In beiden Szenarien gibt es fest montierte An ker und mobile Tags, die elektromagnetische Impulse aussenden können. Die Pulse sind sehr kurz und lassen sich daher zeitlich sehr genau verorten. Die Bezeichnung UWB kommt daher, dass diese kurzen Pulse ihre Leistung über ein extrem breites Spektrum verteilen, so dass normale schmalbandige Funkkanäle davon kaum gestört werden. Nun gibt es zwei Anwendungsfälle: Entweder senden die Anker Pulse aus und die Tags empfangen – oder umgekehrt. In jedem Fall registriert der Empfänger den Puls und misst den Empfangszeitpunkt. Kennt er zudem den jeweiligen Sendezeitpunkt, so kann er die Laufzeit und folglich die Distanz zum Sender berechnen. Auf diese Weise können entweder die Anker gemeinsam durch Triangulation die Position der Tags ermitteln oder die Tags berechnen ihre eigene Position.
Genauigkeit besser als 10 Zentimeter
Stettbacher Signal Processing AG (SSP) hat ein eigenes UWB-System entwickelt (Bild 1), das für autonome Fahrzeuge indoor, aber auch im Aussenbereich eingesetzt wird. Die Technologie wurde anwendungsspezifisch optimiert, so dass Genauigkeiten besser als 10 Zentimeter erzielt werden. Um das zu erreichen, muss der Fehler bei der zeitlichen Vermessung der UWB-Pulse kleiner als 100 ps sein. Über den UWB-Kanal lassen sich auch Daten und Informationen mit bis zu 6.8 MBit/s austauschen. Dadurch wird die Lösung universell. Bild 2 zeigt ein selbstfahrendes Testfahrzeug bei SSP, auf dem der Fahrzeug-Controller sowie ein UWB-Tag montiert ist. Das Test-System von SPS umfasst maximal 40 Anker und 10 Tags (Fahrzeuge) und liefert jedem Fahrzeug 10 Positionsmessungen pro Sekunde.
Die Reichweite der Anker beträgt bis zu 50 Meter, so dass mit den 40 Ankern ein sehr grosser Bereich abgedeckt werden kann. Das System kann leicht auf andere Anwendungen portiert werden und bietet eine riesige Vielfalt an Einsatzmöglichkeiten.
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