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G. Kaniak, H. Schweinzer, G. Magerl:
"Präzise Objektortung und Charakterisierung in Luft mittel breitbandiger Ultraschallwandler";
Vortrag: Messtechnisches Symposium des Arbeitskreises der Hochschullehrer für Messtechnik (AHMT), Paderborn, Deutschland; 20.09.2007 - 22.09.2007; in: "XXI, Messtechnisches Symposium des Arbeitskreises der Hochschullehrer für Messtechnik e.V.", Shaker Verlag, (2007), ISBN: 978-3-8322-6539-7; S. 129 - 140.

Dieser Beitrag behandelt leistungsfähige Verfahren der Ultraschallortung in Luft. Eine hochauflösende Laufzeitmessung unter Verwendung breitbandiger Signale (Chirps) wird kombiniert mit der Berücksichtigung der frequenz- und winkelabhängigen Richtcharakteristik des Ultraschallwandlers. Die Ausnutzung der Richtcharakteristik ermöglicht eine genaue Eingrenzung des Messbereichs, sowie die Ausdehnung der präzisen Entfernungsmessung bis in die Nebenkeulen des Ultraschallwandlers (z.B. eines Transducers Poaroid 600) und damit eine deutliche Erweiterung des Winkelbereichs der Messung. Zusätzlich besteht die Möglichkeit aus der frequenz- und winkelabhängigen Phasendrehung eines frequenzmodulierten Ultraschallsignals (oder auch mit Einschränkungen aus dem Amplitudenverlauf) den Abstrahlwinkel relativ zur Sensor-Symmetrieachse zu bestimmen. Die Messung des Abstrahlwinkels wurde in einem neuartigen Sensorkonzept, bestehend aus einem Ultraschallsender sowie einem Mikrophon mit unterschiedlicher Richtcharakteristik, realisiert. In Entwicklung befindliche spezielle piezokeramische Wandler-Konstruktionen ermöglichen es, die Richtcharakteristik an Erfordernisse und gewünschte Eigenschaften der Winkelmessung anzupassen. Unter der Voraussetzung, dass Messungen von Entfernung und Abstrahlwinkel aus mindestens zwei unterschiedlichen Sensorpositionen und -orientierungen durchgeführt werden, können 3D-Raumpositionen und Orientierung grundlegender geometrischer Objekte, wie Ebene, Kugel, Zylinder und Kante bestimmt werden. Die Berechnungsweise wird am Beispiel der Kante kurz skizziert.