Umsetzung einer TDoA-Systems zur Lokalisierung

Status: abgeschlossen
Betreuer: Mathias Pelka , Horst Hellbrück
Student: Swen Leugner

Themengebiet

Basis von Positionsberechnungen in Indoor-Applikationen können Streckenmessungen sein. Um solche Streckenmessungen durchführen zu können, können verschiedene Verfahren eingesetzt werden. Es ist zum Beispiel möglich, die Phase zwischen zwei Trägersignalen zu messen, aber auch über die Funkausbreitungscharakteristik, also die Received Signal Strength lassen sich Rückschlüsse auf die Distanz ziehen. Mit den Aufkommen von hochgenauen Zählern in Funkchip lassen sich auch Distanzen über Zeitmessungen durchführen. Dabei ist das Problem bei der klassischen zwei-Wege Messung das der Skalierbarkeit. Aus diesem Grund soll für diese Abschlussarbeit ein Zeitdifferenzverfahren entwickelt und umgesetzt werden.

Details

Im Rahmen dieser Abschlussarbeit soll ein Positioniersystem für Funkchips im unteren Meter Bereich realisiert werden. Dazu muss eine Anzahl von gegebenen Funkchips mit einem hochgenauen Takt versorgt werden. Anschließend ist es notwendig, ein geeignetes Synchronisationsignal zur Verfügung zu stellen, um den Chip zu synchronisieren. Als Ergebnis dieser Abschlussarbeit entsteht ein vollständiges dokumentiertes TDoA System basierend auf einem Funkchip. Dazu muss die Hardware designt, getestet und dokumentiert werden. Ein Algorithmus welcher Zeitdifferenzen in Positionsdaten umrechnet ist zu implementieren und mit geeigneten Testdaten zu verifizieren. Die Gesamtfunktion des System muss getestet und nachgewiesen werden.

Aufgaben

  • Auswahl und Gegenüberstellung von hochgenauen Taktgebern mit deren Vor- und Nachteilen
  • Entwicklung eines Funkmodules mit jenem Taktgeber und Einspeisung eines Synchronisationssignales für den Funkchip
  • Erstellung und Evaluation einer Software um Zeitdifferenzen aufzunehmem und auszuwerten
  • Erstellung und Evaluation einer Software um Positionsdaten mit den Zeitdifferenzen zu bestimmen
  • Dokumentation der Ergebnisse

Voraussetzungen

  • Kenntnisse in der Hochfrequenztechnik und der Kommunikationstechnik von Vorteil
  • Englisch in Wort und Schrift, da ein Teil der Dokumentation in Englisch vorliegt
  • Kenntnisse in der Hardwareentwicklung vom Vorteil