Entfernungsmessung per Funk

Radar

Radar wir nur schön funktionieren, wenn die Funkwellen reflektiert 
werden. Ein Panzer aus Pappe wäre da ein schlechtes Beispiel.

Es gibt auf fertige Laserentfernungsmesser.

Mit Radar geht das schon. Zur Not klebt man ne Alufolie auf den 
Papppanzer. Für reine Entfernungsmessung bietet sich ein FM-CW Radar an. 
Da hat man dann auch nicht das Problem schnell von Senden zu Empfangen 
umschalten zu müssen. Evt. kann man sogar das empfangene Signal direkt 
an der Antenne mit dem (starken) Sendesignal via Diode mischen um so den 
Frequenzversatz direkt zu bestimmen. (Spart man sich gleich noch den 
Richtkoppler, Mischer usw.) Man muss dann zwar ein Sägezahnförmige 
Frequenzmodulation verwenden um durch die Spiegelfrequenzen keine 
Mehrdeutigkeit zu bekommen und entsprechende Vorkehrungen (Austastung) 
beim Frequenzsprung treffen aber das ist alles leicht in Software zu 
machen weil das Empfangssignal ja im Hz-Bereich liegen wird.

Viele Grüße,
 Martin L.

Das Ziel ist den Abstand zu einem "Sender" zu tracken bzw zu messen wo 
in einem Feld von ca 50*100m sich diese Person aufhält. Das ganze ist 
für ein Kunst-Projekt (Installation) in einer Halle (oder ev. draussen) 
und muss leider relativ genau und kontinuierlich erfolgen. Potentiell 
mehrere Personen würden solche Sender tragen.

Wie gesagt müsste ich das nicht komplett bauen - eine Idee an wen ich 
mich wenden könnte wäre mir schon genug. Es wird für das Projekt ein 
Budget geben und ich möchte rausfinden: 1) ob sowas zu machen ist 2) was 
es kosten würde.

-mj

Mehrere? Machs mit einer GPS-Maus, die ihre Daten zB. per Bluetooth an 
die Basis meldet. Die hat dann auch noch einen GPS-Empfänger als 
Referenz und kann die Differenz rausrechnen. Geht alles im wesentlichen 
mit Standardkomponenten und etwas Low-End-Bastelei.

Habe ich das richtig verstanden, dass Du den <Abstand> <mehrere Sender> 
<von einem Punkt aus> in einem Feld von <50x100m> kontinuierlich mit 
einer Genauigkeit von <1%> messen willst? Gfg. sogar in einer Halle?
Das einzige was mir dazu einfällt ist DGPS aber das funkioniert nicht in 
Innenräumen - jedenfalls nicht mehr mit der Genauigkeit.
Das Hauptproblem ist nämlich, dass es bei allen Messungen die auf 
Laufzeit von elektromagnetischen Wellen beruhen zu Reflektionen an 
Wänden/Gegenständen usw. kommen kann. Das verfälscht die 
Entfernungsangabe (das Objekt ist dann für den Sensor scheinbar weiter 
weg) oder macht sie ganz unmöglich wenn die Signale verschiedene Wege 
nehmen. (Z.b. den direkten und einen reflektierten)
Man kann sich auch nicht darauf verlassen, dass das stärkste Signal 
immer den direkten Weg gewählt hat. Wenn z.B. ein Mensch im direkten Weg 
stand ist das von der Wand reflektierte u.U. stärker.
Was geht ist eine optische Überwachung von oben. Man hängt also weit 
oben eine Kamera auf und lässt die mit hilfe einer geeigneten 
Bildverarbeitung die Menschen lokalisieren und tracken. Problematisch 
wird es immer dann, wenn zwei Menschen sich zu nahe kommen und der 
Computer nicht mehr weiß welcher Mensch jetzt in welche Richtung 
gegangen ist. Dann muss sich der Student ransetzen und dem Computer 
helfen. (So macht man es z.B. bei Fussballspielen um die Laufstrecke 
usw. der einzelnen Spieler zu berechnen.)
Kurz zusammengefasst: Deine Anforderungen liegen einem Problem zugrunde 
was bis heute noch nicht zufriedenstellend gelöst worden ist.

Viele Grüße,
 Martin L.

PS: Du hast noch keinen Zeitrahemn geschrieben. Ich will über dieses 
bzw. ein ganz ähnliches Thema meine Diplomarbeit schreiben :)

NanoLOC ist eine Art FM-CW Radar, nur mit einem aktiven Transponder. Die 
Probleme der Mehrfachreflektion bleiben aber trotzdem.

Viele Grüße,
 Martin L.

Hast du die Möglichkeit auf dem "Spielfeld" Kabel zu verlegen (dünn, 
z.B. unter einem Teppich)? Wenn ja, würde ich über eine Lösung nach dem 
Prinzip des Grafik-Tabletts nachdenken. Eine Maschenweite von 1 x 1 
Meter dürfte locker genügen.

Wenn man die Matrix nicht unter dem Fußbodenbelag legen kann, dann 
vielleicht über den Köpfen aufhängen? Entweder an den Hallenwänden ode 
an aufgestellten Masten. Lässt sich evtl. mit Deko-Elementen (Himmel?) 
oder Beleuchtung kombinieren bzw. kaschieren.

Frank

Danke für die Links erstmal...

Hab mir Nano-Loc angeschaut - sind ja 2.4Ghz Module mit 
Laufzeitenmessung - Leider zu ungenau 1-2m max also eher 2-3m. Ich hab 
irgendwo andere gesehen (glaube bei TI - CC2431 oderso?) die hatten laut 
spec eine max Genauigkeit von 30cm im Mesh. (warscheinlich weil sie 
mehrere Messungen machen?)

Leider alles nicht genau genug...

Der Vorschlag mit den Kabeln ist leider nicht praktikabel - aber eine 
interessante Idee!

Das absolute Minimalziel ist folgendes:
Was wäre wenn ich nur eine Person erfassen wollte und auch noch grob die 
Richtung kennen würde (zB. für eine Richt-Antenne)? Sollten nicht 
Reflektionen eh kein Problem sein, da immer das erste Signal dasjenige 
ist was den direkten Weg zurück-gelegt hat?

Mit Laser wäre das Problem gelöst, allerdings will/kann ich keinen Laser 
auf arglose Personen richten, vor allem da wir die Position des Kopfes 
vermessen wollen :-(.

Danke für die Hilfe!

Du brauchst im Prinzip 2-3 RDF units, welche einen einfachen Trasmitter 
tracken. z.B. ein RF12B, und dann mittels Triangulation ausrechnen.
Mit 4 RDF units kannst du auch Fehlmessungen ausschließen, ev. auch
5 oder 6, sind also 4-12 Antennen.

Im "Prinzip" würde das gehen - nur wie praktikabel ist das?

Meine (amateurhafte) Recherche hat mich zum Schluss gebracht, dass eine 
Richtungsbestimmung nur mit ca 5 Grad genauigkeit zu machen ist (ca. 9%) 
- und dass ich jeweils eine mechanische Komponente brauche welche die 
Antennen dreht?


-mj

Hier das Prinzip, http://home.att.net/~jleggio/projects/rdf/tdoa2.htm
Das ist Analog, man dreht, bis man keinen Ton mehr höhrt.
Man kann aber mittels uC auch die resultierende Frequenz auswerten,
und damit bekommt man dann einen Vector, ohne die Antenne drehen zu 
müssen.
Dieser Vector kann zwei Richtungen haben, mit einer dritten Antenne 
könnte
man auch die Richtung bekommen, aber generell nimmt man lieber 4 
Antennen,
und schließt die als 2 RDU an, wobei man dann auch kurzzeitig Antenne 
wechselt, um so eine komplette Triangulation machen zu können.

Ortung klingt interessant. Frage dabei ist, ob Reflektionen auftreten, 
die zu Fehlern bei der Messung führen könnten. Dann sind Klimmzüge mit 
Software gefragt.

Ja, deshalb habe ich auch von mehreren units gesprochen, die wie auch 
GPS gegeneinander korreliert werden, um Fehlmessungen zu vermeiden. Mit 
zwei RDF bekommt man eine Position. Mit 3 bekommt man eine Position und 
erfährt auch die Genauigkeit der Messung, bzw kann den ungenauesten 
Vector verwerfen, mit mehr erhöht sich die Genauigkeit, wie beim GPS.
Eventuell kann man sich auch noch eine aktive Peilung machen, zu den
einzelnen Antennen, was dann die Genauigkeit nochmals erhöhen würde.

Wenn die Personen sich in einer Halle bewegen wäre eine Kamera mit 
Bildverarbeitung von oben ein Möglichkeit.

Mit Laser gibt es auch fertige Lösungen. Leica Tracking Systeme z.B. 
Wenn es ein Kunstprojekt ist würde ich mal wg. Sponsoring dort anfragen.

Wenn es Funk sein soll gibt es die Möglichkeit den Phasenwinkel zwischen 
zwei Antennen zu messen. Ist robuster als eine Zeitmessung.

Ja, das ist das Prinzip des RDF.

Sorry für das Doppel, nicht gelesen