Damit auch auf den letzten Metern niemand verloren geht

Mit Satellitendaten des GPS (Global Positioning Systems) werden rund um den Globus Reisende ans Ziel geleitet – aber nur bis zum Eingang des gesuchten Gebäudes. Wer dann zum Beispiel zu einem bestimmten Konferenz- oder Besprechungsraum muss, ist auf sich allein gestellt und kann bisher nur auf die häufig dürftige Ausschilderung im Gebäude zurückgreifen. Denn: Indoor-Kartenmaterial liegt nicht vor, die GPS-Positionsangaben innerhalb von Gebäuden sind unzuverlässig. Damit auf den letzten Metern bis zum Ziel trotzdem niemand verloren geht, entwickelt die Professur Schaltkreis- und Systementwurf der TU Chemnitz eine Anwendung zur Lokalisierung und weiterführenden Navigation. Diese stellen die TU-Wissenschaftler vom 19. bis 23. April 2010 auf der Hannover Messe vor. Ihre Präsentation am Stand A26 in Halle 2 wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit einer „Forschungsprämie“ gefördert.

Das vorgestellte System ermöglicht die Positionsbestimmung von drahtlosen Netzwerkknoten. „Die Positionskenntnis von Teilnehmern drahtloser Netzwerke gewinnt zunehmend an Bedeutung“, sagt Daniel Froß, Wissenschaftlicher Mitarbeiter der Professur Schaltkreis- und Systementwurf, und erklärt: „Wenn in Netzwerken Nachrichten zu Knoten in einer bestimmten geographischen Richtung weitergeleitet werden sollen, müssen deren Positionen bekannt sein.“ Hierzu kann entweder mehr Hardware eingesetzt werden, die beispielsweise mit GPS oder Ultraschall arbeitet. Oder die Position wird aus verfügbaren Daten errechnet – aus Feldstärke, Laufzeiten oder Winkeln der Funksignale. Das System der Chemnitzer Wissenschaftler misst, wie lange Signale per Funk zwischen beweglichen Knoten und solchen mit bekannter Position unterwegs sind und schätzt daraus dreidimensional den Aufenthaltsort des gesuchten Netzwerkknotens ab. „Wir arbeiten an Algorithmen, um die gemessenen Signallaufzeiten richtig auswerten zu können“, erklärt Froß.

In Gebäuden halten die Chemnitzer Forscher eine Genauigkeit von unter zwei Metern für realistisch. Die Funktion des Systems konnten sie mit einer so genannten FPGA-Prototypenplattform unter realen Messbedingungen nachweisen. „Die verwendete Prototypenplattform wurde in ein bestehendes Drahtlosnetzwerk integriert“, so Froß. Die Entwicklung läuft im Rahmen des Projektes „Generalisierte Plattform zur Sensordatenverarbeitung (GPSV)“.

Stichwort: Projekt „Generalisierte Plattform zur Sensordatenverarbeitung“ (GPSV)

Das Projekt „Generalisierte Plattform zur Sensordatenverarbeitung (GPSV)“ läuft seit April 2006 unter Leitung von Prof. Dr. Ulrich Heinkel an der Professur Schaltkreis- und Systementwurf der TU Chemnitz. Sieben Wissenschaftler arbeiten an der Entwicklung einer Plattform zur Speicherung und Verarbeitung von Sensordaten und an Lösungen, um Sensoren über standardisierte Schnittstellen an die Einheit anzuschließen. Das Projekt wird durch die Initiative „InnoProfile“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung mit 2,1 Millionen Euro gefördert. Im Mittelpunkt steht die drahtlose Sensoranbindung, sowohl in Gebäuden als auch im Freien, die genaue Lokalisierung mobiler Sensorknoten und der schnelle Datenaustausch auch über große Distanzen. Weitere Ansprüche sind Robustheit, geringer Energiebedarf, hohe Rechenleistung und die Möglichkeit zur Vernetzung mehrerer zentraler Plattformen. Es stellte sich bereits im ersten Projektjahr heraus, dass nur ein erfolgreicher Einsatz in realitätsnahen Szenarien und die anschauliche Darstellung der Forschungs- und Entwicklungsergebnisse Interessenten und potenzielle Kunden von der Qualität des Ansatzes überzeugen können. Hierzu wird das „TU Chemnitz Communication Testbed“ aufgebaut.

Weitere Informationen erteilen Daniel Froß, Telefon 0371 531-33459, und Daniel Kriesten, Telefon 0371 531-33058, E-Mail sse@infotech.tu-chemnitz.de