Entwicklung eines lokalen Positionierungssystems für den Indoor-Bereich unter Verwendung von künstlich erzeugten Magnetfeldern (MILPS-2)
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Seit einigen Jahren wird intensiv an der Entwicklung von Systemen zur automatischen Positionsbestimmung in Gebäuden (Indoor-Positionierung) geforscht. Verschiedene Technologien wie Ultraschall, Funk (z.B. WLAN, UWB, RFID), Inertialsysteme, optische und bildgebende Verfahren sowie hybride Lösungen werden aktuell zur Innenraumlokalisierung von Objekten und/oder Personen untersucht. Die existierenden Systeme stoßen im Gebäude derzeit jedoch schnell an ihre Einsatzgrenzen. So treten beispielsweise bei Systemen, die elektromagnetische oder Schallwellen zur Signalübertragung zwischen Sender und Empfänger nutzen Signalausbreitungsfehler (z.B. Multipath, Signalabschattungen oder erhöhtes Rauschen) im Innenraum auf, wodurch die Positionsbestimmung negativ beeinflusst wird. Im vorliegenden Projekt wird ein neuartiges System für die 1D-, 2D- und 3D-Positionierung im Innenraum entwickelt und untersucht. Das auf künstlichen Magnetfeldern basierende System unterliegt keinerlei Multipatheffekten und Abschattungen in Gebäuden, so dass eine Lokalisierung auch in schwierigen Innenraumumgebungen ermöglicht wird. Für die experimentellen Arbeiten mit einem Demonstrator wurden eigens hergestellte Spulen sowie kommerzielle Magnetfeldsensoren untersucht. Derzeit kann eine Positionierungsgenauigkeit unter 0,5 m (=mittlere Abweichung zur Soll-Position) unter Verwendung von drei Spulen und einem industriellen Magnetfeldsensor in einem 15 x 15 m großen Messareal erreicht werden. Mit größeren Spulen, die zudem höhere Stromstärken und damit deutliche Reichweitenerhöhung erlauben, ist es möglich ein Gebäude mit einer geringen Anzahl von Spulen vollständig abzudecken. Basierend darauf werden Anwendungsszenarien denkbar, bei denen die Spuleninfrastruktur vor einem Bauwerk ausgebracht wird, um bspw. die Personenortung im Bauwerk zu ermöglichen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- (2017) Platform Architecture for Decentralized Positioning Systems. Sensors (Basel, Switzerland) 17 (5)
Kasmi, Zakaria; Norrdine, Abdelmoumen; Blankenbach, Jörg
(Siehe online unter https://doi.org/10.3390/s17050957) - Lokalisierung mit Magnetfeldern – Ein robustes Positionierungssystem für Indoor-Szenarien. Geomatik Schweiz, Fachzeitschrift für Geoinformation und Landmanagement; Scherz, Schweiz: SIGImedia A, ISSN: 1660-4458, -112 (2014), 6, S. 268-271
Blankenbach, J.; Norrdine, A.
- Towards a Decentralized Magnetic Indoor Positioning System. Sensors 2015, 15, 30319-30339
Kasmi, Z.; Norrdine, A.; Blankenbach, J.
- Positionierung in Gebäuden auf Basis künstlich erzeugter Magnetfelder, avn, Heft 07/2010
Blankenbach J.; Norrdine, A.
- Indoor-Positionierung mit künstlichen Magnetfeldern, Von der Innenraumpositionierung zu standortbezogenen Diensten in Gebäuden, ZfV, Heft 1/2013
Blankenbach J.; Norrdine, A.
- (2015): Magnetic Indoor Local Positioning System. Book chapter, In: Kamini (eds.): Indoor Wayfinding and Navigation, CRC Press, Boca Raton, ISBN 978-1-4822-3085-7, pp. 53-80
Blankenbach, J.; Norrdine, A.
- (2016): A novel method for overcoming the impact of spatially varying ambient magnetic fields on a DC magnetic field-based tracking system, Journal of Location Based Services, 10(1):3-15
Norrdine, A.; Kasmi, Z.; Blankenbach, J.
(Siehe online unter https://dx.doi.org/10.1080/17489725.2016.1170898)
