Präzise Ortung in Gebäuden Indoor-Lokalisierung per USB-Stick

RTLSflare als USB-Stick.
RTLSflare als USB-Stick.

Fraunhofer-Forscher haben ein System für die Navigation in Gebäuden entwickelt, das sich in wenigen Minuten in Betrieb nehmen lässt. Sie sehen aus wie herkömmliche USB-Sticks, ermöglichen aber die Navigation und Ortung von Robotern, Fahrzeugen und Objekten in Gebäuden.

RTLSflares nennen die Forscher vom Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB, Institutsteil für Angewandte Systemtechnik AST in Ilmenau, ihre Lösung für die Indoor-Lokalisierung. Sie eignet sich vor allem im Logistikbereich, um die Position von mobilen Robotern und fahrerlosen Transportfahrzeugen zu bestimmen, oder um in Katastrophengebieten Hilfskräfte zu koordinieren. Auf den etwa 58 x 25 x 10mm großen Sticks befinden sich Mikrocontroller, Funkchip, Inertialmesseinheit, USB-Schnittstelle und die Lokalisierungssoftware. Durch die Verteilung von vier Sticks im Raum lässt sich ein drahtloses Adhoc-Netzwerk aufbauen und ein Objekt mit einem fünften Stick im Gebäude zentimetergenau und in Echtzeit orten. Die Reichweite beträgt 100 Meter. Die Sticks versenden Ultra-Breitbandsignale (UWB), wobei die Laufzeit der ausgesendeten Signale gemessen werden kann und somit eine Positionsbestimmung auf der X-, Y- und Z-Achse möglich ist.

»Mithilfe von UWB-Signalen lässt sich die Position eines mobilen Geräts durch Messen von Laufzeitunterschieden eines ausgesandten Signals zu verschiedenen, im Raum fest installierten Geräten bis auf wenige Zentimeter genau bestimmen«, sagt Norbert Fränzel, Wissenschaftler am Fraunhofer IOSB-AST. »Allerdings ist es nötig, die exakte Position der Fixpunkte im Raum zu kennen, um davon die relative Position des mobilen Geräts ableiten zu können.« Hierfür hat das Forscher-Team ein Verfahren entwickelt, bei dem sich die Fixpunkte automatisch einmessen. Die einzelnen Sticks der Lokalisationslösung können sich quasi selbstständig konfigurieren. Damit sind sie flexibel einsetzbar, sie lassen sich an bestehende Anwendungen anpassen. Betrieben werden die kostengünstigen Sticks über handelsübliche Powerbanks oder USB-Netzteile. Für industrielle Demo-Anwendungen bietet das Fraunhofer IOSB-AST Evaluationskits an, die neben fünf RTLSflares (Real Time Location System) eine Kurzanleitung und Treiber umfasst. Bei Interesse kann ein Set für mehrere Wochen kostenlos getestet werden.