Hi, ich habe ein etwas kniffeliges Problem zu lösen. Also ich habe folgende Situation: Es gibt eine Person, die mit einem kleinen Funksender ausgestattet ist, und sich duch einen Raum bewegt. (Nur zur Info: Der Raum ist vielleicht 25*50 Meter gross. Jetzt soll die Position der Person (bzw. in dem Falle des Senders) ermittelt werden. Ich dachte mir, dass ich mehrere Empfänger dafür einsetzen könnte, die mir die Position berechnen. Das Problem ist nur, dass ich ja den Winkel kennen muss, in dem das Signal auf den Empfänger trifft. Die Geschwindigkeit der Person ist variabel. Sie kann mal nur stehen, und zwischendurch auch rennen. Gibt es solche Empfänger, die das können? Am liebsten wäre mir irgendeine stationäre Lösung, die keine bewglichen Antennen braucht. Ich freue mich schon auf eure Ideen!
Das müsste doch auch ohne Winkelmessung gehen - in jede Ecke des Raums einen Empfänger und die Signalstärken vergleichen. Rund um jeden Empfänger einen virtuellen Kreis ziehen, dessen Radius der Signalstärke entspricht - im Schnittpunkt der Kreise aller Empfänger sitzt der Sender ... Präzisere Systeme arbeiten mit Laufzeituntersuchung, das ist aber wohl auf dem Funkweg wegen der sehr kurzen Distanzen kaum realisierbar. Da wäre ein Ultraschallsender geeigneter, da sich Schall deutlich langsamer ausbreitet als elektromagnetische Wellen.
Im Fussballbereich versucht die FA. Cairos sowas mit Mikrowellen... www.drin-isser.de/board/archive/4695/thread.html
Hi, das mit den Mikrowellen hört sich schon nicht schlecht an, allerdings ist es noch minimal teuer ;-) Mal angenommen ich habe 4 Empfänger in jeder Ecke des Raumes, und werte die Signalstärke des Funkes aus. Hätte ich dann nicht Probleme, wenn sich der Mensch dann umdreht, und so einem Empfänger den Rücken zu dreht? Dann würde das Signal ja schwächer, und damit der Wert falsch. Am liebsten wäre mir immer noch eine Möglichkeit den Winkel zu bestimmen. Allerdings ist mir bis jetzt noch nicht mal eine Idee dazu gekommen, wie sowas zu machen wäre. An sonsten wäre die Sache mit dem Ultraschall wohl das beste. Da werde ich mir mal Gedanken drüber machen. Allerdings noch eine Frage: Kennt ihr so leisungsfähige Ultraschallsender, die noch in einem solchen Raum funktionieren würden?
Ne möglichkeit wäre, du sendest alle 500µS einen Impuls. Dan mißt du wann das Signal bei den µC ankommt (eventuell einmal kallibrieren) Aus der DIferenz müßtest du die Position ermitteln können, wie genu das wird hängt vom Timer und von der Kalibirerung ab.
Wenn es nur eine Person in diesem Raum gibt könnte es auch mit Infrarot detektiert werden. Dann braucht die Person nicht einmal einen Sender tragen. Michael
wenn du einige und gute GPS empfaenngr hast kannst du sowas auch mit einer GPS Maus machen, die Poitions Daten schickst du dann per Funk an den Em Epfaennger je nach dem, wie genau es sein soll.. Die Meisten GPS Maeuse haben auch schon einen Funksender via Bluetooth nur k/a, ob da die Signale so weit reichen
Hi, @Michael: Leider sind im Raum mehr als eine Person, daher geht das mit IR nicht. Die GPS Mäuse sind soweit ich weiß alle nur BT Klasse 1. Damit habe ich dann nur 10m Reichweite, was etwas wenig ist.
> Ne möglichkeit wäre, du sendest alle 500µS einen Impuls. > Dan mißt du wann das Signal bei den µC ankommt (eventuell > einmal kallibrieren) > Aus der DIferenz müßtest du die Position ermitteln können, > wie genu das wird hängt vom Timer und von der Kalibirerung ab. Funkwellen breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit (300000 km/sec, genauer 299792458 m/sec) aus. Daraus resultiert eine Signallaufzeit für 1 m von gerade mal 3.3 nsec. So kurze Signaldifferenzen zu messen ist, äh, kompliziert. Zumal alle beteiligen µC exakt zeitsynchron laufen müssen - da sie aber ebenfalls einige Meter auseinanderpositioniert sein werden, ergeben sich allein durch die Signalstrecke größere Laufzeitunterschiede (eine Möglichkeit wäre ein zentral angebrachter Taktgenerator, der mit jedem µC durch exakt gleichlange Kabel verbunden wird). Das ganze würde durch die Verwendung akustischer Signale (Ultraschall) deutlich einfacher, da diese sich sehr viel langsamer ausbreiten.
Was hälst du von Ultraschall? Da kannst du locker mehrere Duzend Frequenzen vergeben. Michael
Mir fällt dazu als erstes nen Fuchsjagtempfänger ein, welcher sich im Wesentlichen durch eine richtungsempfindliche Rahmenspule als Antenne auszeichnet. Beispiel: http://home.t-online.de/home/guenther.fromhagen/80m_peilempfaenger.htm Mit zwei solchen Epfängern, wobei die Antennen 90° zueinander anzuordnen währen, und einer entsprechenden Signalauswertung sollte es möglich sein den Winkel der Richtung aus der das Sendesignal kommt ausreichend genau zu bestimmen. Kombiniert man nun zwei derartige Anordnungen, welche sich an sinnvollen Punkten auf der betrachteten Ebene befinden, müsste man nur noch den Schnittpunkt der beiden gemessenen Richtungen ermitteln und hätte damit die Position des Senders. Sicherlich hängt der Nutzwert dieser recht aufwändigen Anordnung stark von der Genauigkeit der Messungen ab, allerdings sollte diese in jedem Fall wesentlich höher sein als der Weg über die richtungsunabhängige Messung der Feldstärke, welche durch äußere Störungen und Meßungenauigkeiten leicht verfälscht werden kann. Zu der praktischen Durchfürbarkeit kann ich keine persönlichen Erfahrungen beitragen, allerdings hat man das Verfahren, wenn ich mich recht entsinne, früher in der Schiffahrt zu Positionsbestimmung verwendet. MfG Konrad
Eventuell eine Art "Radar": 2 Richtantennen drehen sich, und Du misst in welcher Antennenposition das Signal am stärksten ist.
Hi, @Flo: Das Radar ist warscheinlich etwas zu langsam für die Anwendung, weil ich damit die Bewegungen der Person "flüssig" aufzeichnen will. Es sei denn, ich schaffe es die Antenne irgendwie 20x in der Sekunde rotieren zu lassen. @Michael: Ultraschall wäre schon das beste, nur weiß ich weder wo ich die Sender noch die Empfänger für solche Strecken herbekommen soll. Die verschiedenen Frequezen wäre vielleicht später auch mal interessant.
Ich würde zu Ultraschall tendieren. Als leistungsstarke Sender eignen sich sicher auch Hochtöner, wie sie in Lautsprecherboxen verwendet werden. Als Empfänger reichen normale Ultraschallkapseln und einfache Verstärker. Damit könnte man dann z.B. alle 100ms ein Signal aussenden das mit einer eindeutigen Bitfolge moduliert wird die der Identifikation des Senders dient. In jeder Ecke des Raumes wird ein Empfänger montiert; anhand der Laufzeitunterschiede lässt sich die Position berechnen. 3 Empfänger müssten für eine 2D- bzw 4 Empfänger für eine 3D-Positionsbestimmung reichen.. bin nicht so ein Mathe-Genie ;) Die Formeln sind sicher nicht so trivial. Folgende Seite vielleicht noch als Anregung: http://www.bildarchivierung.com/gps/ Dort wird zwar mit mehreren Sendern und einem Empfänger gearbeitet, aber das Prinzip ist das gleiche.
Es gibt eventuell noch eine Möglichkeit um mit einem reaktiven Sender doch ein Funksystem aufzubauen. Das Problem ist ja die sehr geringe Signallaufzeit des Signals. Wenn du nun von der Messstation ein Signal sendest und es vom Sender beantwortest hast du die Laufzeit schon zweimal. Das wird aber noch nicht ausreichen, deswegen sendest du von der Basis ein Konstantes Signal und beantwortest es jedes Mal vom Sender. Am Ende musst du die im Empfänger das gesendete Signal mit dem Empfangenen durch ein xor Gatter schicken und hast somit nur noch die Signallaufzeit+ die Verzögerung von deiner Schaltung für die Reaktion. Das ganze kannst du dann über beliebig viele Zyklen aufaddieren und hast so ein Ergebnisse das sich dann Auswerten lässt. Ich hoffe man versteht es in etwa was ich meine. Signal vom der Auswerteinheit: -----_____-----_____-----_____-----_____-----_____-----_____ Antwort vom Sender der Person: -----_____-----_____-----_____-----_____-----_____-----___ Resultat nach xor: -____-____-____-____-____-____-____-____-____-____-____-____ das ganze dann aufaddiert oder Analog integriert: ------------ und durch die Anzahl der Zyklen geteilt ergibt es die Signallaufzeit. Natürlich musst du die Verzögerung durch deinen Antwortschaltung durch Kalibrierung herausrechnen. Das Problem beim Ultraschall ist das ein Körper den Schall recht gut schirmt und dadurch wohl Fehler durch Signalreflektionen von den Wänden entstehen.
Gibt es nicht auch ein Funkpeilsystem mit feststehenden Antennen, das irgendwie den Dopplereffekt nutzt? Das soll recht schnell sein. Hör dich doch mal in AFU-Kreisen um...
Ist der Dopplerefekt nicht nur für bewegte Objekte?? Dadurch ließe sich ein in Ruhe befindlicher Körper nicht orten. Verbessert mich wenn ich total falsch liege.
Hallo, zum Thema Ultraschall, habe da schon einiges gemacht. Sender war UST-40T und Empfänger UST-40R. Problem: Richtcharakteristik von Sender und Empfänger ist recht stark, Du müsstest also zielen. Reichweite: Mehr als 12m (vieleicht mit Rückenwind noch etwas mehr) war nicht drin. Konnte so mit Ultraschall mein Ziel nicht umsetzen. Prinzip war: Barken stehen am Rand des Bereichs (hätte mein Rasen sein sollen). Master sendet Adresstelegramm an Barke. Angesprochene Barke antwortet mit Puls. Laufzeit daraus ist Maß für Abstand. Wie gesagt, die erzielbare Reichweite reichte nicht, so ist mein Projekt sanft entschlafen. Bernhard
Hi, das ist natürlich dann schlecht, dann muss es doch irgendwie mit Funk gehen. Dann muss ich vielleicht wohl oder übel zwei drehende "Radar" Antennen haben, die immer die momentane Position bestimmen. Da muss ich mal sehen, ob das mit 10 Hz noch vernünftig geht.
Bei drehenden Antennen und einem Sender geht es wohl noch. Du mußt ja die Antennen nur minimal bewegen kannst sie ja immer nachführen. Geht halt leider nur bei einer Person. Aber die Lösung mit dem Funk werde ich mal ausprobieren wenn ich mal wieder etwas Zeit habe. Falls ich demnächst dazu komme schreibe ich dir meine Ergebnisse oder Misserfolge ;)
Zum Dopplerpeilen habe ich einmal etwas aufgebaut, aber ich denke, das der Aufwand zu hoch ist, außerdem machen die Reflextionen in Räumen große Probleme. Infos übder das Projekt von mir gibts unter http://free.pages.at/paddelsteffen/Data/Jufo_04_lang.pdf Schaltpläne auf Anfrage ( sind nicht wirklich aktuell) Hoffe geholfen zu haben
ich frage mich, wieso ihr alle so auf das mit dem funk setzt?? Wieso nicht GPS?? BT ok 10m etwas wenig (hatte da das BT Set von AVM im kopf mit 100m angeblich) aber es gibt doch sicher einzelne GPS empfaennger.. weis zwar nicht, was das kosten soll aber es gibt sicher einzelne BT empfaennger zu kaufen und den an einen µC angeschlossen das ganze dann an einen Sender (evtl mit Codierung) und ab damit zum PC.. sollte doch recht simpel sein Gruss Jens
..von der schlechten Auflösung einmal abgesehen, bei der die Position beim Empfang im Freien schon über 10m daneben liegen kann. Innerhalb eines Gebäudes sind die Positionsdaten dann ziemlich unbrauchbar, falls man überhaupt genügend Satelliten empfängt.
GPS ist definitiv unbrauchbar für den Zweck. Doppler-Effekt auch. Aber: kombinieren wir das ganze doch: Wie funktioniert GPS? Alle GPS-Satelliten senden auf derselben Frequenz, aber durch den Doppler-Effekt kann ein Empfänger jeden auf einer anderen Frequenz empfangen. Da sich hier aber der Sender nicht oder nur kaum bewegt, bewegen wir halt die Empfänger: wenn sich die Empfänger in einer horizontalen schnellen Schwingungsbewegung befinden, wird ein Festfrequenzsignal als frequenzmoduliertes Signal beim Emfänger ankommen und zwar proportional zum Sinus des Winkels zwischen Sender-Empfänger und der Schwingungsachse. An jeder Wand einen solchen Winkelmesser und Du hast ein überbestimmtes System, mit dem sich die Position recht präzise bestimmen lassen sollte. (Da die eigene Schwingungsfrequenz bekannt ist, kann man die Frequenzverschiebung durch Bewegung des Senders auch wieder herausrechnen.) Nachteil ist natürlich die Notwendigkeit einer Mechanik. Falls die Höhe des Senders gleich bleibt (für mich klingt das ja nach Roboterfußfall der MiddleSize League oder so), lassen sich die Sender exzentrisch auf eine rotierende Kreisscheibe montieren, das ist natürlich einfacher als eine Schwingung.
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