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Methoden zur Objektortung und Richtungspeilung

Thomas Voglhuber-Brunnmaier

Thomas Voglhuber-Brunnmaier

In der vorliegenden Arbeit werden drei verschiedene Verfahren zur Positionsbestimmung (Laufzeit-Verfahren, Differenzlaufzeit-Verfahren, GPS-Verfahren) und ein Verfahren zur Richtungspeilung vorgestellt. All diese Verfahren beruhen in unterschiedlicher Weise auf der Schätzung der Zeitverzögerung zwischen einem bekannten oder unbekannten gesendeten Signal und dem an einem bestimmten Ort empfangenen Signal. Besonderes Augenmerk wird dabei auf die Untersuchung der Fehlerfortpflanzung in Abhängigkeit der verwendeten Messanordnung und der relativen Position des zu ortenden Objektes zur Messanordnung gelegt. Daraus werden die Zuverlässigkeit der einzelnen Verfahren und die damit erzielbare Genauigkeit bestimmt.

  Mit Hilfe von statistischen Methoden und modellbasierten Annahmen der Schätztheorie werden die oben genannten Methoden simuliert. Analytisch formulierte Aussagen über die Abhängigkeit der Modelle von gewählten Parametern werden mit diesen Simulationen empirisch überprüft. Schlussendlich werden alle Verfahren zur Positionsbestimmung und zur Richtungspeilung im hörbaren Schallfeld praktisch umgesetzt, und die daraus erzielten Ergebnisse werden mit den analytischen Modellen und den Simulationsergebnissen verifiziert.

Abbildung 1: Konstellation bei Positionsbestimmung mit 8 Empfängern BS1 bis BS2 und einem sendenden Objekt nach dem inversen GPS-Prinzip (die orange Kugel stellt einen geschätzten Messoffset dar).

Abbildung 1: Object/receiver configuration for estimating the object position appying the inverse GPS method.
The orange sphere shows the messurement offset and BS 1 to BS 8 are the receiver elements.

Abbildung 2: Ein zur akustischen Richtungspeilung geeignetes kreisrundes Mikrofon-Array mit 8 Elementen.

Abbildung 2: Ein zur akustischen Richtungspeilung geeignetes kreisrundes Mikrofon-Array mit 8 Elementen.

März 2007