Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Positionsbestimmung indoor u. durch Wände


von Thomas H. (Gast)


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Hallo.
Ich bin derzeit am überlegen wie man am Besten eine Positionsbestimmung 
innerhalb von Gebäuden durchführen kann. Es geht dabei weniger um die 
genaue Position als eine Position X welche in ein Verhältnis zu anderen 
des Systems Positionen setzen kann.

Mit Hilfe dieser Positionsreferenz möchte ich Personen im Gebäude 
koordinieren. Meine erste Idee war eine Funkpeilung via Laufzeitmessung 
und drei Sendern bzw. Empfängern, welche um das Gebäude verteilt werden. 
Es wäre theoretisch eine genaue Bestimmung möglich, allerdings werde ich 
wohl als Hobbybastler keine so genaue Messung / Berechnung hinbekommen. 
Deutlich mehr stören mich auch die äußeren Einflüsse wie Wände 
(verschiedene Materialien), elektrische Geräte (Störfelder) usw. Auch 
ist mir noch nicht eingefallen wie es am "sinnvollsten" wäre die 
Kommunikation durchzuführen.

1) Die drei Sender  Empfänger sende alle X Sekunden einen Ping an die  
den "Träger" und dieser Antwortet mit der Verzögerung des 
Signalempfangs.

2) Der "Träger" sendet alle X Sekunden einen Ping welcher von den drei 
Empfängern verrechnet wird.

Das ganze könnte man über zusätzliche Sensoren beim 'Träger' genauer 
machen. Wie zum Beispiel durch Beschleunigungssensoren und Gyros 
ebenfalls soll die ganze Anwendung relativ Temperaturunempfindlich sein 
und einen geringen Stromverbrauch aufweisen.
Zur ersten Umsetzung und zum Prototyping hatte ich an günstige 
Funkmodule von Pol gedacht. Diese werden inzwischen ja für verschiedene 
Frequenzbereiche angeboten. Reichen diese Module bzgl. der 
Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit für ein solches System aus?

Welches Frequenzband sollte ich verwenden?

1) 433MHz
-Stark genutzt(?) also viele Störquellen
2) 868 MHz
- Nur wenige (1?) Kanäle in denen ein höherer Duty-Cycle erlaubt ist
3) 2,4 GHz
-Geringere Reichweite(?)

von Stefan (Gast)


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Hallo,

was träumst du da ???
Funkmodule, Laufzeitmessungen, das wird bei halbwegs genaueren 
Überlegungen nie das Reich der Träume verlassen !!!

von mr radar (Gast)


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Eher noch kannst du das über die feldstärke machen. Du drehst dabei bei 
jeder Messung die Sendestärke von dem Modul hoch und die Empfänger 
merken sich, wie viele Fehler bei jeder übertragung auftauchen. Das 
ganze muss Statistisch ausgewertet werden, dann haste einen Richtwert 
für die Entfernung bzw Anzahl der Mauern, die dazwischen sind. Wenn du 
ein hinreichend genaues Modell von deinem Haus hast und du 
kontinuierlich trackst evtl mit zusätzlichen Sensoren, könnte es hinhaun

von Werner (Gast)


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mr radar schrieb:
> Wenn du
> ein hinreichend genaues Modell von deinem Haus hast und du
> kontinuierlich trackst evtl mit zusätzlichen Sensoren, könnte es hinhaun

Das Modell müßte "nur" noch die Beeinflussung der Signalstärke 
(Signalabstrahlung) durch die Orientierung der Person berücksichtigen, 
die den Transponder trägt ;-)

von wosnet (Gast)


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Ich würde das 5.8 GHz-Band nehmen, dort gibt es 150 MHz Bandbreite. 
Damit wäre eine FMCW-Positionierung mit theoretisch 2 m Genauigkeit 
möglich.
Da mir aber kein fertiges FMCW-Frontend in diesem Frequenzband bekannt 
ist, müßtest Du das selber bauen.
Alternativ kann man sich mal Positionierungssysteme von Ubisense (2.4 
GHz) oder Symeo (5.8 GHz) anschauen, die sind für sowas gedacht.

von Rene S. (Firma: BfEHS) (rschube)


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von Klaus (Gast)


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Hmmm...
Klingt sehr interessant, allerdings wird es wohl nicht genau genug 
umsetzbar sein.
Es gab da mal eine Lösung mit RFID welche über einige Meter Reichweite 
sehr genaue Ergebisse lieferte. Stefan... dein Kommentar ist sowas von 
nutzlos. Warum sparst du nicht deine und unsere Zeit indem du dann 
lieber auf die Gesprächsteilnahme verzichtest?

Ist der Raun bekannt oder unbekannt?
Warum sollte es unmöglich sein? Die drei Empfänger via GPS syncr. und 
die Differenzen der Auffangzeit zur Triangulation nutzen. Ist natürlich 
relativ störanfällig und zeitkritisch. Hat das schonmal jemand probiert? 
ist es denn wirilich so ungenau?

MfG

von Udo S. (urschmitt)


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Klaus schrieb:
> Die drei Empfänger via GPS syncr.
Indoor?

Klaus schrieb:
> und die Differenzen der Auffangzeit zur Triangulation nutzen.
Welche zeitliche Auflösung brauchst du dazu. Rechne mal.

Schon mal über Reflexionen in dem Gebäude nachgedacht?

Klaus schrieb:
> Stefan... dein Kommentar ist sowas von nutzlos.
Die Wahrheit tut halt manchmal weh.

Ich schliesse mich Stefan an daß das mit Hobbymitteln und Funk ziemlich 
unmöglich sein dürfte.
Vieleicht am ehesten mit mehreren Emfängern pro Raum und 
Kurzstreckenfunk. Dann Triangulation pro Raum.

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Langwelle wäre wohl noch am ehesten geeignet, weil da die Reflexionen 
länger wären als die Abmessungen des Gebäudes. Allerdings ist natürlich 
die Laufzeitbestimmung im Nanosekundenbereich und damit nahezu 
unmöglich. GPS funktioniert in Gebäuden recht unzuverlässig und scheidet 
daher aus.
(Ultra-) Schall hingegen wäre von den Laufzeiten handhabbar, scheitert 
allerdings an den Raumreflexionen. Ich sehe da keine hinreichend genaue 
Lösung...

von Fiction (Gast)


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Thomas H. schrieb:
> Mit Hilfe dieser Positionsreferenz möchte ich Personen im Gebäude
> koordinieren.

wir kommen dem überwachten ferngesteuerten Cyborg näher.

von Thomas H. (Gast)


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Vielen Dank erstmal für die ganzen Kommentare.

Das Projekt sollte eigentlich bei der freiwilligen Feuerwehr eingesetzt 
werden um zusammen mit Sensoren Räume zu markieren und die Bewegung der 
einzelnen Trupps zu koordinieren.
Ich war mir der Schwierigkeit bewusst, doch klingt es beinahe wie eine 
Unmöglichkeit.

Geplant war am Einsatzort drei Empfänger aufzustellen welche sich 
abgleichen und die genaue Uhrzeit via GPS abfragen (pro Sender ein 
Modul). Jetzt bekommt jeder Trupp einen Sender und geht in das Gebäude. 
Durch Laufzeitmessung und Triangulation hatte ich gehofft die Position 
errechnen zu können.

Ein weiteres Problem liegt darin begründet, dass keine Sensoren im 
Gebäude aufstellbar sind welche als Referenz dienen könnten... ;)

Ich hoffe alle Klarheiten beseitigt zu haben. Danke für diese angeregte 
Debatte.

von Reinhard Kern (Gast)


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Hallo,

ich nehme mal an, es geht nicht um den jährlichen Feuerwehrball, sondern 
um ein brennendes Haus - damit scheiden Schall und Licht schon gleich 
aus.

Ausserdem frage ich mich, was die Position nützen soll, selbst wenn sie 
ermittelt werden könnte - habt ihr von jedem zu löschenden Gebäude die 
Grundrisse der verschiedenen Stockwerke zur Hand? Nebenbei bemerkt 
entscheiden weniger als 50 cm, ob jemand vor oder hinter einer Wand 
steht und damit ev. über Leben und Tod. Das sicher festzustellen ist 
völlig unmöglich.

Gruss Reinhard

von wosnet (Gast)


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Zu dem Thema läuft seit ca. 2 Jahren ein EU-Forschungsprojekt 
(http://www.e-sponder.eu), beinhaltet auch die Positionierung von 
Einsatzkräften.

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