heureka Consult Projektergebnisse in Berlin: Ortung und Indoor-Navigation Dr. Matthias Schmidt (Fraunhofer FOKUS) Berlin, 28. April 2016

heureka Consult Ziel der Ortung hochgenaue, durchgängige (Indoor und Outdoor) Standortposition. Im ÖV nur Angabe der Linie und nächsten Haltestelle. Erforderliche Genauigkeit: Indoor < 1m (Blindenstocklänge) Outdoor < 2m 3 Ortung 1

heureka Consult Ortungsinformationen (Indoor und Outdoor) Position geographische Länge und Breite Höhe  Etage (Indoor)  WGS84 (Outdoor) Orientierung  unerlässlich für die Zielführung,  in der Bewegung als auch im Stand Genauigkeit  falls Ortung ungenau Ausgabe einer Warnung 4 Ortung 2 Quelle: leichtgemacht.de/images/image025.jpg

heureka Consult Positionsermittlung außerhalb von Gebäuden Einsatz eines im Projekt entwickelten Satellitennavigationsempfängers (A07) Verwendet die Satellitennavigationssysteme GPS und GLONASS und Korrekturdaten des Berliner Satellitenpositionierungsdienstes (SAPOS ® ) Durch Abschattungen und Reflexionen zum Teil erhebliche Fehler in engen Straßenschluchten 5 Outdoor-Ortung

heureka Consult Test der Satellitennavigation (Gendarmenmarkt) 6 Outdoor-Ortung A07 Empfänger – Grüne Linie Gelaufener Weg – Gelbe Linie

heureka Consult Positionsermittlung außerhalb von Gebäuden Entwicklung eines Lösungsverfahrens durch Senatsverwaltung für Stadtentwicklung und Umwelt (Referat Geodätische Referenzsysteme) Fusionsansatzes unter Verwendung:  Satellitennavigationsempfänger A07  Magnetfeld im Smartphone  Fußsensors (für Indoor-Ortung von Fraunhofer FOKUS entwickelt) sorgt für wesentliche Verbesserung 7 Outdoor-Ortung

heureka Consult Test des Lösungsansatzes (Gendarmenmarkt) 8 Outdoor-Ortung Fusionslösung – Rote Linie A07 Empfänger – Grüne Linie Gelaufener Weg – Gelbe Linie

heureka Consult Positionsermittlung in Gebäuden Satellitennavigation (z.B. GPS, Glonass) innerhalb von Gebäuden unzuverlässig bzw. nicht verfügbar Untersuchung unterschiedlicher Ansätze  Magnetfeldortung  Inertialsensorik  Funkbaken (Bluetooth)  … 9 Entwicklung eines Indoor- Ortungsverfahren Indoor-Ortung

heureka Consult Indoor-Positionierung über statisches Magnetfeld Ablenkung des Erdmagnetfeldes durch Metalle  charakteristischen Verlauf z.B. entlang eines Korridors Aufnahme einer Radiomap Ermittlung der aktuellen Position durch Vergleich des Magnetfeldes mit den Werten der Radiomap 10 Magnetfeld-Ortung

heureka Consult Fußsensor (relatives Ortungsverfahren) Entwicklung eines Fußsensors mit Drehraten- und Beschleuni- gungssensoren sowie Magnetometer jeweils in 3 Achsen Kommunikation mit Smartphone über Bluetooth 4.0 Schrittweiten als auch Schrittrichtungserkennung relativ zum vorherigen Standort 11 Inertialsensorik

heureka Consult Fußsensor – Trajektorie Fusion im Smartphone 12 Inertialsensorik

heureka Consult Verbesserung der Ortung durch Fußsensor Korrektur des Magnetfeldverfahrens durch Schrittweiten- und Schrittrichtungserkennung 13 Magnetfeld Schritterkennung (Ereignis & Weite) Orientierungsvektor Schritterkennung & Orientierungsvektor Magnetfeld, Schritterkennung, Orientierung Sensorfusion

heureka Consult Bluetooth Low Energy (BLE) Bake Hohe Genauigkeit im Nahbe- reich des Funkbake (absolutes Verfahren)  Anwendung als: Setzen von Bezugspunkten für relative Ortungsverfahren Etagenerkennung in Aufzügen Erkennung des Übergangs beim Betreten oder Verlassen von Gebäuden 14 Funkbaken Prototyp des BLE-Bake

heureka Consult Übergang von Indoor-Outdoor und umgekehrt 15 Ortung Indoor  Outdoor  Indoor-Ortung wird für 60 Sekunden weitergeführt bis zuverlässige Outdoor-Ortung verfügbar Outdoor  Indoor  Bei Annäherung an das Gebäude wird ein akustischer Beacon (RTB GmbH) am Eingang zum genauen Auffinden der Tür von der App aktiviert

heureka Consult Erfassung blindengerechter Attribute 16 Indoor-Kartenmaterial Erweiterung des OpenStreetMap (OSM) Formats zur Gebäude- beschreibung Erfassung von blindenspezifischen Informationen Generierung von routingfähigen Graphen Detailkarte des Bürgeramts Berlin-Mitte

heureka Consult Besonderheiten der Indoor-Zielführung 17 Zielführung Quelle: kurze Wege und geringe Distanzen erfordern kurze und eindeutige Ansagen, Warnung vor Hindernissen, Navigation ausschließlich durch verbale Zielführungsanweisungen nicht möglich  Implementierung eines akustischen Kompasses

heureka Consult Demonstration im Bürgeramt Berlin Mitte 18 Videodemonstration

heureka Consult Entwicklung folgender Komponenten: 1.Lösungsansatz für verbesserte Outdoor-Ortung in Abschattungsgebieten 2.hochgenaue Indoor-Ortung mit nahtloser Ortung beim Übergang Outdoor-Indoor (und umgekehrt) 3.Indoor-Datenbasis durch Erweiterung der OpenStreetMap (OSM) Standards und Erfassung blindenspezifischer Attribute 4.Indoor-Routing und Zielführung mit Sprachausgabe und akustischen Kompass 5.Sicherstellung der Produktentwicklung durch Ausgründung aus Fraunhofer FOKUS 19 Zusammenfassung

heureka Consult Ich danke für ihre Aufmerksamkeit