Marvelmind-Systemkomponenten: Stationäre Beacons (Decke) + Mobile Beacons (Roboter) + Modem (Host)
Marvelmind Ultraschall-Indoor-Positionierungstechnologie im Detail
Erfahren Sie mehr über die Systemarchitektur, das Funktionsprinzip und den Leitfaden zur technischen Umsetzung des zentimetergenauen Indoor-Positionierungssystems von Marvelmind auf Basis der Ultraschall-Laufzeitmessung (ToF).
Funktionsprinzip des Systems
Das Marvelmind-Indoor-Positionierungssystem basiert auf dem Ultraschall-Laufzeitmessprinzip (Time-of-Flight, ToF). Stationäre Beacons werden an der Decke oder an den Wänden installiert, während mobile Beacons (Hedgehog) an den zu ortenden Geräten oder Personen angebracht werden.
Ablauf:
- Die stationären Beacons senden Ultraschallimpulse aus
- Die mobilen Beacons empfangen die Ultraschallsignale und messen präzise die Laufzeit
- Anhand der Entfernungsdaten von mindestens 3 (2D) bzw. 4 (3D) stationären Beacons wird die genaue Position des mobilen Beacons berechnet
- Die Positionsdaten werden per Funk an das Modem und von dort an einen PC oder Robotersteuerung übertragen
Die gesamte Berechnung erfolgt lokal mit einer Latenz von lediglich 16 ms – ganz ohne Cloud-Dienste.
Systemarchitekturtypen
IA (Independent Architecture)
Der mobile Beacon berechnet seine Position eigenständig und gibt die Koordinaten an das tragende Gerät aus. Geeignet für AGV-Roboter, Drohnen und andere autonome Geräte. Positionsgenauigkeit: ±2 cm.
NIA (Non-Independent Architecture)
Die stationären Beacons senden Signale aus, die Position wird vom Modem berechnet und übertragen. Geeignet für Personen- und Asset-Tracking.
MF-NIA (Multi-Frequency Non-Independent Architecture)
Unterstützt die gleichzeitige Verfolgung mehrerer mobiler Ziele, wobei jedes Ziel Beacons mit unterschiedlichen Frequenzen verwendet. Geeignet für das gleichzeitige Tracking mehrerer Gabelstapler oder Personen.
Genauigkeitsvergleich: Ultraschall vs. UWB vs. WLAN
| Technologie | Typische Genauigkeit | Leistung in Industrieumgebungen | Kosten |
|---|---|---|---|
| Marvelmind Ultraschall | ±2 cm | Hervorragend (keine Beeinträchtigung durch Metall) | Mittel |
| UWB | ±10–30 cm (Industrieumgebung) | Durchschnittlich (anfällig für Mehrwegeeffekte bei Metall) | Relativ hoch |
| WLAN RSSI | ±1–3 m | Schlecht | Niedrig |
| Bluetooth BLE | ±1–5 m | Schlecht | Niedrig |
Abdeckung und Erweiterung
Typische Abdeckungsfläche einer einzelnen Submap:
- 2D-Positionierung: 100–400 Quadratmeter
- 3D-Positionierung: abhängig von Beacon-Höhe und -Anzahl
Durch das Zusammenfügen mehrerer Submaps können mehrere tausend Quadratmeter große Lagerhäuser, Fabriken oder mehrstöckige Gebäude abgedeckt werden. Benachbarte Submaps teilen sich Beacons, um einen nahtlosen Übergang zu ermöglichen.
Integration mit ROS/ROS2
Marvelmind bietet vollständige ROS/ROS2-API-Unterstützung:
- Ausgabe der Positionskoordinaten über Standard-ROS-Topics
- Unterstützung von tf-Koordinatentransformationen
- Kompatibel mit Navigation Stack und MoveBase
- Beispielcode in Python, C++ und C#
Hardware-Schnittstellen
- USB seriell (USB-CDC)
- UART seriell (3,3 V TTL)
- I2C
- CAN (bei bestimmten Modellen)
Technische Ressourcen
- Technische Handbücher, API-Dokumentation und Firmware herunterladen EN
- Technische Übersichtsseite (Englisch)
- Detaillierte Erklärung zur Funktionsweise des Systems (Englisch)
Für technischen Support auf Deutsch kontaktieren Sie uns bitte unter: info@marvelmind.com
📖 Deutsche technische Dokumentation
Vollständiges Bedienungshandbuch des Marvelmind-Indoor-Navigationssystems (PDF):
⬇ Bedienungshandbuch als PDF herunterladen
Englische Originalversion (aktuell): Operating Manual PDF (English)
Bei Fragen oder technischem Supportbedarf senden Sie bitte eine E-Mail an info@marvelmind.com (E-Mails auf Deutsch sind willkommen).