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Nahtlose Ortung: Fraunhofer IIS kombiniert GNSS-, WLAN- und INS-Daten

04.05.2011
Die Lokalisierungsplattform (LOK-Plattform) des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen IIS verbindet drei Lokalisierungstechnologien: GNSS, WLAN und Inertialsensorik (INS). Dadurch garantiert sie eine nahtlose Ortung.

WLAN wird vorrangig zur Lokalisierung innerhalb von Gebäuden eingesetzt, wie z. B. bei Museums- oder Messeführern. Mit Hilfe von GNSS kann man Positionen im Außenbereich bestimmen. Doch was passiert in Übergangsbereichen, in denen GNSS-Signale z. B. durch Gebäude oder andere Objekte gestört werden und WLAN nicht konstant verfügbar ist?


Bild: Fraunhofer IIS

Bisher wurde die Ortung kurzzeitig unterbrochen und eine genaue Position war nicht konstant verfügbar. Doch gerade die Ortung in diesen Übergangsbereichen spielt vor allem bei mobilen Anwendungen eine wichtige Rolle.

Die neue Lokalisierungsplattform des Fraunhofer IIS will diese Lücke schließen: Die Fraunhofer-Forscher haben eine komplette Hardware/Software-Plattform für die Erprobung von Algorithmen für eine nahtlose und durchgängige Ortung entwickelt. Dafür haben sie – neben dem Aufbau einer Hardware – die Daten der Lokalisierungstechnologien GNSS, WLAN und INS fusioniert.

Der Systemaufbau der LOK-Plattform besteht aus vier Hauptbestandteilen: Einem kompletten, am Fraunhofer IIS entwickelten, GPS/EGNOS/Galileo-Empfänger auf der Basis eines FPGA (Field Programmable Gate Array) – demnächst als ASIC (Application-Specific Integrated Circuit), einem Communication-Board für Korrekturdaten und einem Sensor-Board, welches die Bereiche WLAN und INS abdeckt. Weitere Sensoren und Schnittstellen, über die z. B. ein Tablet-PC zur Visualisierung angeschlossen werden kann, ergänzen die Entwicklungsplattform.

Neben der Hardware für die Plattform war die Entwicklung von Algorithmen für die Verarbeitung der Daten verschiedener Ortungstechnologien ein wesentlicher Schwerpunkt des Projekts. Durch den Zugang zu den Signalen auf den verschiedenen Systemebenen (GNSS, WLAN und INS) erleichtert die Plattform zudem die Untersuchung dieser neuen Algorithmen.

Mit der LOK-Plattform als Empfängersystem für Satellitensignale von der Antenne bis hin zur Positionsausgabe erweitert das Fraunhofer IIS seine Kompetenzen in den Bereichen Satellitennavigation, Mehrsensorsysteme und Sensorfusion. Diese Arbeiten wurden im Rahmen des Projektes »Galileo/ GPS-Lokalisierungsplattform für mobile Anwendungen« mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWI) durch die Raumfahrt-Agentur des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.V unter dem Förderkennzeichnen 50NA0810 gefördert.

Die Fusion der Sensordaten dieser drei Lokalisierungstechnologien ermöglicht vielfältige Anwendungsbereiche: Robotik, Personenschutz, Orientierungshilfen für Rettungskräfte oder Führungssysteme z. B. für Städtetouren oder für Demenzkranke. So werden bestimmte Softwarekomponenten in Kürze in die vom Fraunhofer IIS entwickelte WLAN-Lokalisierungstechnologie awiloc® integriert.

Mehr Informationen zu awiloc® online unter: www.awiloc.de

Das 1985 gegründete Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS mit dem Hauptsitz in Erlangen und weiteren Standorten in Nürnberg, Fürth, Würzburg, Ilmenau und Dresden ist heute das größte Fraunhofer-Institut in der Fraunhofer-

Gesellschaft. Mit der maßgeblichen Beteiligung an der Entwicklung der Audiocodierverfahren mp3 und MPEG AAC ist das Fraunhofer IIS weltweit bekannt geworden.

In enger Kooperation mit den Auftraggebern aus der Industrie forschen und entwickeln die Wissenschaftler auf folgenden Gebieten:

Digitaler Rundfunk, Audio- und Multimediatechnik, digitale Kinotechnik, Entwurfs automatisierung, integrierte Schaltungen und Sensorsysteme, drahtgebundene, drahtlose und optische Netzwerke, Lokalisierung und Navigation, Hochgeschwindigkeitskameras, Ultrafeinfokus-Röntgentechnologie, Bildverarbeitung und Medizintechnik sowie Supply Chain Services. Mehr als 750 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter arbeiten in der Vertragsforschung für die Industrie, für Dienstleistungsunternehmen und öffentliche Einrichtungen. Das Budget von über 92 Millionen Euro wird bis auf eine Grundfinanzierung in Höhe von weniger als 25 Prozent aus der Auftragsforschung finanziert.

Marc Briele | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.iis.fraunhofer.de

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