FWF - SafeTom - SafeTom Sicherheit durch Elektrische Kapazitätstomographie

Projekt: Foschungsprojekt

Beschreibung

Allein in den USA werden alljährlich tausende Kinder beim Rücksetzen von Fahrzeugen überrollt, mehr als 100
erleiden tödliche Verletzungen. Ca. 36.000 Personen werden nach Verletzungen infolge der Verwendung von
Kettensägen im Krankenhaus behandelt. Die Zahlen für Europa sind ähnlich. Es gibt eine Vielzahl weiterer
Beispiele, wo Menschen verletzt werden, weil sie sich im gefährlichen Bereich um Geräte oder Maschinen
aufhalten. Überwachungssysteme zur Erkennung von Personen können hier die Sicherheit erhöhen; die Industrie ist
daher sehr an derartigen Systemen interessiert. Allerdings existieren zurzeit für eine Vielzahl von
Problemstellungen keine zufriedenstellenden technischen Lösungen, welche die Anforderungen hinsichtlich Kosten,
Einfachheit der Anwendung, einfacher Integrierbarkeit und geringer Fehlerrate erfüllen könnten.
Kapazitive Sensorik ist eine Technologie, die für derartige Problemstellungen ein überaus hohes Potential aufweist.
Am Institut für elektrische Messtechnik und Messsignalverarbeitung wurden in den letzten Jahren aufbauend auf
kapazitiver Sensorik mehrere Sensorsysteme für Sicherheitsanwendungen entwickelt. Während mit diesen
Sensorsystemen für einige Anwendungsfälle bereits sehr gute Ergebnisse erzielt wurden, zeigten die
Untersuchungen, dass das Potential der Technologie aufgrund eines Mangels an Algorithmik und entsprechender
Hardware nicht voll ausgeschöpft werden kann.
In SafeTom sollen diese Lücken aufbauend auf Methoden aus der elektrischen Kapazitätstomographie (ECT)
geschlossen werden. Die speziellen Anforderungen für Sicherheitsanwendungen bringen jedoch eine Reihe von
neuen Herausforderungen mit sich. Mehrere Lösungsansätze werden in SafeTom vorgeschlagen, deren
Anwendbarkeit im Laufe des Projektes untersucht werden sollen:
Die Rekonstruktion muss in Echtzeit erfolgen, da Sicherheitsmechanismen (z.B. Abschaltung) oft innerhalb von
1 ms ausgelöst werden müssen. Ein innovatives 2.5D ECT Verfahren soll hier ausreichende Geschwindigkeit und
Genauigkeit bringen.
Der für Elektroden zur Verfügung stehende Raum ist zumeist äußerst limitiert. Dadurch wird das ohnedies schon
schlecht gestellte Rekonstruktionsproblem in der ECT noch schwieriger. Durch experimentelle Untersuchungen
und Modellbildung der Umgebung soll ausreichendes Vorwissen in die Rekonstruktion eingebracht werden, sodass
auch unter den erschwerten Rahmenbedingungen eine zuverlässige Funktion gewährleistet werden kann.
In Sicherheitsanwendungen sind die Elektroden der ECT voll der Umgebung ausgesetzt. Dadurch können
elektromagnetische Störungen ungehindert auf das Messsystem einwirken. Es sind daher im Messsystem selbst
Methoden erforderlich, um diese Störeinflüsse zu unterdrücken. In SafeTom werden dazu Frequenzspreizverfahren
untersucht.
StatusAbschlussdatum
Tatsächlicher Beginn/ -es Ende1/11/0931/07/14