time-of-Fligh (ToF) использует для расчета информацию о времени перемещения сигнала объекта до соседних точек доступа и его силе, что сводит вопрос определения положения объекта к решению стандартной задачи трилатерации (метод триангуляции). Для расчетов используются любые типы радиосигнала (телеметрия, голосовая связь или генерируемый объектом сигнал).


• Метод Round-Trip-Time (RTT) использует для расчета информацию об относительном смещении фаз отправляемого и принимаемого сигналов. Сигналы имеют заданную частотно-линейную модуляцию CSS (Chirp Spread Spectrum), что позволяет фиксировать разницу фаз с высокой точностью и интерпретировать ее в линейные величины. Прием и обработка сигнала двумя и более точками доступа позволяют получать информацию о положении объекта с точностью до 1 м.

Для решения задачи определения положения объекта в трех координатах технология RealTrac предусматривает расширение функционала методов ToF и RTT за счет использования функции IMU, которая использует данные датчиков движения: акселерометра, гироскопа и магнитометра, которыми оснащаются передатчики объекта.

Комплексная обработка данных с помощью российского ПО позволяет получать сведения о пространственном положении объекта. Количество координат определяется набором методов расчета координат объекта, количеством и расположением точек доступа. Гибкость технологии позволяет использовать ее в закрытых многоэтажных помещениях, шахтах, тоннелях, на отрытых пространствах и контролировать любое перемещение в двух или трех координатах.

Технологическая архитектура системы

Архитектура системы представляет собой локальную сеть, в которой роль периферии выполняют:

• приемо-передающее устройство объекта мониторинга;


• точки доступа, которые работают в режиме приемника, передатчика, ретранслятора или шлюза между проводным и беспроводным каналами связи. Беспроводной канал работает по стандарту связи IEEE 802.15.4a (открытый радиоканал 2.4 ГГц) на скоростях до 2 Мб\с. Мощность передатчиков обеспечивает дальность гарантированной связи на открытом пространстве до 1.5 км и в ограниченном объеме сквозь 2—3 стены на 50—70 м.

Формат, многопоточность информации и скорость ее обработки в проводной и серверной части системы обеспечиваются прикладным протоколом RTLSCP (RTLS Communication Protocol), который является HTTP-based протоколом, позволяющим реализовать связь с любым внешним приложением.

Система RealTrac поставляется с полноценным клиентским веб-приложением, которое может быть интегрировано в систему заказчика. Специалистами компании разработан ряд отраслевых решений применения системы для конкретной реализации.