Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Präzise Ortung und Navigation im Zentimeterbereich

25.03.2003


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 Präzison 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.


Das System wird auf Hannover Messe (7. - 12. April) auf dem Gemeinschaftsstand Mikrosystemtechnik, Halle 6, Stand B02, zu sehen sein.

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, Dept. CT MS 1
Otto-Hahn-Ring 6, D-81730 München,
Dr.-Ing. Leif Wiebking
Tel. : 089 - 636-40069
Fax: 089 - 636-43702
E-Mail: leif.wiebking@siemens.com

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

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

Weitere Berichte zu: Positionserkennung Zentimeterbereich

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"
24.05.2017 | Universität Ulm

nachricht Neue Prozesstechnik ermöglicht Produktivitätssteigerung mit dem Laser
18.05.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Orientierungslauf im Mikrokosmos

Physiker der Universität Würzburg können auf Knopfdruck einzelne Lichtteilchen erzeugen, die einander ähneln wie ein Ei dem anderen. Zwei neue Studien zeigen nun, welches Potenzial diese Methode hat.

Der Quantencomputer beflügelt seit Jahrzehnten die Phantasie der Wissenschaftler: Er beruht auf grundlegend anderen Phänomenen als ein herkömmlicher Rechner....

Im Focus: A quantum walk of photons

Physicists from the University of Würzburg are capable of generating identical looking single light particles at the push of a button. Two new studies now demonstrate the potential this method holds.

The quantum computer has fuelled the imagination of scientists for decades: It is based on fundamentally different phenomena than a conventional computer....

Im Focus: Tumult im trägen Elektronen-Dasein

Ein internationales Team von Physikern hat erstmals das Streuverhalten von Elektronen in einem nichtleitenden Material direkt beobachtet. Ihre Erkenntnisse könnten der Strahlungsmedizin zu Gute kommen.

Elektronen in nichtleitenden Materialien könnte man Trägheit nachsagen. In der Regel bleiben sie an ihren Plätzen, tief im Inneren eines solchen Atomverbunds....

Im Focus: Turmoil in sluggish electrons’ existence

An international team of physicists has monitored the scattering behaviour of electrons in a non-conducting material in real-time. Their insights could be beneficial for radiotherapy.

We can refer to electrons in non-conducting materials as ‘sluggish’. Typically, they remain fixed in a location, deep inside an atomic composite. It is hence...

Im Focus: Hauchdünne magnetische Materialien für zukünftige Quantentechnologien entwickelt

Zweidimensionale magnetische Strukturen gelten als vielversprechendes Material für neuartige Datenspeicher, da sich die magnetischen Eigenschaften einzelner Molekülen untersuchen und verändern lassen. Forscher haben nun erstmals einen hauchdünnen Ferrimagneten hergestellt, bei dem sich Moleküle mit verschiedenen magnetischen Zentren auf einer Goldfläche selbst zu einem Schachbrettmuster anordnen. Dies berichten Wissenschaftler des Swiss Nanoscience Institutes der Universität Basel und des Paul Scherrer Institutes in der Wissenschaftszeitschrift «Nature Communications».

Ferrimagneten besitzen zwei magnetische Zentren, deren Magnetismus verschieden stark ist und in entgegengesetzte Richtungen zeigt. Zweidimensionale, quasi...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Meeresschutz im Fokus: Das IASS auf der UN-Ozean-Konferenz in New York vom 5.-9. Juni

24.05.2017 | Veranstaltungen

Diabetes Kongress in Hamburg beginnt heute: Rund 6000 Teilnehmer werden erwartet

24.05.2017 | Veranstaltungen

Wissensbuffet: „All you can eat – and learn”

24.05.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochspannung für den Teilchenbeschleuniger der Zukunft

24.05.2017 | Physik Astronomie

3D-Graphen: Experiment an BESSY II zeigt, dass optische Eigenschaften einstellbar sind

24.05.2017 | Physik Astronomie

Optisches Messverfahren für Zellanalysen in Echtzeit - Ulmer Physiker auf der Messe "Sensor+Test"

24.05.2017 | Messenachrichten