Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sensor+Test 2012: Navi fürs Einkaufszentrum

03.05.2012
Mit einem GPS-Empfänger im Smartphone kann man sicher durch die Straßen navigieren. In einem Gebäude aber hilft er nicht weiter.

Fraunhofer-Forscher haben deshalb zusammen mit der Firma Bosch und anderen Partnern ein Navigationssystem für Innenräume entwickelt. Dank einer pfiffigen Kombination von Sensoren erfasst das Modul im Detail die Bewegung und Position des Nutzers. Auf der Messe Sensor+Test in Nürnberg zeigen die Forscher vom 22. bis 24. Mai 2012 live, wie die neue Innenraum-Navigation funktioniert.


Auf dem Bildschirm wird das virtuelle 3D-Innenraummodell des Gebäudes angezeigt. Der Standort und die zurückgelegte Strecke sind in der Karte eingezeichnet. © Fraunhofer IPA


Das Sensormodul ist kaum größer als ein Fingernagel (schwarzes Quadrat in der Mitte). © Fraunhofer IPA

Ein Smartphone mit GPS-Funktion ist eine feine Sache. Es navigiert seinen Besitzer sicher durch die Straßen einer fremden Stadt. Am Ziel angekommen, ist es mit der Orientierung aber allzu oft vorbei, denn sobald man ein Gebäude betritt, reißt der Kontakt zu den GPS-Satelliten ab. Dann steht man verloren da – im weitläufigen Messezentrum oder in einer verzweigten Shopping-Mall. Wie hilfreich wäre es, dachte sich Harald von Rosenberg, wenn das Smartphone in solchen Momenten flugs auf ein Innenraum-Navi umschalten und den Weg durch Ladenzeilen und Treppenhäuser weisen könnte?

Dass das durchaus möglich ist, hat der Projektleiter für »Bewegungskontroll-systeme« vom Stuttgarter Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA jetzt in dem Kooperationsprojekt »MST-Smartsense« des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gezeigt – gemeinsam mit den Firmen Robert Bosch GmbH, Bosch Sensortec GmbH, Binder Elektronik GmbH, AEMtec GmbH, Sensitec GmbH sowie der Fraunhofer-Einrichtung für Modulare Festkörper-Technologien EMFT und den Fraunhofer-Instituten für Zuverlässigkeit und Mikrointegraition IZM und für Elektronische Nanosysteme ENAS. Die Partner haben ein Sensormodul für die Navigation in Innenräumen entwickelt, das nur so groß wie ein Fingernagel und damit für den Einsatz in einem Smartphone prädestiniert ist.

Sensor erkennt Schrittlänge

Ähnlich wie herkömmliche Schrittzähler registriert das Modul, wie schnell und weit eine Person geht. Allerdings ist es sehr viel genauer und intelligenter als handelsübliche Geräte, denn es nimmt sogar die Marschrichtung des Nutzers wahr. »Ein so kleines Modul, das so viel kann, gab es bislang noch nicht«, sagt von Rosenberg. Einfache Schrittzähler müssen zunächst programmiert werden. Die Körpergröße, die Schrittlänge, all diese Daten muss der Nutzer vor dem Loslaufen einspeichern, damit der Apparat korrekt zählt. Das ist vor allem dann störend, wenn mehrere Personen denselben Zähler benutzen. Zudem arbeiten herkömmliche Geräte nicht wirklich genau. Anders der neue Navigationssensor aus Stuttgart: In dem winzigen Modul sitzen gleich mehrere Sensoren, deren Informationen miteinander verrechnet werden.

Dazu gehören ein Beschleunigungssensor, der die Bewegung des Körpers registriert und ein Magnetfeldsensor, der die Ausrichtung des Körpers durch dessen Lage zum Erdmagnetfeld misst. Beides zusammen ergibt ein sehr genaues Bewegungsmuster. »Sensorfusion« nennt von Rosenberg eine solche intelligente Kopplung mehrerer Sensoren. Faszinierend ist, dass das Modul nicht auf den Nutzer abgestimmt werden muss. Es erkennt, ob dieser lange Beine hat oder eher Trippelschritte macht. Möglich ist das, weil von Rosenberg die Software zunächst mit Schrittmustern verschiedener Personen trainiert hat. Der Sensor registriert damit sofort, wie eine Person läuft und kann die Schrittlänge exakt einschätzen.

Display zeigt ideale Marschroute an

Natürlich funktioniert ein Innenraum-Navi nur, wenn es das Gebäude kennt. Zu diesem Zweck sollen Smartphones künftig automatisch dreidimensionale Gebäudepläne aus dem Internet herunterladen. Diese werden mit dem Sensormodul gekoppelt, sodass die aktuelle Position auf dem Smartphone angezeigt wird. Mehr noch: Auf dem Display erscheint auch die ideale Marschroute. Gebäudepläne ließen sich automatisch aufs Mobilfunkgerät spielen, sobald man das Haus betritt. Möglich wäre es auch, auf einem Lageplan am Eingang des Gebäudes einen zweidimensionalen QR-Code anzubringen. Nutzer könnten diesen dann mit ihrem Smartphone abfotografieren und die entsprechende Karte laden.

Und noch etwas zeichnet das neue Sensormodul aus. Es besitzt einen eigenen kleinen Mikrocomputer, der die Sensormesswerte in klare Daten umsetzt – etwa eine Gradzahl für die Blickrichtung oder eine Streckenlänge. Diese können direkt vom Smartphone genutzt werden. Herkömmliche Sensoren produzieren hingegen nur simple Rohwerte, die ein weiterer Prozessor in diskrete Daten umrechnen muss. »Anders als üblich, kann der MST-Smartsense-Sensor damit ohne weitere Zusatzelemente direkt ins Smartphone oder Tablet eingebaut werden und Apps mit Informationen versorgen«, sagt von Rosenberg. Da das Sensormodul autark arbeitet, beansprucht es keine Rechenkapazität auf dem Bordprozessor des Smartphones. Es nutzt seinen eigenen kleinen Prozessor, der deutlich weniger Strom benötigt. Das schont den Akku des Geräts.

Ein Demonstrator des neuen Innenraum-Navis ist auf der Messe Sensor+Test 2012 vom 22. bis 24. Mai in Nürnberg auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 12, Stand 202 zu sehen. Zudem werden die IPA-Forscher ein weiteres Beispiel einer gelungenen Sensorfusion präsentieren: ein Navigationsmodul für Roboter und mobile Messsysteme, das nach dem Vorbild des menschlichen Auges seine Position durch ein Kamerabild zusätzlich absichert.

Harald Rosenberg | Fraunhofer-Institut
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2012/mai/navi-fuers-einkaufszentrum.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Fraunhofer HHI mit neuesten VR-Technologien auf der NAB in Las Vegas
24.04.2017 | Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut, HHI

nachricht Fraunhofer IDMT auf der Prolight + Sound 2017: Objektbasierte Tonmischung wird noch einfacher!
03.04.2017 | Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Im Focus: Wonder material? Novel nanotube structure strengthens thin films for flexible electronics

Reflecting the structure of composites found in nature and the ancient world, researchers at the University of Illinois at Urbana-Champaign have synthesized thin carbon nanotube (CNT) textiles that exhibit both high electrical conductivity and a level of toughness that is about fifty times higher than copper films, currently used in electronics.

"The structural robustness of thin metal films has significant importance for the reliable operation of smart skin and flexible electronics including...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

Forschungsexpedition „Meere und Ozeane“ mit dem Ausstellungsschiff MS Wissenschaft

24.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik

Digitalisierung bringt Produktion zurück an den Standort Deutschland

25.04.2017 | Wirtschaft Finanzen