Lokalisierung in Sensornetzen Mögliche Ansätze

Präsentation zum Thema: "Lokalisierung in Sensornetzen Mögliche Ansätze"—  Präsentation transkript:

1 Lokalisierung in Sensornetzen Mögliche Ansätze
Processor-Like Reconfigurable Hardware 4/12/2017 6:03:41 PM Lokalisierung in Sensornetzen Mögliche Ansätze Sebastian Rist Betreuer: Jürgen Sommer Proseminar Technische Informatik SS 2007 Tobias Oppold

2 Processor-Like Reconfigurable Hardware
4/12/2017 6:03:41 PM Gliederung Zellenbasierte Lokalisierung Trilateration Triangulation Szenenanalyse Tobias Oppold

3 Processor-Like Reconfigurable Hardware
4/12/2017 6:03:41 PM Motivation Warum Positionsbestimmung? Ursprünge der Positionsbestimmung Heutige Anwendungen - z.B. GPS Tobias Oppold

4 Zellenbasierte Lokalisierung
Processor-Like Reconfigurable Hardware 4/12/2017 6:03:41 PM Zellenbasierte Lokalisierung Signalreichweite Anker Außerhalb der Reichweite Innerhalb der Reichweite Tobias Oppold

5 Zellenbasierte Lokalisierung
Genauigkeitsüberlegung grobkörnige Lokalisierung Anwendung z.B. bei der Mobilfunkortung Verbesserungsmöglichkeit?

6 Zellenbasierte Lokalisierung
Einbeziehung mehrerer Zellen Signalreichweite Innerhalb der Reichweite von allen drei Ankern Anker Außerhalb der Reichweite

7 Trilateration Anker (x=5, y=4) Anker (x=8, y=2) Anker (x=2, y=1)

8 Verschiedene Methoden zur Entfernungsabschätzung: Signalstärke
Trilateration Verschiedene Methoden zur Entfernungsabschätzung: Signalstärke Zeit der Ankunft des Signals Zeitunterschied bei der Ankunft

9 Signalstärke (received signal strength indicator = RSSI)
Trilateration Signalstärke (received signal strength indicator = RSSI)

10 Trilateration Verteilung der Entfernungen für eine empfangene Signalstärke von 70

11 Trilateration Die Wahrscheinliche Verteilung der Signalstärken inklusive der Entfernungen

12 - Signalstärke bei einer bestimmten Entfernung nicht konstant
Trilateration RSSI: Vorteile? - keine Uhr notwendig Nachteile? - Signalstärke bei einer bestimmten Entfernung nicht konstant

13 Trilateration Zeit der Ankunft des Signals
(Time of Arrival = ToA oder Time of flight) Berechnung durch: Signal Anker

14 Trilateration Wichtiges Problem dabei
- Mehrwegeausbreitung (multipath propagation) Anker Sensorknoten

15 Trilateration Verbesserungsmöglichkeit - Rundenzeit (Round Trip Time)

16 Veranschaulichung der Messung
Trilateration Veranschaulichung der Messung Sensorknoten Anker hin Verzögerung zurück

17 Zeitunterschied bei der Ankunft (Time Difference of Arrival = TDoA)
Trilateration Zeitunterschied bei der Ankunft (Time Difference of Arrival = TDoA) Radiowellen Ultraschallwellen Anker

18 Trilateration Berechnung: Entfernung Radiowelle TDoA Ultraschall Zeit

19 Bestimmung der Entfernung über die Winkel
Triangulation Bestimmung der Entfernung über die Winkel Anker 1 Strecke bekannt α β Anker 2

20 Szenenanalyse Was ist das? Mögliche Varianten Anwendungsbeispiel

21 Szenenanalyse

22 Szenenanalyse Anker

23 Positionierung ist sehr wichtig Jedes System hat Vor- und Nachteile
Fazit Positionierung ist sehr wichtig Jedes System hat Vor- und Nachteile Diese müssen abgewogen werden

24 + - Fazit nein ja Zellenbasierte Lokalisierung Trilateration: RSSI ToA
Methode Aufwand/Kosten Genauigkeit Rechenaufwand Zusätzliche Hardware Zellenbasierte Lokalisierung + - nein Trilateration: RSSI ToA ja TDoA Triangulation Szenenanalyse

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!