Ultraäänikohinaan perustuva tarkka paikannuslaite

Ilkka Kauppi; Hannu Lehtinen; Veli-Matti Järvelä

Ultraäänikohinaan perustuva tarkka paikannuslaite

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

Ilkka Kauppi
, Hannu Lehtinen
, Veli-Matti Järvelä

VTT (former employee or external)

Research output: Chapter in Book/Report/Conference proceeding › Conference article in proceedings › Scientific

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.

Translated title of the contribution	Accurate positioning system based on ultrasonic noise
Original language	Finnish
Title of host publication	Automaatio 97
Subtitle of host publication	automaatio yli rajojen
Place of Publication	Helsinki
Publisher	Suomen automaatioseura
ISBN (Electronic)	952-5183-07-6
Publication status	Published - 1997
MoE publication type	B3 Non-refereed article in conference proceedings
Event	Automaatio 97 - Helsinki, Finland Duration: 23 Sept 1997 → 25 Sept 1997

Conference

Conference	Automaatio 97
Country/Territory	Finland
City	Helsinki
Period	23/09/97 → 25/09/97

Keywords

paikannus
ristikorrelaatio

Cite this

@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",

publisher = "Suomen automaatioseura",

address = "Finland",

note = "Automaatio 97 ; Conference date: 23-09-1997 Through 25-09-1997",

}

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

PB - Suomen automaatioseura

CY - Helsinki

T2 - Automaatio 97

Y2 - 23 September 1997 through 25 September 1997

ER -

Ultraäänikohinaan perustuva tarkka paikannuslaite

Abstract

Conference

Keywords

Fingerprint

Cite this