Entwicklung eines ultraschallbasierten Entfernungsmeßsystems zur Bodenprofilanalyse für eine Laufmaschine

• Applicant: Dr.-Ing. Klaus Werner Jörg
• Subject Area: Mechanics and Constructive Mechanical Engineering
• Term: from 1999 to 2002
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5186830

Vor dem Hintergrund der sicheren Beinplazierung einer Laufmaschine setzt sich das beantragte Projekt die Extraktion von Bodenprofilen mittels Ultraschallsensoren zum Ziel. Dazu soll zunächst ein aus vier Ultraschallsensoren bestehendes, neuartiges Sensorsystem realisiert werden, welches in der Lage sein muss, mit allen vier Sensoren simultan zu messen. Als Voraussetzung hierzu muss jeder Ultraschallsensor in der Lage sein, eigene Echos zu identifizieren. Dies ist aber nur dann möglich, wenn sich die Sendeimpulse der Sensoren signifikant unterscheiden. Mit einem konventionellen Ultraschallsensorsystem ist dies nicht möglich, da die Ultraschallsensoren alle mit der gleichen Frequenz arbeiten. Wird jedoch anstatt eines konventionellen Sendeimpulses pro Ultraschallsensor ein individueller Pseudo-Random-Code verwendet, dann ist jeder Sensor prinzipiell in der Lage, in dem detektierten Echo seine eigenen Signalanteile zu erkennen. Darüber hinaus ist jeder Sensor dann in der Lage, Signalanteile der anderen Sensoren zu identifizieren, wenn er deren Pseudo-Random-Codes kennt. Die Verwendung derartiger Codes bringt gegenüber dem Einsatz konventioneller, festfrequenter Sendeimpulse in Verbindung mit geeigneten Algorithmen zur Signalverarbeitung erhebliche Vorteile. Neben einer besseren Entfernungsauflösung lässt sich durch Triangulation vor allem die Richtungsauflösung signifikant verbessern. Dies sind essentielle Voraussetzungen zur Gewinnung von Bodenprofilen aus Ultraschalldaten.

• DFG Programme: Priority Programmes
• Subproject of: SPP 1039: Autonomes Laufen