Das verwendete Prinzip für die Entfernungsmessung ist das
sogenannte
"Spiegel-Prinzip", das sich bei der Evaluation der Vorgruppe als
erfolgsversprechendstes Prinzip herausgestellt hat.
![](images/Spiegelprinzip.png)
Hierbei wird vom Host ein Schallsignal gesendet, welches von einem
Mikrofon auf dem Pixel detektiert wird und als RF Signal an den Host
zurücksendet. Die zeitliche Verschiebung wird per Kreuzkorrelation
berechnet. Mit der Zeitverschiebung und der Schallgeschwindigkeit
lässt sich so die Distanz vom Lautsprecher zum Mikrofon bestimmen.
Da sich elektromagnetische Wellen mit Lichtgeschwindigkeit
ausbreiten, kann die Funkstrecke bei der Distanzberechnung
vernachlässigt werden.
Systemaufbau
![](images/Systemuebersicht.jpg)
Der Versuchsaufbau besteht aus einem PC der als Host dient, zwei
Lautprechrechern und einem kabelgebundenen Mikrofon.
Ein Zirpsignal wird als Upsweep vom linken Lautsprecher und als
Downsweep vom rechten Lautsprecher zeitgleich gesendet. Die Laufzeit
der überlagerten Signale wird anschließend durch Korrelation mit den
Ursprungssignalen ermittelt.
Die Berechnung der Distanz s erfolgt mit durch :
![](images/FormelDistanz.png)
Synchronisation
Da der Host kein echtzeitfähiges System ist, kommt es zu
Verzögerungen bei der Ausgabe des Signals. Um den exakten
Sendezeitpunkt der Signale zu bestimmen, wird das Signal aus dem
Line-Out Ausgang auf einen Channel des Line-In Eingangs
rückgekoppelt (siehe Schaltlpan).
Die ermittelte Verzögerungen wird anschließend von der Aufnahme abgezogen.
Positionsbestimmung mittels Lateration
Bei der Lateration handelt es sich um ein Verfahren zur
Positionsbestimmung mittels der Entfernungsmessung zu bekannten
Punkten. Von einem Punkt aus gesehen liegt der mögliche Standort auf
einem Kreis. Durch Ermittlung der Schnittpunkte der Kreise lässt sich die
Position bestimmen.
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