Technische Universiteit Delft
Faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen Transporttechnologie
V.J.A. Thönissen Positionering- en Trackingsystemen
Literatuuropdracht/scriptie, Rapport 2007.TEL.7195, Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek.
Het AGV-laboratorium van de sectie Transportation Engineering and Logistics binnen de faculteit Werktuigbouwkunde, Maritime Techniek en Technische Materiaalwetenschappen (3mE) aan de Technische Universiteit in Delft is een faciliteit waar onderzoek wordt gedaan naar AGV-modellen. Positiebepaling en -tracking zijn zeer belangrijk binnen dit onderzoek.
Dit rapport betreft een onderzoek naar verschillende positionering- en trackingsystemen.
Een positioneringsysteem is een fysieke laag, bestaande uit een of meer van de volgende componenten: mobiel apparaat, positioneringapparaat en positioneringcomputer. Positioneren is het bepalen van de positie (coördinaten) van een mobiel apparaat. Posities kunnen gekoppeld worden aan een symbolische locatie. Vervolgens kan een service worden verleend, gebaseerd op de locatie (LBS) van een mobiel apparaat. Fysieke positionering en fysieke tracking van mobiele apparaten zijn van belang voor dit onderzoek.
Het zenden van een signaal tussen mobiel apparaat en positioneringapparaat gebeurt op basis van een positioneringtechnologie. Veel toegepaste technologieën zijn:
ultrasoon geluid (US) radiofrequenties (RF) infrarood (IR) elektromagnetisme videoanalyse
Al deze technologieën hebben karakteristieke specificaties welke op bepaalde wijzen gemeten kunnen worden. Het toepassen van meerdere technologieën in een systeem wordt technologiefusie genoemd.
Meetmethodes van signalen worden betiteld als positionering algoritmes. Belangrijkste methodes zijn: tijd van aankomst (ToA)
signaalsterkte (SS) hoek van inval (AoA)
ToA de tijd die het signaal erover doet om de afstand tussen mobiel apparaat en positioneringapparaat te overbruggen. De voortplantingssnelheid van het signaal is bekend, de positie van het mobiele apparaat kan dus worden berekend. Voor de mate van afname van SS over een bepaalde afstand, bestaan voor de verschillende technologieën verschillende relaties. Bij AoA worden inkomende hoeken van signalen gemeten. In combinatie met bekende posities wordt de positie van het mobiele apparaat bepaald. Meerdere algoritmes kunnen worden gecombineerd, dit heet algoritmefusie.
Positioneringtechnologieën en -algoritmes bepalen het karakter van een positioneringsysteem. Er zijn meerdere opvallende eigenschappen te herkennen in een systeem.
Het bepalen van een positie in absolute coördinaten of relatieve coördinaten.
In actieve systemen zend het mobiele apparaat zelf signalen uit die worden opgevangen door een positioneringapparaat, in passieve systemen vangt het mobiele apparaat signalen op die verzonden zijn door het positioneringapparaat.
Het verschil tussen real-time en offline positiebepaling is het moment waarop de positie berekend wordt. 2D-systeem kunnen alleen posities bepalen in twee dimensies, 3D-systemen in drie dimensies.
Naast systeemeigenschappen hebben gebruikers ook criteria waarop ze een systeem kunnen beoordelen.
Nauwkeurigheid van een systeem is zeer belangrijk en wordt uitgedrukt in accuraatheid en precisie. Accuraatheid is de foutrange die gemaakt wordt ten opzichte van de werkelijke positie en precisie is het percentage van de metingen waarbij de accuraatheid behaald wordt.
De schaal van een systeem is de grootte en het bereik van het systeem. Kosten verbonden aan het systeem zijn; tijd, ruimte en geld.
Beperkingen van systemen worden vaak veroorzaakt door het karakter van de positioneringtechnologie. Obstructie van signalen, beperkte reikwijdte en verstoringen door omgevingsinvloeden zijn vaak terugkerende problemen.
Positiebepaling gebeurt in twee dimensies vaak in carthesische of polaire coördinaten. In drie dimensies kan een positie ook nog in het hoogte-lengtegraad-breedtegraad stelstel worden uitgedrukt. Een vierde dimensie, tijd, kan worden toegevoegd om het mobiele apparaat te tracken.
blijft om te voldoen aan de hoge nauwkeurigheidseisen van het AGV laboratorium.
Een interessant systeem is ook het Qualysis systeem. De aanschafprijs is hoog, maar het systeem biedt wel zeer hoge accuraatheid en het is makkelijk op te zetten.
Rapporten studenten Transporttechniek en Logistieke Techniek
