Sensor and Sensor-Data Fusion for Dynamic Reconfigurable Cyber Physical Systems

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Autoren

Abstract

Diese Arbeit untersucht Sensor- und Sensordaten-Fusion f�r dynamisch rekonfigurierbare mobile Aufbereitungsanlagen und Maschinen. Diese werden als ein Cyber-Physisches System (CPS) betrachtet. Es werden zwei Hauptthemen behandelt: Sensoren und Algorithmen zur Erfassung von Position und Orientierung von mobilem Equipment und Systeme zur Verbesserung der Produktivit�t der Maschinen. Es wird ein neues Konzept sowie die Implementierung vorgestellt, um die relative Position und Orientierung von mobilen Elementen einer Anlage zu bestimmen. Dieses basiert auf Ultra-Breitband (UWB) Sensoren. Die neu entwickelte Konfiguration ben�tigt keine Installation von station�rer Infrastruktur. Zus�tzlich wird ein neuer Berechnungsansatz pr�sentiert der unter der Ber�cksichtigung der Messunsicherheit, eine Positioniergenauigkeit von s = 64mm, sowie eine Distanzmessgenauigkeit von s = 18.8mm erm�glicht. Die Redundanz der Konfiguration und neu entwickelte Kalibrierungsprozeduren erm�glichen eine UWB-basierende Positionsbestimmung in industrieller Umgebung. W�rmebildkameras zusammen mit Tensor-Polynom basierenden Verfahren werden angewandt um ferromagnetische Partikel, die im Magnetfeld des Wirbelstromabscheiders gefangen sind, zu detektieren. Die zeitnahe Detektion erlaubt einen m�glichen Schaden durch �berhitzung des F�rdermediums vorzubeugen. Des Weiteren wird visuelle Bildgebung angewandt, um den momentanen Materialdurchsatz der Anlage zu bestimmen. Dies wird dazu verwendet, um die Gesamteffizienz von Maschinen zu verbessern. Dar�ber hinaus werden die Ergebnisse einer Auswahl von Sensoren und Sensor-Konzepten pr�sentiert, insbesondere von linearen Mikrofonarrays. Die Daten dieser Arrays werden mittels phasenbasierender akustischer Methoden verarbeitet. Das Ziel der Auswertung ist es, die Position von Schallquellen zu bestimmen, die von Partikeln ausgehen, die im Magnetfeld des Wirbelstromabscheiders eingeschlossen sind.

Details

Titel in ÜbersetzungSensoren und Sensordaten-Fusion f�r dynamisch rekonfigurierbare cyber-physikalische Systeme
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
StatusVeröffentlicht - 2021