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

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

2 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

3 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: http://kartenkunde- leichtgemacht.de/images/image025.jpg

4 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

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

6 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

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

8 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

9 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

10 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

11 heureka Consult Fußsensor – Trajektorie Fusion im Smartphone 12 Inertialsensorik

12 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

13 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

14 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

15 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

16 heureka Consult Besonderheiten der Indoor-Zielführung 17 Zielführung Quelle: http://www.zak-mediation.de/bilder/pfeilweg.jpg kurze Wege und geringe Distanzen erfordern kurze und eindeutige Ansagen, Warnung vor Hindernissen, Navigation ausschließlich durch verbale Zielführungsanweisungen nicht möglich  Implementierung eines akustischen Kompasses

17 heureka Consult Demonstration im Bürgeramt Berlin Mitte 18 Videodemonstration

18 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

19 heureka Consult Ich danke für ihre Aufmerksamkeit