WLAN-Holografie für Industrie 4.0 3D-Umgebungsbilder aus WLAN-Signalen

An der TU München wurde ein Holografie-Verfahren entwickelt, das mit Schmalband-Mikrowellenstrahlung funktioniert. Angewendet auf die Signale von WLAN-Routern lassen sich 3D-Bilder der Umgebung erzeugen – und zur Teile- und Gerätelokalisation in automatisierten Industrieanlagen nutzen.

Die optische Holografie ist schon lange bekannt. Die theoretischen Grundlagen legte in den 1940er Jahren der ungarische Ingenieur Dennis Gábor und erhielt 1971 den Nobelpreis für seine Leistungen. Die Prinzipien hinter der Holografie konnten Wissenschaftler der TU München nun auf Schmalband-Mikrowellenstrahlung übertragen. Angewendet auf die Signale eines WLAN-Routers lässt sich das Abbild eines gesamten Raumes rekonstruieren, erklärt Friedemann Reinhard, Leiter der Emmy Noether Forschungsgruppe für Quantensensoren am Walter Schottky Institut der TU München. Damit unterscheidet sich die entwickelte Holografie-Methode von der bereits bekannten Präsenzdetektion, die auch über Auswertung der WLAN-Signale möglich ist, aber keine hohe Ortsauflösung erlaubt.

Anwendungsmöglichkeiten für die WLAN-Holografie sehen die Forscher im Bereich der Teile- und Gerätelokalisierung in automatisierten Fabrikanlagen. Über viele, in einer Fertigungshalle installierte WLAN-Router könnte die Verfolgung eines Werkstücks über die gesamte Fertigungslinie möglich sein. Werden dafür handelsübliche Router oder auch Smartphones genutzt, die in den Frequenzbändern von 2,4 oder 5 Gigahertz senden, liegt die Ortsauflösung bei einigen Zentimetern. Mit zukünftigen Standards, wie dem IEEE 802.11 mit 60 Gigahertz werden auch Auflösungen im Millimeterbereich möglich sein, prognostiziert Philipp Holl von der TU München.

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WLAN-Holografie für die Industrie 4.0:

Funktionsprinzip, Ergebnis und Ausblick.

Die Forschungsarbeiten stehen erst am Anfang. In naher Zukunft wird mit der Methode sicherlich kein Blick in fremde Schlafzimmer möglich sein, erklärt Reinhard. Die nächsten Schritte werden darin bestehen, die Erkennung von schwach streuenden Strukturen zu verbessern und Materialien auf ihre Transparenz für Mikrowellenstrahlung zu klassifizieren.

Die Original-Publikation ist in der Fachzeitschrift Physical Review Letters erschienen und wurde frei zugänglich veröffentlicht.