Multisensorielle Positionsbestimmung aus Dopplersignalen

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Die Radarsensorik spielt schon seit geraumer Zeit eine sehr wichtige Rolle im Bereich der Detektion und der Lokalisierung von unbekannten Objekten. Insbesondere fur Anwendungen innerhalb von geschlossenen Raumen entstanden hierfur in der naheren Vergangenheit eine Vielzahl von neuartigen Verfahren, die im Allgemeinen sehr stark mit einer konkreten Anwendung verknupft sind. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein Verfahren vorgestellt, welches vom Grundprinzip her nicht an eine spezielle Anwendung gebunden ist. Es basiert auf der Messung von Dopplersignalen an vier unterschiedlichen Positionen im Raum. Die Eigenschaften eines auf diesem Verfahren basierenden Systems werden zunachst anhand umfangreicher Simulationen untersucht. Aus den Simulationsergebnissen werden wichtige Parameter zur Beurteilung des Systems gewonnen. Ein Demonstrationssystem zur Verifikation der theoretischen Uberlegungen wird vorgestellt. Messdaten, die mit dem Demonstrationssystem gewonnen wurden, werden ausgewertet und belegen die Funktionsweise des vorgestellten Verfahrens.
 

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Contents

Inhaltsverzeichnis
1
Klassische Verfahren der Funkortung
7
Viersensorsystem zur Positionsbestimmung
14
Radarverfahren
57
Aufbau eines vierkanaligen Demonstrationssystems
69
Ergebnisse
83
Schlussfolgerungen und Systemerweiterungen
95
Zusammenfassung
101
Copyright

Common terms and phrases

A/D-Wandler Abbildung Abbruchkriterium absoluten Entfernung Abstand Abtastwerte angegeben Ansätze Antennen Anwendung Arbeitspunkt aufgrund Ausgangsfrequenz Ausgangssignal Auswertung Backplane befindet beiden beobachtete Objekt Bereich beschriebenen Bestimmung Betrachtet Bewegung Bezugspunkt bistatischen CRLB CW-Radar Dämpfung Dilution of Precision DOP-Werte Dopplerfrequenz Eindeutigkeitsbereich einfache Einfluss einzelnen Empfangsmischers Empfangsphase Empfangssignal Entfernungsinformation entsprechend erforderlichen Ergebnisse Ethernet Fall FMCW-Radar FPGA FPGA-Steuerung Frequenz FSK-Radar Gauss-Newton-Verfahren GDOP genutzt Gleichung Gleichungssystem häufig Hierfür Implementierung initialen Iterationsvorschrift Konvergenz Kovarianzmatrix Laufzeit linear Messdaten Messung Messwerte Mikroprozessor Modulation möglich Monte-Carlo-Simulationen nachfolgend Newton-Verfahren nichtlinearen nichtsystematischen normalem GNV normierte Geschwindigkeit Objektgeschwindigkeit Parameter Parameterschätzung Parametervektor PDOP Position und Geschwindigkeit Positionsbestimmung Radar Radarkanäle Radarsystem Radarverfahren relative Residuum Schätzfehler Schätzvarianz Sendesignal Sensorbereich Sensoren Sensorsystem SFCW-Radar Signal Signalmodell somit Standlinien Systems Tabelle tatsächlicher normierter Geschwindigkeitsbetrag Taylorkoeffizienten Technischen Universität München Tracks Trilateration unbekannten unsere unterschiedlichen Varianz Verfahren vergangenen Abschnitt Vergleich vier Sensoren vP(kT wieder xP(kT Zählindex Zeitschritte Ziel zusätzlich Zustandsvektor zwei

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