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Lokalisierung in Sensornetzen Mögliche Ansätze

Lokalisierung in Sensornetzen Mögliche Ansätze. Sebastian Rist rist@informatik.uni-tuebingen.de Betreuer: Jürgen Sommer. Proseminar Technische Informatik SS 2007. Gliederung. Zellenbasierte Lokalisierung Trilateration Triangulation Szenenanalyse. Motivation. Warum Positionsbestimmung?

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Lokalisierung in Sensornetzen Mögliche Ansätze

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Presentation Transcript

  1. Lokalisierung in SensornetzenMögliche Ansätze Sebastian Rist rist@informatik.uni-tuebingen.de Betreuer: Jürgen Sommer Proseminar Technische Informatik SS 2007

  2. Gliederung • Zellenbasierte Lokalisierung • Trilateration • Triangulation • Szenenanalyse

  3. Motivation • Warum Positionsbestimmung? • Ursprünge der Positionsbestimmung • Heutige Anwendungen - z.B. GPS

  4. Zellenbasierte Lokalisierung Signalreichweite Anker Außerhalb der Reichweite Innerhalb der Reichweite

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

  9. 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. 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. Trilateration • Veranschaulichung der Messung Sensorknoten Anker hin Verzögerung zurück

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

  18. Trilateration • Berechnung: Entfernung Radiowelle TDoA Ultraschall Zeit

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

  24. Fazit

  25. Ende Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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