Abstract
Diese Diplomarbeit untersucht den Einsatz der Ultra-Breitband-Technologie (UWB) als Positions- und Orientierungsmesssystems von mobilen Anlagenelementen. Die Anwendungsergebnisse des UWB-basierten Systems und dessen Middleware-Konzeptionierung sind dargelegt. Für die entwickelte Konstruktion ist keine stationäre Infrastruktur notwendig. Für die Datenverbindung der Middleware zum Anlagennetzwerk und zu acht UWB-Sensoren wurden Standard Automations-Protokolle ausgewählt und implementiert, um die Einstellungen des Positionierungssystems und die Messergebnisse zu übermitteln. Es wurde ein Programm entwickelt, welches den bidirektionalen Datenfluss realisiert und den Algorithmus ausführt, welcher Position und Orientierung berechnet. Als Teil des Algorithmus wird die Methode der kleinsten Quadrate an einem überbestimmten System von vier Messlängen angewandt. Außerdem wird eine laufende Durchschnitts-Berechnung durchgeführt, um das Rauschen der eingespeisten und ausgegebenen Daten zu reduzieren. Das entwickelte System wurde sowohl an einem Testaufbau als auch an einer echten Anlage getestet. Die Ergebnisse wurden ausgewertet, die Ursachen für Unsicherheiten eruiert und Verbesserungsvorschläge für das komplette System vorgelegt. In fünf der zehn möglichen Anordnungen zweier verschiebbarer Anlagenelemente erreicht das Messsystem Genauigkeiten von unter 200mm. Wie in der Arbeit gezeigt wird, erfüllt die entwickelte Middleware für das UWB-basierte Positionierungssystem sowohl die notwendige Genauigkeit, als auch Echtzeit-Fähigkeit für die Positionierung von mobilen Anlagenelementen im Freien. Dies wurde erreicht ohne die Abhängigkeit von stationären Infrastrukturen.
Titel in Übersetzung | Ein Positionierungssystem für mobile Geräte basierend auf Ultrabreitbandfunk |
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Originalsprache | Englisch |
Qualifikation | Dipl.-Ing. |
Gradverleihende Hochschule |
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Betreuer/-in / Berater/-in |
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Datum der Bewilligung | 25 Juni 2021 |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 2021 |
Bibliographische Notiz
gesperrt bis nullSchlagwörter
- Ultrabreitband
- Industrielle Middleware
- Anlagenautomation
- Positionierungssystem
- Outdoor Positionierung
- Positionierung ohne stationäre Infrastruktur