Big Brother: Lokalisierung von Personen und Objekten mit Funkwellen

Bislang wurden viele Versuche unternommen, Funkwellen neben der Kommunikation auch für die Lokalisierung von Personen und Objekten zu nutzen. Während sich dieses Verfahren im Bereich der Mobilkommunikation mittlerweile gut etabliert hat...

Bislang wurden viele Versuche unternommen, Funkwellen neben der Kommunikation auch für die Lokalisierung von Personen und Objekten zu nutzen. Während sich dieses Verfahren im Bereich der Mobilkommunikation mittlerweile gut etabliert hat, gibt es bei den Nahbereichsfunknetzen nur wenige Anwendungen. Für die meisten Anwendungen sind Genauigkeiten erforderlich, die im Bereich von einem Meter oder darunter liegen. Dies ist aber mit herkömmlichen Verfahren nicht zu erreichen. Ein neuer Ansatz unter Verwendung des neuen nanoLOC-Transceivers von Nanotron soll Abhilfe schaffen.

Die Verbindung von Lokalisierung und Identifizierung von Personen oder Objekten ist für viele Anwendungsbereiche von großem Interesse. Mit dieser Kombination lassen sich potentiell insbesondere logistische Prozesse sowie die Objekt- und Personenüberwachung revolutionieren.

Herkömmliche Systeme zur Identifizierung basieren entweder auf der optischen Erkennung (Bar-Code, 2DCode) oder auf RFID-basierten Verfahren. Diese setzen jedoch voraus, dass sich die Objekte in der Nähe eines Lesegerätes befinden. Trotz aller Fortschritte bei den RFID-basierten Systemen kann weiterhin maximal ein Abstand von einigen Dezimetern bis zu einigen wenigen Metern erreicht werden [1]. Folglich müssen in der Regel entweder Lesegerät oder Objekte bewegt werden, um die Identifizierung durchzuführen.

Auf der anderen Seite existieren Lösungen zur Lokalisierung bzw. zur Abstandsmessung, die in der Regel lichtbasiert arbeiten. Viele Systeme nehmen auch nur die Präsenz eines Objekts oder einer Person wahr. Musterbeispiele hierfür sind die meist infrarotbasierten Anwesenheitssensoren (Occupancy Sensor), wie sie in der Gebäudeüberwachung eingesetzt werden. Diese Systeme können dann aber nicht zur Identifizierung eingesetzt werden. In der Folge weiß man nur, dass sich ein Objekt oder eine Person in einer gewissen Entfernung befindet, aber nicht, um welches Objekt oder welche Person es sich handelt.

Eine gleichzeitige Unterstützung von Lokalisierung und Identifizierung in einem System kann die Grundlage für ortsbasierte Dienste, so genannte Location-Based Services (LBS) sein, die unter Zuhilfenahme von positions-, zeit- und personenabhängigen Daten dem Endbenutzer selektive Informationen bereitstellen oder andere Aufgaben erfüllen können:

  • Weitergabe von touristischen Hinweisen im Stadtbereich an den so genannten Points of Interests (POI) oder Einspielung von Erklärungen zu den entsprechenden Objekten in Museen. Diese Ansätze haben sich nicht weiter entwickelt, weil meist das zugrunde liegende Geschäftsmodell fehlt. Die ortsbasierte Werbung versucht, auch die kommerziellen Aspekte zu berücksichtigen. Sie ist Gegenstand vieler Forschungs- und Entwicklungsprojekte, z.B. des ELBA-Forschungsprojektes [2].

  • Lokalisierung von geistig verwirrten Personen im Rahmen der Patientenüberwachung in Krankenhäusern. Dieser Personengruppe sollen Bewegungsmöglichkeiten gegeben werden, ohne eine personalintensive Überwachung gewährleisten zu müssen. Gleiches gilt zum Beispiel auch für den offenen Strafvollzug.

Im WATCH-OVER-Projekt (Vehicle-to-Vulnerable roAd use coopera-Tive communication and sensing teCHnologies to imprOVE transpoRt safety [3]), das seit Januar 2006 läuft, arbeiten neben Forschungsinstituten auch Automobilhersteller wie Fiat und DaimlerChrysler, Zulieferer wie Bosch und Zweiradhersteller wie Piaggio mit. Auf diese Weise könnte dann zukünftig die Auto-zu-Auto-Kommunikation, wie sie z.B. vom CAR 2 CAR Communication Consortium [17] entwickelt wird, auf alle Verkehrsteilnehmer ausgedehnt und diese mobile Infrastruktur gleichzeitig für eine relative und genaue Lokalisierung der Stationen genutzt werden.

Bild 8 zeigt die Messergebnisse, wie sie bei der modellhaften Lokalisierung eines sich bewegenden Fußgängers mit Hilfe von zwei an den Außenspiegeln eines Autos montierten Transceivern auch unter dem Einfluss der Mehrwegeausbreitung a u f g e n o m m e n wurden. Hier fällt auf, dass die Schätzungen der Entfernungen relativ gut sind. Allerdings treten aufgrund der nur 2,5 m langen Grundseite des Triangulationsdreiecks recht große Winkelfehler auf. Erweiterungen beschäftigen sich deswegen mit kooperativen Messungen aus mehreren räumlich verteilten Objekten. fr