Indoor Ortung von Personen und Betriebs- bzw. Produktionsmitteln oder anderen beweglichen Objekten (Asset Tracking) entwickelt sich zu einer Schlüsselkompetenz in Produktionsbetrieben und Industrie. Die exakte Positionsbestimmung von Assets im Gebäude ermöglicht eine Optimierung der internen logistischen Prozesse sowie des Personaleinsatzes und ist deshalb ein wertvolles Werkzeug zur Effizienzsteigerung bei gleichzeitiger Kostenreduktion. Die Favendo GmbH in Bamberg ist auf Indoor Ortung mit Bluetooth und die Ermittlung von Objekt-Positionen in Innenräumen spezialisiert. Technologien zur Indoor Lokalisierung von Assets gibt es aber deutlich mehr. Hier erhalten Sie einen kurzen Überblick:

Ortungsverfahren und ihre Granularität

Je nach erforderlicher Genauigkeit (Granularität) der Positionierung bieten sich Lösungen mit verschiedenen Ortungsverfahren an, die auch auf unterschiedlichen Technologien mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen basieren können. Insbesondere Indoor Ortung, die auf WLAN, dem sogenannten Fingerprinting, und auf dem bekannten GPS basieren, haben sich in der Praxis nicht durchsetzen können. WLAN ist zwar in den meisten Fällen inzwischen vorhanden aber das Signal ist häufig nicht stabil genug für eine genaue Indoor Lokalisierung. Zudem ist die Einrichtung von WLAN für eine Indoor Positionierung mit hohem Aufwand verbunden. GPS ist für Außenbereiche zwar ideal geeignet, in Gebäuden erreichen GPS-Signale allerdings nicht die nötige Durchdringung. Die Ortung mit RFID ist zwar genau und günstig, jedoch kann mit RFID nur eine statische Position ermittelt werden. Diese Technologien sind demnach nicht dafür geeignet, eine freie Bewegung – beispielsweise eines Arbeiters oder einer Palette in einem Gebäude nachzuvollziehen. Für Asset Tracking oder Indoor Navigation sollte man deshalb auf eine andere Lösung zurückgreifen.

Bluetooth Low Energy (BLE) ist die heutige Standard-Technologie für Indoor Lokalisierung

Für die Anforderungen der Indoor Ortung in den meisten Anwendungsfällen haben sich Bluetooth Low Energy und Beacons als ideale Technologie herauskristallisiert. Inzwischen sind moderne AoA-Ortungsverfahren mit bluetooth-basierten Systemen zu Ortungsgenauigkeiten im sub-meter Bereich fähig. Bisher erreichten nur Systeme auf Ultra Wideband-Basis (UWB) die höchste Genauigkeit. Da neben der Ortungsgenauigkeit vor allem der Preis für ein Indoor Ortungssystem eine große Rolle bei der Entscheidung für eine bestimmte Technologie spielt, und UWB mit Abstand die teuerste Technologie ist, hat BLE inzwischen gegenüber UWB große Vorteile.

Indoor Ortung – wie funktioniert das?

Indoor Ortung basiert auf dem selben Sender-Empfänger-Prinzip wie das bekannte Global Positioning System (GPS). Das GPS ist ein globales Navigationssatellitensystem zur Positionsbestimmung. Es benötigt, um zuverlässig zu funktionieren, eine freie „Sichtverbindung“ zu mehreren Satelliten (theoretisch drei, in der Praxis sechs bis zwölf Satelliten). Aus den Signallaufzeiten können GPS-Empfänger dann ihre eigene Position und Geschwindigkeit berechnen. In Kombination mit Geoinformationen (Topologie-, Straßen-, Luft- oder Seekarten) kann mit diesen Positionsinformationen eine Zielführung zu einem gewählten Ort oder eine Route unter Beachtung gewünschter Kriterien realisiert werden. Noch vereinfachender zusammengefasst: Sender senden Funksignale an einen Empfänger. Der Empfänger interpretiert diese Signale und errechnet seine Position innerhalb einer gegebenen Topographie. Die Prinzipien dahinter sind Trilateration und Triangulation. Die genannten drei Elemente – Sender, Empfänger, Umgebungsinformation – finden sich genauso auch in funkbasierten Indoor-Ortungs- und Navigationssystemen. Für Indoor Navigation wird immer auch eine entsprechende App benötigt.

Indoor Ortungstechnologien in der Kurzübersicht

UWB – Ultra-Wideband UWB ermöglicht eine sehr genaue dreidimensionale Positionierung, die mit hohen Anschaffungskosten und hohem Aufwand beim System-Setup bezahlt werden muss. Ein kontinuierliches Asset Tracking kann mittels UWB realisiert werden. Gerade im industriellen Bereich, wo es auf höchste Präzision bei der Positionierung ankommt, spielt UWB eine zentrale Rolle. Für Indoor Navigation ist diese Indoor Ortungstechnologie nicht geeignet. RFID – Radio Frequenzy Identification RFID gibt mit Hilfe sogenannter RFID-Tags eine statische Positionsangabe wieder. Da bei ist die Hardware vergleichsweise günstig. Ein kontinuierliches Asset Tracking ist nicht möglich, sondern nur Angaben, ob ein Asset in einem bestimmten Moment an einem bestimmten Ort registriert wurde. BLE/RSSI Bluetooth Low Energy-Technologie, kurz BLE, ermöglicht ein kontinuierliches Asset Tracking bei einer mindestens raumgenauen Ortung. RSSI bezeichnet dabei die Methode der Indoor Ortung mit Hilfe von Beacons und bedeutet Received Signal Strength Indicator, der als Hauptindikator der Positionsberechnung via Beacons herangezogen wird. BLE/AoA Auch hier handelt es sich um Indoor Ortung via Bluetooth Low Energy Sensoren/Beacons. Die Position wird mit einer anderen Methode berechnet, mit Hilfe des Angle of Arrival. Diese Berechnung ermöglicht ähnlich wie UWB wesentlich genauere Lokalisierungen, geht aber mit erhöhtem Aufwand bei der Einrichtung der Sensorik Infrastruktur und geringfügig höheren Hardwarekosten einher. Die Kosten bleiben dennoch unterhalb eines vergleichbaren UWB-Systems. WLAN Asset Tracking und Positionsbestimmungen über das vorhandene WLAN-Netz haben sich in der Praxis nicht bewährt, weder was die Ortungsgenauigkeit, noch was die Systemstabilität betrifft. Zusätzlich wird die Bandbreite durch die Lokalisierung extrem belastet.

Welche Form der Indoor Ortung für welchen Anwendungsfall?

Sich darüber klar zu werden, was mit der Implementierung eines Systems zur Indoor Ortung erreicht werden soll, ist der erste Schritt zum Erfolg. Kommunizieren Sie diese Ziele an potenzielle Anbieter von Indoor Ortungs-Lösungen und entscheiden Sie auf Basis der definierten Ziele, ob die angebotene Indoor Ortungstechnologie gut zu Ihren Bedürfnissen passt. Die Kombination aus einem klaren Ziel und einem erfahrenen Technologie-Partner für Lokalisierung und Ortungstechnologien hilft Ihnen die Planungs- und Umsetzungsphase kurz und damit günstig zu halten. Die Projektplanung und die Auswahl der geeigneten Technologie ist eine intensive Aufgabe, bei deren Bewältigung sich Interessenten unbedingt professionelle Beratung und Begleitung einholen sollten. Wir helfen Ihnen gerne bei diesem Prozess. Laden Sie sich für einen ersten Eindruck unserer Expertise, den Use Cases und den technologischen Möglichkeiten jetzt unser kostenloses Whitepaper „Asset und Personentracking in Innenräumen“, kostenlos herunter.

Indoor Ortung ist nicht immer genug

In der produzierenden Industrie aber vor allem auch in der Logistik, im Bauwesen, im Berg- und im Tagebau gibt es Tracking-Anwendungsfälle, in denen Indoor Ortung alleine nicht ausreichend ist, weil Objekte und Personen auch außerhalb von Gebäuden getrackt werden müssen, um einen kontinuierlichen Datenfluss zu gewährleisten. Es bietet sich an, das System zur Indoor Ortung um ein Outdoor-Tracking zu erweitern. Eine Erweiterung von Indoor Ortungen ist jederzeit möglich. Es bieten sich dazu verschiedene Hardware-Module an.

Indoor- und Outdoor-Ortung mittels Multi-Mode Trackern

Multi-Mode Tracker sind Asset Tags, die verschiedene Funktechniken zur Kommunikation nutzen können. Diese Multi-Mode-Tracker nutzen immer die bestmögliche verfügbare Signalquelle. Außerhalb von Gebäuden greifen diese Tracker dann automatisch auf GPS oder auf LoRaWAN TDoA zur Positionsberechnung zurück. Beim Wechsel zurück in Innenräume nutzen diese Tracker automatisch wieder Bluetooth Low Energy zur Indoor Ortung von Objekten oder Personen. Auf diese Weise können Maschinen und Arbeiter auf einem kompletten Betriebsgelände mit nur einem Ortungs-System lokalisiert und getrackt werden. Favendo ist Channel-Partner von Abeeway/Actility, dem technologischen Marktführer dieser Technologie, und verbindet seine Installations- und Indoor Ortungs-Kompetenzen passgenau mit den Möglichkeiten dieser Technik. Multi-Mode-Tracker sind je nach Anforderung in verschiedenen Ausführungen erhältlich.

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