多目标定位跟踪分析系统Noldus TrackLab

多目标定位跟踪分析系统Noldus TrackLab

TrackLab 多目标定位跟踪分析系统是由荷兰 Noldus 公司研发生产的专业空间行为分析与定位追踪平台。Noldus 是一家专注于行为学研究的跨国科技企业，总部位于荷兰瓦赫宁根，在人类行为学、动物行为学、人因工程等领域拥有超过30年的技术积累。该产品已在国内高校和科研机构中得到应用，浙江师范大学于2018年采购了Ubisense Tracklab型号的多人位置跟踪仪(即TrackLab系统)，用于教育视频与图像实验室的学习行为研究，购置经费为12万美元。

该产品的核心价值在于通过高精度的超宽频（UWB）定位技术，实时追踪多个目标在空间中的位置和运动轨迹，为行为学研究提供客观、量化的空间行为数据。TrackLab 使用紧凑、轻巧且非侵入式的 UWB 标签对被试进行行为轨迹跟踪，标签佩戴在目标个体上，系统通过接收器接收标签发送的超宽频脉冲波，利用独特的到达时间差(TDoA)及到达角度(AoA)技术计算跟踪目标的位置，保障了在环境中追踪效果的准确性以及运行的可靠性。

在数据采集与定位精度方面，TrackLab 采用超宽频技术，可确保在任何位置追踪数据的可靠性与准确性。传感器向接收器组发送持续及短时间的超宽频脉冲波，接收器按单元区分组，特殊几何形状的单元区需要添加额外的接收器以便信号覆盖到所有区域。每个单元区中的主接收器协调其它接收器的活动，并与它所在区域内的所有传感器进行通信来确定目标的位置。在受控环境下定位精度可达15cm，非受控环境下为30cm。总采样率为每个单元区每秒37个样本，可选择性样本高达每秒135个。单元区形状为标准单元格40m×40m(4个接收器)，面积较大的区域需要额外的接收器。

在数据可视化与分析方面，TrackLab 允许直接导入用超宽频系统收集的定位数据，追踪路径可以在软件的地图功能里如楼层平面图一样可视化。该软件允许用户同时可视化多个追踪目标，包括各种追踪轨迹和热区图。该软件提供了平滑轨道的功能，可自动去除异常值，保障了分析数据的高质量和高可靠性。用户可以自定义兴趣区域，计算区域内统计数据或自动检测观察对象何时进入或离开特定区域。还可以定义活动的分类，如基于观察对象的速度自动标记行为静止或站立、行走和奔跑。

在实时反馈与多模态集成方面，TrackLab 支持实时数据反馈。事件相关的或区域相关的行为以及其他用户自定义的活动都可以被保存在一个日志文件下，或实时发送到智能手机等电子设备上。这种实时反馈可直接让研究人员了解到观察对象位置或活动的变化。所得到的信息也可以成为外部应用程序的输入资料，例如，可以利用所测试对象的位置来做刺激或触发试验。系统还可与行为观察记录分析系统(The Observer XT)、生理数据、眼动追踪数据等其他系统结合，实现多模态数据的同步采集与分析。

该产品主要应用于心理学、教育学、消费者行为研究、人因工程、医疗健康、军事研究、空间认知、探路行为等领域。在荷兰，研究人员使用多目标定位跟踪系统研究不同商店布局或环境对消费者购物行为的影响;其他用户则将其用于研究教室中的社交互动行为、儿童的空间记忆过程，或不同医院病房布局中的步行方式。适用科室和机构包括心理学实验室、教育研究实验室、用户体验实验室、人因工程实验室、医疗康复研究中心、军事训练研究中心、商业空间设计研究机构等。在浙江师范大学的应用案例中，该设备被用于课堂与学习的微观研究，为教育技术学、教育学原理、心理学、课程与教学四个方向的研究服务，通过整合学习过程中身体动作、面部表情、眼球运动、生理、空间运动等数据，为学习研究提供同步、多模态的信息。

核心定位技术与兼容性

技术兼容：支持超宽带(UWB)、GPS、WiFi 跟踪、立体摄像机及基于视觉的定位系统

数据导入：支持实时及离线导入各类位置数据，兼容多种数据布局与第三方跟踪硬件

标签特性：配合使用的 UWB 标签具备紧凑、轻巧、非侵入式特点，采样率可在 0.1Hz 至 10Hz 间调整

空间行为测量指标

基础指标：自动计算移动距离、移动速度、停留时间、潜伏期等基础运动数据

路径分析：支持路径形状分析，包括方向、转角、曲线度及运动行为分类(如静止、行走、奔跑)

区域统计：支持自定义感兴趣区域(Zone)，统计对象在特定区域内的活动参数及进出事件

数据可视化与交互

地图呈现：支持在点阵图(建筑平面图)和地理地图(如 OpenStreetMap)上可视化轨迹

图表生成：自动生成位置-时间热区图、多对象轨迹叠加图及各类统计图表

实时反馈：支持将区域相关事件实时保存或传输至外部设备，用于触发刺激或联动控制

适用领域与研究场景

人类行为：广泛应用于消费者行为研究、访客动线分析、空间认知、课堂观察及医疗模拟

动物研究：适用于农场动物福利监控、动物园动物行为研究、啮齿动物步态分析及社交网络构建

特殊环境：支持室内外复杂环境，兼容生物安全防护设施(BSL-4)及恶劣户外条件

>> Noldus EthoVision XT手指轨迹分析系统