Marvelmindシステム構成：固定ビーコン（天井）+ モバイルビーコン（ロボット）+ モデム（ホスト）
Marvelmind超音波屋内測位技術の詳細解説
超音波飛行時間（ToF）技術に基づくMarvelmindのセンチメートル級屋内測位システムのアーキテクチャ、動作原理、およびエンジニアリング実装ガイドについて詳しく解説します。
システム動作原理
Marvelmind屋内測位システムは、超音波飛行時間（Time-of-Flight, ToF）測距原理に基づいています。固定ビーコンは天井や壁に設置され、モバイルビーコン（Hedgehog）は測位対象となる機器や人に装着されます。
動作フロー：
- 固定ビーコンが超音波パルスを発信
- モバイルビーコンが超音波を受信し、飛行時間を高精度で測定
- 少なくとも3個（2D）または4個（3D）の固定ビーコンからの距離データを用いて、モバイルビーコンの正確な位置を計算
- 位置データは無線でモデムに送信され、さらにPCまたはロボットコントローラに転送
計算処理はすべてローカルで完結し、遅延は16msと低く、クラウドサービスは不要です。
システムアーキテクチャの種類
IA（独立型アーキテクチャ）
モバイルビーコンが自身の位置を独立して計算し、搭載機器に座標を出力します。AGVロボットやドローンなどの自律機器に適しています。位置精度は±2センチメートルです。
NIA（非独立型アーキテクチャ）
固定ビーコンが信号を発信し、位置はモデムで計算された後に送信されます。人員追跡や資産追跡などのシナリオに適しています。
MF-NIA（多周波数非独立型アーキテクチャ）
複数の移動対象の同時追跡をサポートし、各対象は異なる周波数のビーコンを使用します。複数のフォークリフトや複数の人員の同時追跡に適しています。
精度比較：超音波 vs UWB vs WiFi
| 技術 | 標準的な精度 | 産業環境での性能 | コスト |
|---|---|---|---|
| Marvelmind超音波 | ±2センチメートル | 優秀（金属の影響を受けない） | 中程度 |
| UWB | ±10〜30センチメートル（産業環境） | 普通（金属マルチパス効果の影響を受ける） | やや高い |
| WiFi RSSI | ±1〜3メートル | 劣る | 低い |
| Bluetooth BLE | ±1〜5メートル | 劣る | 低い |
カバー範囲と拡張性
単一サブマップ（submap）の標準的なカバー面積：
- 2D測位：100〜400平方メートル
- 3D測位：ビーコンの高さと数量に依存
複数のサブマップを接続することで、数千平方メートルの大型倉庫、工場、複数階建ての建物をカバーできます。隣接するサブマップ間でビーコンを共有し、シームレスな切り替えを実現します。
ROS/ROS2との統合
Marvelmindは完全なROS/ROS2 APIサポートを提供します：
- 標準ROSトピックで位置座標を出力
- tf座標変換をサポート
- Navigation StackおよびMoveBaseと互換
- Python、C++、C#のサンプルコード
ハードウェアインターフェース
- USBシリアル（USB-CDC）
- UARTシリアル（3.3V TTL）
- I2C
- CAN（一部モデル）
技術資料
日本語技術サポートが必要な場合は、以下までお問い合わせください：info@marvelmind.com
📖 日本語技術ドキュメント
Marvelmind屋内ナビゲーションシステム完全日本語操作マニュアル（PDF）：
英語原版（最新）：Operating Manual PDF (English)
ご質問や技術サポートが必要な場合は、info@marvelmind.comまでメールをお送りください（日本語メールを受け付けています）。