Integriertes Sensorsystem zur Positionsbestimmung von Personen innerhalb von Gebäuden.

Integriertes Sensorsystem zur Positionsbestimmung von Personen innerhalb von Gebäuden.HSG-Imit

Eine nachträgliche Installation einer Funkinfrastruktur ist aufgrund des Aufwands und der Kosten meistens nicht erwünscht, zudem steht diese im Brandfall oder bei Stromausfall nicht mehr zur Verfügung. Eine infrastrukturunabhängige Personenortung ist daher nur mit personengetragener Inertialsensorik -ohne Einbindung externer Referenzsignale- möglich.

HSG-Imit hat ein System entwickelt bei welchem sich die Inertialsensoren im Schuh integrieren lassen. Eine reine inertiale Navigation, ohne die Einbeziehung jeglicher externer Referenzen wie Magnetfeld, GPS, Funk oder Kartenmaterial ist so mit kostengünstigen Sensorelementen in praxistauglicher Genauigkeit möglich.

Das bei klassischer Inertialer Navigation (INS) mit kostengünstigen Sensoren auftretende Drift-Problem konnte HSG-Imit durch die sogenannte Zero-Velocity-Update-Technik (ZUPT) reduzieren. Die Bewegungsphasen des Gehens lassen sich dadurch zusätzlich in die Bestimmung der Orientierung und Position einer Person einbeziehen. Die Fusion ist in Form eines nichtlinearen Kalman-Filters umgesetzt, welcher die statistischen Eigenschaften der Sensoren entsprechend der Rekursiven Bayesschätzung einbezieht. Der Algorithmus ist auf einem Tablet-PC implementiert, welcher sich über Funk mit der Sensoreinheit verbindet. Die berechnete Position und Orientierung wird in Echtzeit auf einer als Bild hinterlegten Karte des Gebäudes visualisiert, anhand derer sich die Einsatzkräfte im Gebäude orientieren können. Die Ortungsdaten gehen über Funk an einen PC, der mittels eines 3D-Gebäudemodells (CAD) die Position der im Gebäude befindlichen Person sowie deren Sichtfeld virtuell nachstellt.

Das entwickelte infrastrukturunabhängige System zur kombinierten Indoor-/Outdoor-Lokalisierung eignet sich somit für die Ortung und Überwachung von Einsatz- und Rettungskräften.