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Bluetooth Low Energy (BLE) テクノロジーの導入以来、MOKO SMART は BLE ビーコンおよびゲートウェイ ハードウェアの開発に積極的に取り組んでおり、長年にわたり専門知識を拡大して、屋内ナビゲーションなどのビーコンベースの複雑なタスクをより適切にサポートしてきました。
このガイドは、ビーコンベースのナビゲーションの可能性を理論的に説明するだけではありません。実際の仕組み、実装上の課題、そしてMOKOビーコンがパートナーのソフトウェアプラットフォームと連携して、実空間で信頼性の高い既製のナビゲーションソリューションを提供する仕組みについても詳しく説明します。このガイドが、Bluetoothビーコンを使った屋内ナビゲーションシステムの基礎となることを願っています。
屋外ナビゲーションから屋内ナビゲーションへの移行
ご存知の通り、GPSはスタジアムへの誘導や街中の道順案内といった屋外でのナビゲーションでは優れた性能を発揮します。このような場合、20～30メートルの誤差は許容範囲内です。しかし、屋内、例えばショッピングモールや空港施設内のターミナル内をナビゲートするとなると、こうした誤差が問題となります。GPSは屋内環境を想定して設計されておらず、建物内では信号の減衰やマルチパスの影響により、大まかな位置情報しか提供できません。せいぜい建物や街区を特定できる程度で、特定の部屋、廊下、階を特定することはできません。
そこで登場するのが 屋内測位システム (IPS) 屋内に侵入する。Wi-Fi、Bluetoothビーコン、UWBなどの技術を活用するIPSは、GPS信号が届かない場所でも信頼性の高い測位とナビゲーションを提供します。中でもBluetoothビーコンは、低コストで高品質な結果を提供できることから広く採用されています。主なプロトコルは、AppleのiBeaconとGoogleのEddystoneです。フォーマットは多少異なりますが、屋内空間を移動可能にするという目的は同じです。
屋内測位および屋内ナビゲーション（IPIN）市場は、 13.74億ドル規模の製品検査を 2024年には46.50億ドルに達し、2030年までにXNUMX億ドルに成長すると予想されています。屋内での道案内のニーズこそが、この分野へのさらなる投資を促す原動力となっているのです。
Bluetoothビーコンナビゲーションの仕組み
建物全体の主要な場所に設置され、 Bluetoothビーコン BLE信号は、定期的に発信される小型の無線送信機です。これらの信号は通常、固有のIDを含んでおり、近くのモバイルデバイスによって受信され、ナビゲーションエンジンに送信されます。ナビゲーションエンジンは、デバイスがビーコンの範囲内でどこにいるかを計算し、地図上に位置を表示し、目的地までのターンバイターン方式の道順を提供します。
ビーコンを使用した屋内ナビゲーション システムは、主に次の 3 つの段階で構成されます。
屋内測位 - ユーザーの現在位置、または青い点を特定します
距離計算 - 信号強度を解釈し、RSSIまたは三角測量に基づいて距離（通常はユーザーの位置と目的地）を計算します。
ガイダンス - 地図やARオーバーレイなどの視覚的なインターフェースを介してルートを設定し、ユーザーを誘導する
最後の段階は選択したナビゲーション エンジンによって異なりますが、最初の 2 つのコンポーネントがビーコン ベースのシステムの基礎を形成します。
BLEビーコンナビゲーションの仕組みを体験するには、 MOKO x Navigine 屋内ナビゲーションキットこのキットには、L10ウェイファインディングビーコン01個とNavigine屋内ナビゲーションモバイルアプリが含まれています。当社のハードウェアの様々な構成とモデルを使用することで、同様のビーコンベースのナビゲーションシステムを構築できます。Bluetooth 5.0テクノロジーと高度な信号処理を搭載した当社のビーコンは、優れた信号安定性とバッテリー寿命により、ナビゲーションを容易にします。
屋内ナビゲーション技術の概要
屋内ナビゲーションは様々な分野で活用されており、選択肢となる技術は複数あります。このセクションでは、主要な選択肢とその長所と短所を列挙します。最も普及しているBluetoothビーコン、それに続くWi-Fi、そしてUWBについてご紹介します。では、これらの技術を詳しく見ていきましょう。特に、私たちの専門分野であるBluetoothビーコンに焦点を当ててみましょう。
無線LAN
Wi-Fiベースの屋内ナビゲーション技術には、Wi-Fi測位とWi-Fi RTTがあります。Wi-Fi測位では、スマートフォンの屋内ナビゲーションアプリが既存のアクセスポイントへのRSSを使用して位置を計算します。Wi-Fi RTTは、Time-of-Flight（ToF）を使用して距離を測定します。ユーザーの位置を計算するには、既存のWi-Fiインフラストラクチャにアクセスし、各アクセスポイントの位置情報を保存する必要があります。
WiFi測位の強みは、既存のインフラを活用し、より費用対効果の高い導入が可能なことです。WiFiによるナビゲーションは、追加のハードウェアのインストールを必要とせず、特殊な機器にもそれほど依存しません。そのため、既存のWiFiネットワークを利用した測位を提供したり、ユーザーが既存の無線インフラを活用できるようにしたりすることができます。
WiFi による測位の精度は 3 ～ 15 メートル以内で、たとえばユーザーを建物内の正しい階に誘導するには十分です。
UWB
より優れた技術を模索する中で、UWBベースの屋内測位・ナビゲーションは、センチメートル単位の高精度で位置を特定できます。UWBの最も一般的な用途の一つは、高精度な産業用トラッキングです。
しかし、UWBの普及は容易ではありません。高価なUWBアンカーハードウェアを購入し、システム全体で正確な同期を確保する必要があります。実装コストの高騰といった課題に直面する可能性もあります（例えば、専用機器が高価、設置に専門知識が必要、消費電力が高いなど）。
Bluetoothビーコン
Bluetoothビーコンを用いた屋内測位は、ほとんどの屋内ナビゲーションアプリケーションにとって最もバランスの取れたアプローチです。ビーコンには様々な形やサイズがありますが、一般的に周囲の環境に溶け込みやすいのが特徴です。
Bluetoothビーコンの最大のメリットは、GPSやWi-Fiよりも高い精度を提供しながら、コスト効率に優れている、成熟した技術であることです。一般的な屋内経路探索システムでは、ビーコンは5メートル以内の測位精度を実現でき、より密集した場所に設置すれば、さらに精度を高めることができます。ビーコンナビゲーションは、カメラやWi-Fiネットワークに依存せず、主にビーコンアンカーに依存します。そのため、GPS信号が利用できない場合でも安定した測位を提供でき、ユーザーはスマートフォンだけで道順を見つけることができます。
どのビーコンまたはアンカーを選択すればよいですか?
ビーコンまたはアンカーは、タグの位置を検出・測定する固定デバイスです。各ビーコンには、固有の識別子と最適なブロードキャストパラメータを設定する必要があります。そうしないと、システムの位置計算で矛盾が発生する可能性があります。デバイスが検出すべきビーコンの数は、設置密度と周囲の状況によって異なります。一般的に、一度に3～4個のビーコンを捕捉することで、良好な三角測量精度が得られます。
適切なモデルを選択してより洗練されたビーコンを展開すればするほど、モバイル アプリケーションの測位精度は高まります。
ビーコンシステムを効果的に運用するには、お客様の環境に適したビーコンモデルを選択することが不可欠です。以下に、当社のナビゲーションビーコンとアンカーの一部をご紹介します。
- H2ナビゲーションビーコン: コスト効率の高い、白い美しいデザイン
- L01 ウェイファインディングアンカー: 回転式バッテリー設計、8年以上のバッテリー寿命
- L03 ナビゲーションアンカー: 350mの範囲、10年以上のバッテリー寿命、迅速な展開
- L04 アンカープロ: 10年以上のバッテリー、長距離、オプションの温度センサー
- L05 USBビーコン: プラグアンドプレイ、USB経由で直接電源供給
ビーコンベースのナビゲーションシステムを導入する方法
ビーコンハードウェアを選択したら、すぐに導入作業に移りましょう。次のステップについて、より詳しく見ていきましょう。
ステップ1: 屋内サイト調査を作成する
まず、ビーコンを設置する環境を正確に調査する必要があります。屋内測位システムに必要なBLEビーコンの数は、建物の構造と規模によって異なります。
次に、最良の位置精度結果を達成するために最適な送信機の位置を特定するための詳細な展開戦略が作成されます。
この段階では、入口、交差点、主要な目的地などのナビゲーション決定ポイントに特に注意しながら、ビーコンの間隔、位置、信号カバレッジゾーンを決定します。
ステップ2：戦略的なビーコン配置計画
設置は適切な密度で敷地内全域をカバーする必要があります。ビーコンは一定の高さ（通常は床面から2～3メートル）に設置するのが最適です。
– 廊下に10～15メートルごとにビーコンをXNUMXつ設置
– 交差点と入口に追加のビーコンを設置
– 金属面や電子機器などの信号干渉源を避ける
ビーコンの固定には、強力な両面テープまたは取り付けブラケットを使用します。これにより、必要に応じて簡単に取り外しが可能です。コンパクトな設計のため、ビーコンは周囲の環境に溶け込みやすく、建物全体の美観を損なわないよう、色もカスタマイズ可能です。
ステップ3: 最適なパフォーマンスを得るためにビーコンパラメータを設定する
ハードウェアを展開し、位置をマッピングしたら、ビーコンのブロードキャスト設定を構成し、特定の環境に合わせて信号パラメータを最適化できるようになります。
克服すべき主な課題の一つは、信号干渉です。当社のビーコンは2.4GHz帯で放送しており、この帯域はWi-Fiやその他の無線デバイスと共用されています。ビーコンのカバレッジが過度に重複すると、ナビゲーションに混乱が生じる可能性があるため、その点に十分注意する必要があります。一般的に、3～4個のビーコンを同時に受信することで、良好な三角測量精度が得られます。
複数の施設にまたがるスケーラブルなソリューションを構築する場合は、ゲートウェイ接続、データ管理、システム監視について検討する必要があります。当社の経験では、エンタープライズ規模のビーコン導入には、計画から本格運用開始まで6～12か月かかる場合があります（大規模なハードウェア調達と設置調整が必要になります）。
ステップ4：ソフトウェア統合：Navigineのプラットフォームアプローチ
ハードウェアが物理的なインフラストラクチャを形成する一方で、Navigine などのソフトウェア プラットフォームはビーコン信号を使いやすいナビゲーション エクスペリエンスに変換します。
ビーコンシステム全体が設置され、ビーコンは継続的に信号を発信します。スマートフォンは複数のビーコンからの信号強度を分析することで位置を計算し、ナビゲーションアプリ内の地図上で現在地を正確に特定できます。位置は青い点でリアルタイムに表示され、建物内での方向感覚とモバイルナビゲーションを向上させます。
ステップ4：ソフトウェア統合：Navigineのプラットフォームアプローチ
ハードウェアが物理的なインフラストラクチャを形成する一方で、Navigine などのソフトウェア プラットフォームはビーコン信号を使いやすいナビゲーション エクスペリエンスに変換します。
BLEビーコン屋内ナビゲーションの一般的な使用例
BLEビーコンによる屋内ナビゲーションは、多くの環境で広く利用されています。最も一般的な用途は以下のとおりです。
空港と交通ハブ。 Bluetooth ビーコン ナビゲーション システムのおかげで、乗客は大きなターミナル内で簡単に方向を把握し、必要なゲートやチェックイン カウンターを見つけたり、フライト スケジュールに関するリアルタイム情報を入手したりすることができます。
病院および医療施設。 BLEビーコンは、大規模な病院や医療機関内で患者や来訪者のナビゲーションを便利にします。モバイルアプリケーションを使用することで、患者は経路や必要な治療室を簡単に見つけることができます。
ショッピングモールと小売店。 ビーコンによる位置情報ナビゲーションは、顧客体験の最適化と歩行パターンのモニタリングを可能にします。モバイルアプリに表示される特定の店舗へのルート検索や、パーソナライズされたオファーをいつでも受け取ることができます。
博物館と展示会。 Bluetoothビーコンを重要な芸術作品や展示物の近くに設置できます。来場者が指定されたゾーンに近づくと、展示作品に関する詳細情報、音声ガイド、インタラクティブなコンテンツを受け取ることができます。
ナビゲーションソリューションにMOKOビーコンを選ぶ理由
屋内ナビゲーションソリューション向けのハードウェアの提供には長年の経験が必要です。プロジェクトはそれぞれ異なり、ハードウェアは特定のビジネスニーズを満たす必要があるためです。MOKO Bluetoothビーコンを戦略的に導入することで、より正確で信頼性の高いナビゲーション体験を実現します。
どのハードウェアソリューションが貴社のビジネスに最も効果的かお悩みですか？今すぐ当社のテクニカルチームにご連絡ください。お客様のニーズを分析し、ナビゲーションシステムに最適なハードウェアビジョンを明確化し、最適なデバイスをご提供いたします。MOKO SMARTは、お客様との長期的な関係を築き、現在および将来のプロジェクトにおいて信頼できるハードウェアパートナーとしてお役に立ちます。
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