„Wo ist was“ – Verfolgung von Werkzeuge, Objekte und Menschen mit Hilfe von Low-Cost Systemen

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Dass beim Drehen eines Smartphones das Display in eine Breitbilddarstellung umschaltet oder die Spielekonsole eine Bewegung des Wii-Controllers zum richtigen Moment sensiert und als korrekten Tennisschlag interpretiert, sind mittlerweile weit bekannte Phänomene. Dass sich aber die gleiche Sensortechnologie auch zur Verfolgung von Werkzeugen, Objekten und Menschen in Gebäuden nutzen lässt, zeigen Projekte des Competence Center For Applied Sensor Systems (kurz: CCASS) der Hochschule Darmstadt.

 

Die Vorzüge der Technologie, die ursprünglich in Form von MEMS-Sensoren nur zur Airbag-Auslösung im Automobil oder zur Bildstabilisierung in Kameras eingesetzt wurde, liegen dabei auf der Hand: Die berührungslose und abschattungsfreie Messung, die Unabhängigkeit von einer kostenintensiven lokalen technischen Infrastruktur und das uneingeschränkte Arbeitsumfeld liefern in Kombination mit den verwendeten Low-cost-Sensoren eine interessante Alternative zum Stand der Technik in Form von kostenintensiven Trackingsystemen auf optischer, akustischer oder magnetischer Basis.

Grundprinzip der inertialen Low-Cost-Objektverfolgung ist eine Anordnung dreidimensionaler Beschleunigungs- sowie dreidimensionaler Drehratensensoren, die bei exakter Ausrichtung ein dreidimensionales Koordinatensystem mit insgesamt sechs Freiheitsgraden im Raum aufspannen. Ziel ist es dabei, die auf ein zu beobachtendes Werkzeug, Objekt oder Menschen linear einwirkenden Kräfte sowie Drehraten zu messen und aus diesen Sensorsignalen in Form von Beschleunigungs- und Drehraten-informationen durch numerische Integration die Positions- und die Orientierungsänderungen dreidimensional im Raum zu bestimmen.

Den Vorteilen der Anwendung von diesen Low-cost-Inertialsensoren gegenüber steht das Problem der sogenannten Sensordrift, das speziell bei günstigen und mikromechanisch gefertigten Sensoren zu beobachten ist. Dies hat zur Folge, dass die Positions- und Orientierungsgenauigkeit nur kurzfristig gewährleistet werden kann und die Fehler über die Zeit kumulativ anwachsen.

Zu den Pionieren auf diesem Technologiefeld gehört der heutige CCASS-Leiter Prof. Dr.-Ing. Markus Haid, der als Themenfeldleiter für Inertiale Objektverfolgung in der Fraunhofer Gesellschaft bereits im Jahr 2002 mit seinem Team wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Anwendung dieser Technologie für die Indoor-Navigation und Objektverfolgung forschte.

Seit kurzem arbeitet das CCASS eng mit dem Landesnetzwerk Mechatronik BW über seinen Innovationsmanager Sven Rogalski zusammen, um die erzielten Innovationen im Kontext von Industrie 4.0 und effizienter Gebäudetechnologien in marktfähige Produkte umzusetzen.

Interessenten können sich diesbezüglich an unseren Innovationsmanager Herrn Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Inf. Sven Rogalski wenden, um sich über die Möglichkeiten einer bundesgeförderten FuE-Kooperation zu informieren. Seine Mailadresse lautet: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!.