Ultraäänikohinaan perustuva tarkka paikannuslaite

Translated title of the contribution: Accurate positioning system based on ultrasonic noise

Ilkka Kauppi, Hannu Lehtinen, Veli-Matti Järvelä

Research output: Chapter in Book/Report/Conference proceedingConference article in proceedingsScientific

Abstract

Teollisuudessa on syntynyt monissa tapauksissa tarve paikantaa jokin kohde suurella tarkkuudella teollisuushallissa tai muussa tuotantotilassa kohteelle tehtäviä toimenpiteitä varten.On myös syntynyt tarpeita digitoida suuria kappaleita tarkasti joko mallinnusta tai työstöä varten.Varastoissa ollaan myös siirtymässä miehittämättömään tavaran kuljetukseen, jolloin autonomisesti kulkevissa ja vapaasti navigoivissa vihivaunuissa ja trukeissa yksi avaintekniikoista on tarkka paikannus.Nopea tekninen kehitys on myös synnyttänyt esimerkiksi esiintyvien taiteilijoiden ja urheilun piirissä odotuksia paikantaa tarkasti ihminen.Jos esimerkiksi näyttelijä tai laulaja voidaan paikantaa esiintymislavalla, niin kohdevalojen suuntaus voidaan hoitaa automaattisesti.Myös useissa urheilulajeissa tieteellinen valmentaminen edellyttää urheilijan urheilusuorituksen aikaista tarkkaa paikan mittausta eri puolilta kehoa tai tietyistä nivelpisteistä.Ulkona on mahdollista käyttää osassa tällaisia tarpeita GPS-satelliittipaikannuslaitteita, joilla on mahdollista saavuttaa nykyään jo noin 1 cm reaaliaikainen tarkkuus.Tällaiseen tarkkuuteen yltävät GPS-laitteet ovat kuitenkin melko kalliita ja ne toimivat huonosti katveisilla alueilla eivätkä lainkaan sisätiloissa.VTT Automaatio on kehittänyt ultraäänikohinan käyttöön perustuvan paikannuslaitteen, joka toimii lähinnä sisätiloissa toiminta-alueen ollessa enintään 10m x 10m x 10m. Tällaisella alueella voidaan kohde paikantaa kolmiulotteisesti tarkkuudella ±3 mm ja laite laskee paikan 10 kertaa sekunnissa.Tarvittaessa paikannus voi tapahtua myös suuremmissa tiloissa kytkemällä useita järjestelmiä rinnakkain. Suurempiin mittausetäisyyksiin päästään käyttämällä ultraäänikohinan sijasta kuuluvan äänen kohinaa.Paikannettavia kohteita voi toimintaalueella olla useita samanaikaisesti [1].Paikannus perustuu satelliittipaikannuksessa käytettyihin periaatteisiin.Tunnettuhin koordinaatteihin on sijoitettu ultraäänilähettimiä, joista jokainen lähettää yksilöllistä ultraäänikohinaa. Tämä kohina mitataan kohteeseen sijoitetulla detektorilla ja käyttämällä ristikorrelaatiota saadaan tarkat etäisyydet detektorista lähettimiin laskettua.Ristikorrelaatiomenetelmän ansiosta laitteella on hyvä signaali/kohina-suhde ja se toimii hyvin myös häiriöisissä ympäristöissä.
Original languageFinnish
Title of host publicationAutomaatio 97
Subtitle of host publicationautomaatio yli rajojen
Place of PublicationHelsinki
ISBN (Electronic)952-5183-07-6
Publication statusPublished - 1997
MoE publication typeB3 Non-refereed article in conference proceedings
EventAutomaatio 97 - Helsinki, Finland
Duration: 23 Sep 199725 Sep 1997

Conference

ConferenceAutomaatio 97
CountryFinland
CityHelsinki
Period23/09/9725/09/97

Fingerprint

Positioning
Mm

Keywords

  • paikannus
  • ristikorrelaatio

Cite this

Kauppi, I., Lehtinen, H., & Järvelä, V-M. (1997). Ultraäänikohinaan perustuva tarkka paikannuslaite. In Automaatio 97: automaatio yli rajojen [119] Helsinki.
Kauppi, Ilkka ; Lehtinen, Hannu ; Järvelä, Veli-Matti. / Ultraäänikohinaan perustuva tarkka paikannuslaite. Automaatio 97: automaatio yli rajojen. Helsinki, 1997.
@inproceedings{d5e3219714dc40f799f75f12fa06c993,
title = "Ultra{\"a}{\"a}nikohinaan perustuva tarkka paikannuslaite",
abstract = "Teollisuudessa on syntynyt monissa tapauksissa tarve paikantaa jokin kohde suurella tarkkuudella teollisuushallissa tai muussa tuotantotilassa kohteelle teht{\"a}vi{\"a} toimenpiteit{\"a} varten.On my{\"o}s syntynyt tarpeita digitoida suuria kappaleita tarkasti joko mallinnusta tai ty{\"o}st{\"o}{\"a} varten.Varastoissa ollaan my{\"o}s siirtym{\"a}ss{\"a} miehitt{\"a}m{\"a}tt{\"o}m{\"a}{\"a}n tavaran kuljetukseen, jolloin autonomisesti kulkevissa ja vapaasti navigoivissa vihivaunuissa ja trukeissa yksi avaintekniikoista on tarkka paikannus.Nopea tekninen kehitys on my{\"o}s synnytt{\"a}nyt esimerkiksi esiintyvien taiteilijoiden ja urheilun piiriss{\"a} odotuksia paikantaa tarkasti ihminen.Jos esimerkiksi n{\"a}yttelij{\"a} tai laulaja voidaan paikantaa esiintymislavalla, niin kohdevalojen suuntaus voidaan hoitaa automaattisesti.My{\"o}s useissa urheilulajeissa tieteellinen valmentaminen edellytt{\"a}{\"a} urheilijan urheilusuorituksen aikaista tarkkaa paikan mittausta eri puolilta kehoa tai tietyist{\"a} nivelpisteist{\"a}.Ulkona on mahdollista k{\"a}ytt{\"a}{\"a} osassa t{\"a}llaisia tarpeita GPS-satelliittipaikannuslaitteita, joilla on mahdollista saavuttaa nyky{\"a}{\"a}n jo noin 1 cm reaaliaikainen tarkkuus.T{\"a}llaiseen tarkkuuteen ylt{\"a}v{\"a}t GPS-laitteet ovat kuitenkin melko kalliita ja ne toimivat huonosti katveisilla alueilla eiv{\"a}tk{\"a} lainkaan sis{\"a}tiloissa.VTT Automaatio on kehitt{\"a}nyt ultra{\"a}{\"a}nikohinan k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n perustuvan paikannuslaitteen, joka toimii l{\"a}hinn{\"a} sis{\"a}tiloissa toiminta-alueen ollessa enint{\"a}{\"a}n 10m x 10m x 10m. T{\"a}llaisella alueella voidaan kohde paikantaa kolmiulotteisesti tarkkuudella ±3 mm ja laite laskee paikan 10 kertaa sekunnissa.Tarvittaessa paikannus voi tapahtua my{\"o}s suuremmissa tiloissa kytkem{\"a}ll{\"a} useita j{\"a}rjestelmi{\"a} rinnakkain. Suurempiin mittauset{\"a}isyyksiin p{\"a}{\"a}st{\"a}{\"a}n k{\"a}ytt{\"a}m{\"a}ll{\"a} ultra{\"a}{\"a}nikohinan sijasta kuuluvan {\"a}{\"a}nen kohinaa.Paikannettavia kohteita voi toimintaalueella olla useita samanaikaisesti [1].Paikannus perustuu satelliittipaikannuksessa k{\"a}ytettyihin periaatteisiin.Tunnettuhin koordinaatteihin on sijoitettu ultra{\"a}{\"a}nil{\"a}hettimi{\"a}, joista jokainen l{\"a}hett{\"a}{\"a} yksil{\"o}llist{\"a} ultra{\"a}{\"a}nikohinaa. T{\"a}m{\"a} kohina mitataan kohteeseen sijoitetulla detektorilla ja k{\"a}ytt{\"a}m{\"a}ll{\"a} ristikorrelaatiota saadaan tarkat et{\"a}isyydet detektorista l{\"a}hettimiin laskettua.Ristikorrelaatiomenetelm{\"a}n ansiosta laitteella on hyv{\"a} signaali/kohina-suhde ja se toimii hyvin my{\"o}s h{\"a}iri{\"o}isiss{\"a} ymp{\"a}rist{\"o}iss{\"a}.",
keywords = "paikannus, ristikorrelaatio",
author = "Ilkka Kauppi and Hannu Lehtinen and Veli-Matti J{\"a}rvel{\"a}",
year = "1997",
language = "Finnish",
booktitle = "Automaatio 97",

}

Kauppi, I, Lehtinen, H & Järvelä, V-M 1997, Ultraäänikohinaan perustuva tarkka paikannuslaite. in Automaatio 97: automaatio yli rajojen., 119, Helsinki, Automaatio 97, Helsinki, Finland, 23/09/97.

Ultraäänikohinaan perustuva tarkka paikannuslaite. / Kauppi, Ilkka; Lehtinen, Hannu; Järvelä, Veli-Matti.

Automaatio 97: automaatio yli rajojen. Helsinki, 1997. 119.

Research output: Chapter in Book/Report/Conference proceedingConference article in proceedingsScientific

TY - GEN

T1 - Ultraäänikohinaan perustuva tarkka paikannuslaite

AU - Kauppi, Ilkka

AU - Lehtinen, Hannu

AU - Järvelä, Veli-Matti

PY - 1997

Y1 - 1997

N2 - Teollisuudessa on syntynyt monissa tapauksissa tarve paikantaa jokin kohde suurella tarkkuudella teollisuushallissa tai muussa tuotantotilassa kohteelle tehtäviä toimenpiteitä varten.On myös syntynyt tarpeita digitoida suuria kappaleita tarkasti joko mallinnusta tai työstöä varten.Varastoissa ollaan myös siirtymässä miehittämättömään tavaran kuljetukseen, jolloin autonomisesti kulkevissa ja vapaasti navigoivissa vihivaunuissa ja trukeissa yksi avaintekniikoista on tarkka paikannus.Nopea tekninen kehitys on myös synnyttänyt esimerkiksi esiintyvien taiteilijoiden ja urheilun piirissä odotuksia paikantaa tarkasti ihminen.Jos esimerkiksi näyttelijä tai laulaja voidaan paikantaa esiintymislavalla, niin kohdevalojen suuntaus voidaan hoitaa automaattisesti.Myös useissa urheilulajeissa tieteellinen valmentaminen edellyttää urheilijan urheilusuorituksen aikaista tarkkaa paikan mittausta eri puolilta kehoa tai tietyistä nivelpisteistä.Ulkona on mahdollista käyttää osassa tällaisia tarpeita GPS-satelliittipaikannuslaitteita, joilla on mahdollista saavuttaa nykyään jo noin 1 cm reaaliaikainen tarkkuus.Tällaiseen tarkkuuteen yltävät GPS-laitteet ovat kuitenkin melko kalliita ja ne toimivat huonosti katveisilla alueilla eivätkä lainkaan sisätiloissa.VTT Automaatio on kehittänyt ultraäänikohinan käyttöön perustuvan paikannuslaitteen, joka toimii lähinnä sisätiloissa toiminta-alueen ollessa enintään 10m x 10m x 10m. Tällaisella alueella voidaan kohde paikantaa kolmiulotteisesti tarkkuudella ±3 mm ja laite laskee paikan 10 kertaa sekunnissa.Tarvittaessa paikannus voi tapahtua myös suuremmissa tiloissa kytkemällä useita järjestelmiä rinnakkain. Suurempiin mittausetäisyyksiin päästään käyttämällä ultraäänikohinan sijasta kuuluvan äänen kohinaa.Paikannettavia kohteita voi toimintaalueella olla useita samanaikaisesti [1].Paikannus perustuu satelliittipaikannuksessa käytettyihin periaatteisiin.Tunnettuhin koordinaatteihin on sijoitettu ultraäänilähettimiä, joista jokainen lähettää yksilöllistä ultraäänikohinaa. Tämä kohina mitataan kohteeseen sijoitetulla detektorilla ja käyttämällä ristikorrelaatiota saadaan tarkat etäisyydet detektorista lähettimiin laskettua.Ristikorrelaatiomenetelmän ansiosta laitteella on hyvä signaali/kohina-suhde ja se toimii hyvin myös häiriöisissä ympäristöissä.

AB - Teollisuudessa on syntynyt monissa tapauksissa tarve paikantaa jokin kohde suurella tarkkuudella teollisuushallissa tai muussa tuotantotilassa kohteelle tehtäviä toimenpiteitä varten.On myös syntynyt tarpeita digitoida suuria kappaleita tarkasti joko mallinnusta tai työstöä varten.Varastoissa ollaan myös siirtymässä miehittämättömään tavaran kuljetukseen, jolloin autonomisesti kulkevissa ja vapaasti navigoivissa vihivaunuissa ja trukeissa yksi avaintekniikoista on tarkka paikannus.Nopea tekninen kehitys on myös synnyttänyt esimerkiksi esiintyvien taiteilijoiden ja urheilun piirissä odotuksia paikantaa tarkasti ihminen.Jos esimerkiksi näyttelijä tai laulaja voidaan paikantaa esiintymislavalla, niin kohdevalojen suuntaus voidaan hoitaa automaattisesti.Myös useissa urheilulajeissa tieteellinen valmentaminen edellyttää urheilijan urheilusuorituksen aikaista tarkkaa paikan mittausta eri puolilta kehoa tai tietyistä nivelpisteistä.Ulkona on mahdollista käyttää osassa tällaisia tarpeita GPS-satelliittipaikannuslaitteita, joilla on mahdollista saavuttaa nykyään jo noin 1 cm reaaliaikainen tarkkuus.Tällaiseen tarkkuuteen yltävät GPS-laitteet ovat kuitenkin melko kalliita ja ne toimivat huonosti katveisilla alueilla eivätkä lainkaan sisätiloissa.VTT Automaatio on kehittänyt ultraäänikohinan käyttöön perustuvan paikannuslaitteen, joka toimii lähinnä sisätiloissa toiminta-alueen ollessa enintään 10m x 10m x 10m. Tällaisella alueella voidaan kohde paikantaa kolmiulotteisesti tarkkuudella ±3 mm ja laite laskee paikan 10 kertaa sekunnissa.Tarvittaessa paikannus voi tapahtua myös suuremmissa tiloissa kytkemällä useita järjestelmiä rinnakkain. Suurempiin mittausetäisyyksiin päästään käyttämällä ultraäänikohinan sijasta kuuluvan äänen kohinaa.Paikannettavia kohteita voi toimintaalueella olla useita samanaikaisesti [1].Paikannus perustuu satelliittipaikannuksessa käytettyihin periaatteisiin.Tunnettuhin koordinaatteihin on sijoitettu ultraäänilähettimiä, joista jokainen lähettää yksilöllistä ultraäänikohinaa. Tämä kohina mitataan kohteeseen sijoitetulla detektorilla ja käyttämällä ristikorrelaatiota saadaan tarkat etäisyydet detektorista lähettimiin laskettua.Ristikorrelaatiomenetelmän ansiosta laitteella on hyvä signaali/kohina-suhde ja se toimii hyvin myös häiriöisissä ympäristöissä.

KW - paikannus

KW - ristikorrelaatio

M3 - Conference article in proceedings

BT - Automaatio 97

CY - Helsinki

ER -

Kauppi I, Lehtinen H, Järvelä V-M. Ultraäänikohinaan perustuva tarkka paikannuslaite. In Automaatio 97: automaatio yli rajojen. Helsinki. 1997. 119