Aktive Lokalisierung – Passive Lokalisierung

Standortbasierte Dienste (Location Based Services, LBS) im Innen- und Außenbereich sind für viele Anwendungen in industriellen und sozialen Bereichen zu einer wichtigen Komponente geworden. Verschiedene technische Systeme schätzen die Position einer Person oder eines Objekts, die Auswahl der Technik zur Standortbestimmung ist hierbei stark anwendungsabhängig. Man wählt das System, das die für eine bestimmte Anwendung erforderliche Genauigkeit, Robustheit und zeitliche Auflösung bietet unter Berücksichtigung von Sekundärfaktoren wie Kosten, Skalierbarkeit, Umgebungsverträglichkeit uvm.

Es gibt viele Ansätze, um Systeme und Technologien zur Lokalisierung zu unterscheiden und zu kategorisieren. Eine Möglichkeit zur Unterscheidung von Technologien ist nach der Art der Mitwirkung des zu ortenden Objekts [1]. Demnach können Standortverfolgungstechniken in zwei Kategorien eingeteilt werden:

  • Systeme, bei denen verfolgte Personen und Objekte zur aktiven Teilnahme herangezogen werden, und
  • Systeme, die eine passive Lokalisierung verwenden.

In der Abbildung sind die beiden Klassen dargestellt, die auch als aktive und passive Verfolgungssysteme bezeichnet werden:

Taxonomie von Indoor-Lokalisierungssystemen nach aktiven und passiven Systemen. [1]

Mit aktiver Lokalisierung ist die aktive Teilnahme des Objekts am Lokalisierungsprozess gemeint [1], insbesondere, wenn ein elektronisches Gerät an einem Objekt befestigt ist, das Informationen an ein Referenzsystem sendet, um daraus die Position abzuleiten. In einigen Fällen können die elektronischen Geräte auch Daten aufzeichnen und zur weiteren Verarbeitung an einen Anwendungsserver senden, der den Lokalisierungsalgorithmus ausführt. Dabei spielt die Richtung des Informationsflusses, oder der Ort der Verfügbarkeit der Positionsinformation (am zu ortenden Objekt oder an einer statischen Referenz) keine Rolle.

Beispiele für aktive Systeme sind:

  • GNSS,
  • Funk- und schallbasierte Techniken, die jeweils durch Sender, Empfänger oder Transceiver kommunizieren, z.B. aktives Radar mit Transponder, RFID, WLAN, Bluetooth, UWB und Ultraschall.

Im passiven Lokalisierungsfall wird die Position basierend auf einem gemessenen Signal oder eines optischen Prozesses geschätzt. Es ist kein elektronisches Gerät an der Person oder an dem Objekt benötigt und keine Mitwirkung des Objekts oder der Umwelt, um auf die Position des zu ortenden Objekts zu schließen.

Beispiele für passive Technologien sind:

  • passive Radar- und Sonar-Systeme, welche von der Umgebung oder vom Objekt ausgestrahlte „natürliche“ Signale nutzen,
  • optische Systeme bei denen kein optisches Signal ausgestrahlt wird,
  • Messung von magnetischen oder elektromagnetischen Feldern,
  • Messung des Luftdrucks oder Luftdruckveränderungen,
  • Kontaktsensoren.

Häufig ist die Unterscheidung zwischen aktiven und passiven Systemen nicht eindeutig. So wird in [2] beispielsweise eine abweichende Definition verwendet und die Abgrenzung aktiver Systeme über das Vorhandensein und die Verwendung einer lokalen Energiequelle und daraus entstehender Kommunikation geschaffen. Demnach wäre ein RFID-System mit induktiver Energieversorgung passiv, obwohl es ein Funksignal aussendet.

Quellenhinweise
[1] G. Deak, K. Curran, J. Condell. A survey of active and passive indoor localisation systems, Computer Communications, Volume 35, Issue 16, 2012
[2] F. Höflinger, Lokalisierungssysteme für die Positionsbestimmung von Personen und Objekten im Innenraum, Dissertation, Universität Freiburg, 2013.

Verfasser
Dr. Johannes Wendeberg
Telocate GmbH
info[a]telocate.de
https://www.telocate.de

Sachstand
Februar 2019
Im Herbst 2018 gingen die I.N.Fachbeiräte ‚Wissenschaft‘ und ‚Wirtschaft‘ davon aus, dass die aktive Lokalisierung etwas früher als die passive Lokalisierung Einzug in die Intralogistik halten dürfte, weil für die passive Lokalisierung weitergehender Forschungsbedarf gesehen wird.