Die relative Position bezieht sich auf die Lage eines Objekts in Bezug auf ein anderes. Im Gegensatz zur absoluten Positionierung, die ein festes Koordinatensystem wie geografische Breite und Länge verwendet, hängt dieses Konzept von einem Referenzpunkt ab. In vielen Anwendungen, insbesondere in der Navigation und Robotik, ist die Bestimmung der relativen Position für Präzision, Koordination und Sicherheit unerlässlich.
In Navigationssystemen hilft sie, die Bewegung von Fahrzeugen, Schiffen oder Drohnen in Bezug auf einen bekannten Punkt zu verfolgen, z. B. eine Basisstation oder ein anderes bewegliches Objekt. So nutzen beispielsweise autonome Fahrzeuge Sensoren, um die Entfernung und den Winkel zwischen sich und Objekten in der Nähe zu bestimmen. Dies ermöglicht es ihnen, Sicherheitsabstände einzuhalten und vorgegebene Wege zu verfolgen. In maritimen Anwendungen ermöglicht sie das Manövrieren von Schiff zu Schiff oder von Schiff zu Dock, wodurch die Sicherheit beim Anlegen und bei Konvoi-Fahrten verbessert wird.
Für Vermessungsingenieure beinhaltet die relative Positionierung den Vergleich der Position von zwei oder mehr GNSS-Empfängern. Ein Empfänger bleibt an einem bekannten Ort fixiert, während sich der andere bewegt. Das System berechnet präzise Positionen, indem es Unterschiede in den von beiden Einheiten empfangenen Satellitensignalen analysiert. Diese Methode verbessert die Genauigkeit erheblich und eignet sich daher für Ingenieur-, Bau- und Landvermessungsprojekte.
In der Luft- und Raumfahrt sowie in der Verteidigung unterstützt die relative Positionsbestimmung Formationsflüge, die Zielerfassung von Flugkörpern und Betankungsvorgänge. Flugzeuge und Raumfahrzeuge müssen ihre Position relativ zu anderen Einheiten mit extremer Präzision kennen. Leistungsstarke Inertialsysteme, gekoppelt mit GNSS, ermöglichen solche Aufgaben, indem sie kontinuierlich Position, Geschwindigkeit und Orientierung in Bezug auf nahegelegene Fahrzeuge oder Objekte berechnen.
Die relative Positionierung ist auch in Robotersystemen von entscheidender Bedeutung. Industrieroboter beispielsweise sind auf genaue räumliche Beziehungen angewiesen, um koordinierte Bewegungen auszuführen. In Multi-Roboter-Systemen bestimmt jeder Roboter seine Position relativ zu den anderen, um Kollisionen zu vermeiden und effizient zu arbeiten.
Wie berechnet man relative Positionen?
Um die relative Position von Objekt B in Bezug auf Objekt A zu berechnen, benötigen Sie die Positionskoordinaten von A und B im selben Bezugssystem. Technologien wie Lidar, Radar, Computer Vision, GNSS und Inertialsensoren arbeiten zusammen, um relative Positionen in Echtzeit zu berechnen. Diese Technologien ermöglichen präzise Entfernungsmessungen, Winkelschätzungen und Richtungserkennung.
Das Verständnis und die Anwendung dieses Konzepts ermöglichen es Systemen, in dynamischen Umgebungen mit erhöhter Autonomie und Zuverlässigkeit zu arbeiten. Ob es sich nun um die Führung einer Drohnenformation oder die Ausrichtung von Baugeräten handelt, die relative Positionierung unterstützt genaue, sichere und effiziente Abläufe in verschiedenen Branchen.