Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Präzise Ortung und Navigation im Zentimeterbereich

15.03.2002


Schema einer 3-D- Positionserkennung


FMCW-Prinzip zur Entfernungsmessung


Systeme zur Positionserkennung gewinnen zunehmend an Bedeutung für Steuerungs- und Überwachungsvorgänge. Je nach Anwendung sind hierbei sehr hohe Präzision und Messwiederholrate gefordert, was das Institut für Elektrische Informationstechnik der TU Clausthal in Kooperation mit der Siemens AG in München veranlasst hat, ein neuartiges System für kommerzielle Anwendungen zu entwickeln. Die präzise dreidimensionale Positionserkennung im Zentimeterbereich basiert auf Hochfrequenz (HF)- FMCW-Radar (Frequency Modulated Continous Wave) und einen aktiven Transponder.

Berührungslose Positionserkennungssysteme in vergleichbarer Präzision sind auf dem Markt bislang nicht verfügbar. Sie stellen ein Novum für exakte Navigation in Räumen, Hallen oder maschinellen Anlagen dar. Ein Prototyp ist bereits vorhanden und erfolgreich getestet. Dieses System entspricht quasi einem autarken GPS im kleinen Maßstab mit höherer örtlicher Genauigkeit sowie hoher Messrate (Echtzeitfähigkeit) und zusätzlichen Möglichkeiten zur Datenübertragung Ein derartiges System bietet zahlreiche Einsatzmöglichkeiten, zum Beispiel:

  • Robotersteuerung/-regelung durch Messung der räumlichen Position, zum Beispiel eines Armes
  • Computer-Augmented-Reality
  • "Virtuelle Maus", der Vektor eines Zeigestocks und somit seine Richtung wird bestimmt; einsetzbar auf Messen zur Auswahl auf großen Informationsleinwänden
  • Überwachung von Personen oder Objekten in sicherheitsrelevanten Bereichen
  • Untersuchung der Lauf- oder Flugbahn bewegter Zielobjekte mit gleichzeitiger Bestimmung ihrer Geschwindigkeit durch den Doppler-Effekt

Das System besteht aus mindestens drei Hochfrequenz-Sende- und Empfangsstationen, die bekannte räumliche Koordinaten besitzen. Sie befinden sich beispielsweise in der zu überwachenden Halle. Zusätzlich gibt es einen aktiven, am Zielobjekt befestigten Transponder. Dessen Koordinaten gilt es zu bestimmen.

Die Positionserkennung basiert auf dem Radarprinzip. Dabei wird ein HF-Signal ausgesandt, vom aktiven Transponder empfangen, verstärkt, moduliert, reflektiert und schließlich in der Basisstation mit dem ursprünglich ausgesandten Signal gemischt.

Nach dem Mischvorgang erhält man ein Spektrum mit zwei Spektrallinien, deren gegenseitiger Abstand proportional zur Entfernung zwischen Basisstation und Transponder ist.Durch Messung der Entfernung durch mindestens drei solcher Sende-Empfangs-Stationen lässt sich über ein mathematisches Verfahren die exakte Position des mit dem Transponder verbundenen Objektes im Raum berechnen.

WEITERE INFORMATIONEN:

Institut für Elektrische Informationstechnik,
Technische Universität Clausthal,
Leibnizstraße 28, 38678 Clausthal-Zellerfeld

Kooperationspartner: Siemens AG München

Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Leif Wiebking
Tel.: (089) 63653549
Fax: (089) 63643702
E-Mail: Leif.Wiebking.external@mchp.siemens.de

Dr. Leonhard Reindl
Tel.: (05323) 722582
Fax: (05323) 723197
E-Mail: Reindl@iei.tu-clausthal.de


Erläuterungen:

HF: Hohe Frequenzen, bei denen sich die Wellenlänge in der Größenordnung der Schaltungsabmessungen befindet (eigentliche Definition), in der Praxis meist Frequenzen im Gigahertz-Bereich.

FMCW-Radar: Radar, dessen Frequenz periodisch verändert wird.

Sweepsignal: Signal dessen Frequenz in einem bestimmten Bereich periodisch durchgestimmt wird.

GPS: Globales Positionserkennungssystem, das zur weltweiten Ortung von bestimmten Zielen eingesetzt wird (z.B. KFZ- Navigationssystem)

Computer-Augmented-Reality: Überlagerung nützlicher virtueller Informationen mit der Realität.

Jochen Brinkmann | idw
Weitere Informationen:
http://www.iei.tu-clausthal.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Smart Living: VDE-Institut entwickelt Cloud-basierte interoperable Testplattform
15.02.2017 | VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

nachricht Saarbrücker Informatiker machen „Augmented Reality“ fotorealistisch
15.02.2017 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie