Indoor Ortung von Personen und Betriebsmitteln – Fünf Technologien in der Kurzübersicht

Indoor Ortung von Personen und Betriebs- bzw. Produktionsmitteln oder anderen beweglichen Objekten 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 in zahlreichen Industrien und kann deshalb ein wertvolles Werkzeug zur Effizienzsteigerung bei gleichzeitiger Kostenreduktion sein. Die Favendo GmbH ist auf Indoor Ortung und die Ermittlung von Objekt-Positionen in Innenräumen spezialisiert. Hier sind fünf populäre Technologien in der Übersicht.

10. Februar 2020

Ortungsverfahren und 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 Lösungen, 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 häufig nicht stabil genug und ist bei der Einrichtung für eine Positionierung mit hohem Aufwand verbunden. GPS ist für Außenbereiche zwar ideal geeignet. In Gebäuden erreichen GPS Signale aber nicht die nötige Durchdringung. RFID-Systeme sind zwar günstig, aber es kann nur eine statische Position ermittelt werden.

Es ist mit diesen Technologien nicht machbar, eine freie Bewegung – beispielsweise eines Arbeiters oder einer Palette in einem Gebäude nachzuvollziehen. Für Asset Tracking oder Indoor Navigation ist RFID deshalb ungeeignet.

Bluetooth Low Energy ist heutige Standard-Technologie

Für diese Anforderungen 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 Systeme auf Ultra Wideband-Basis die höchste Genauigkeit. Da neben der Granularität der Positionsbestimmung vor allem der Preis für ein System eine große Rolle bei der Entscheidung für eine bestimmte Technologie spielt, und UWB mit Abstand die teuerste Technologie ist, hat BLE inzwischen auch gegenüber UWB große Vorteile.

Verschiedene Anforderungen für Indoor Ortung

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 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 Ortung: Technologien 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.

RFID – Radio Frequenzy Identification

RFID gibt mit Hilfe sogenannter RFID-Tags eine statische Positionsangabe wieder bei sehr günstiger Hardware. 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 Energie-Technologie ermöglicht ein kontinuierliches Asset Tracken 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 einher mit erhöhtem Aufwand bei der Einrichtung der Sensorik Infrastruktur und geringfügig höheren Hardwarekosten. Die Kosten bleiben dennoch unterhalb eines vergleichbaren UWB-Systems.

WLAN

Asset Tracking und Positionsbestimmungen über das vorhandene WLAN-Netzt 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 Indoor Ortung für welche Anwendung?

Sich darüber klar zu werden, was mit der Implementierung eines Systems zur Indoor Ortung erreicht werden soll, ist der erste Schritt zum Erfolg. Er wird Ihnen helfen, diese Ziele an potenzielle Anbieter von Indoor Ortung zu kommunizieren, und zudem sicherstellen, dass diese Ihre Ziele verstehen und auf Basis der definierten Ziele entscheiden können, ob die angebotene Indoor Ortungs-Lösung 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.

Der Prozess der Projektplanung und der Auswahl der geeigneten Technologie ist eine intensive Aufgabe, bei deren Bewältigung sich Interessenten unbedingt professionelle Beratung und Begleitung einholen sollten. Wir helfen Ihnen gerne. Das kostenlose Whitepaper der Favendo GmbH, „Asset und Personentracking in Innenräumen“, können Sie hier kostenlos herunterladen.

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 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.

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. Einen Überblick finden Sie hier.

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Favendo ist der zuverlässige Partner für herausragende Real Time Location Services. Unser Team liefert termingerecht effektive Lösungen für  Kreuzfahrtindustrie, große Einkaufszentren, öffentliche Gebäude und Gebäudemanagement. Um unseren Kunden ein zu ihren Bedürfnissen hundertprozentig passende Lösung zu bieten, kooperieren wir mit Quuppa und Abeeway.

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