Anwendungen

Termine

13.11.2008
Stahl 2008
Düsseldorf

Datenblätter

LPR Technologie

Symeo entwickelt berührungslos und verschleißfrei wirkende Sensortechnologien um effiziente, hochverfügbare Distanzmessungen und Positionsbestimmungen in Echtzeit durchzuführen.
Insbesondere werden für das Local Positioning Radar (kurz LPR) Funksignale auf Grund ihrer Robustheit gegenüber Umgebungseinflüssen eingesetzt. Wir verwenden international frei verfügbaren Frequenzen im ISM-Band.
Unsere Komponenten können im Freien und gleichermaßen in Hallen und geschlossenen Räumen eingesetzt werden.


Unterschiedliche Sensorik je nach Einsatzfall erlaubt übergangslose Positionierung.

 

Die Software-Plattform SymeoEngine verarbeitet die unterschiedlichen Sensordaten zu einer absoluten Position.


Standard-Schnittstellen (TCP/IP und seriell) ermöglichen die einfache Anbindung an die Auswertungslogik.


Messung von Distanzen über die Laufzeit eines Funksignales

Funksignale sind elektromagnetische Wellen, die sich mit der Lichtgeschwindigkeit "c" (~300.000 km/s) ausbreiten. Diese Geschwindigkeit ist sehr genau bekannt. Über die Messung der Laufzeit "t" eines Funksignales kann deshalb die Entfernung "d" zwischen Sender und Empfänger eines Signales durch die Beziehung d=c*t ermittelt werden.

Messdistanz

Um cm-genaue Distanzen zu messen, liegt die erforderliche Genauigkeit für die Zeitmessung im Bereich von wenigen pico-Sekunden (0,000.000.000.000 s).
Die für LPR verwendeten Frequenzen liegen bei ca. 5,8 GHz und 61 GHz, im international lizenzfrei verfügbaren ISM-Band. Die zulässige Sendeleistung bei 5,8 GHz beträgt je nach Zulassungsbedingungen einzelner Länder lediglich zwischen 0,01 und 0,025 Watt.
Dies ist 40-fach geringer als die für WLAN-Netze oder Mobiltelefone zulässige Sendeleistung.

Messung von 2-dimensionalen Positionen

Aus der genauen Distanzmessung zu drei verschiedenen, ortsfest an bekannter Position angeordneten Referenzmarken, lässt sich eine eindeutige Position ermitteln.

Funktionsprinzip

Im Folgenden werden die ortsfesten Referenzmarken als Transponder (TP) und die bewegte Einheit als Basisstation (BS) bezeichnet.
Werden an der BS zwei Mess-Antennen für das LPR-Signal angeschlossen, so kann für jede Antenne die Position unabhängig gemessen werden. So wird neben der Position auch die Orientierung (der Winkel σ) des Objektes im gewählten Koordinatensystem bestimmt .

Pos Heading

Funktionsprinzip LPR-A

Ortsfeste TP an bekannten Positionen werden als Referenzmarken für die Positionsbestimmung einer BS verwendet. Die BS sendet ein Signal aus, das von allen TP aufgenommen, verarbeitet und zurückreflektiert wird. Die Signalausbreitung erfolgt, wie bei allen elektromagnetischen Wellen, mit Lichtgeschwindigkeit. Das Echo von den TP wird so codiert, dass es eindeutig jeweils einem Transponder zugeordnet werden kann. Aus der Laufzeit des Signales von der BS zum TP und zurück kann die direkte Entfernung dieser Komponenten bestimmt werden. Sind mindestens drei Entfernungen zu unterschiedlichen TP bekannt, so kann die BS daraus ihre Position eindeutig bestimmen.

Funktionsprinzip LPR-B

LPR-B Geräte können je nach Einsatzfall als BS oder TP konfiguriert werden. Alle Geräte haben eine eigene Kennung, über die sie gezielt angesprochen werden. Zur Messung der Signallaufzeit und somit einer entsprechenden Distanz erfolgt eine Zeitsynchronisation (pico-Sekunden-Genauigkeit) zwischen den beteiligten Geräten.
Die Kommunikation von LPR-B erfolgt im gleichen Frequenzband wie die Distanzmessung. Somit werden zur Übertragung von Messwerten und anderen Nutzdaten keine externen WLAN- oder Kabel-Netzwerke benötigt.

Zuverlässig und robust für industriellen Einsatz

Die Messwerte der LPR-Messungen werden nicht durch Umgebungseinflüsse wie Schmutz, Staub, Dampf, Regen, Schnee, Vibrationen oder extreme Temperaturen beeinflusst. Die Produkte sind für den dauerhaften Einsatz im Innen- und Aussenbereich konzipiert.