Ubiquitäre Kartographie für Fußgängernavigation

Ziel des vorliegenden Projektes ist es, Möglichkeiten der Vermittlung standortbasierter Informationen mittels Navigationshilfen in einem ubiquitären Netzwerk aufzuzeigen und zu diskutieren. Dadurch soll die Wegfindung in "smart environments" verbessert werden. Die zu Grunde liegende Hypothese lautet, dass ubiquitäre Kartographie durch die Verwendung verschiedenster Präsentationsformen die Vermittlung angepasster Routeninformation ermöglicht und dadurch den Wegfindungsprozess optimiert. Unter ubiquitärer Kartographie wird die "technologische und soziale Entwicklung von mobilen kabellosen Technologien, mit deren Hilfe Kartendaten präsentiert, analysiert und beeinflusst werden können", verstanden. Bislang gibt es wenig Erfahrungen in diesem Bereich. Durch die kollaborative Zusammenarbeit von Experten aus den Bereichen Ingenieurgeodäsie und Kartographie, die spezialisiert auf die Kommunikation von standortbasierten Informationen und dem Navigationsverhalten von Fußgängern sind, können innovative Methoden geschaffen werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Positionierungsmethoden, bei denen üblicherweise die Position des Benutzers bestimmt wird, basiert ubiquitäre Kartographie auf intelligenten Umgebungen, die mit Sensoren bestückt sind, welche Informationen über ihren Standpunkt an den User übermitteln. Um die Lokalisierung im ubiquitären Umfeld zu verbessern, sollen unterschiedliche Techniken und Sensoren getestet und aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen ein wissensbasiertes Multisensorsystem entwickelt werden. Darüber hinaus wird davon ausgegangen, dass ubiquitäre Navigationssysteme vom Navigationsverhalten des Benutzers lernen und sich daher an die individuellen Bedürfnisse während der Benutzung des Systems anpassen können. Um das Leitsystem auch tatsächlich für den jeweiligen Nutzer zu adaptieren, wird das generelle Routenwahlverhalten von Fußgängern untersucht, wobei Mobilitätsstile definiert werden. Außerdem wird das hohe Potential an Interaktionsmöglichkeiten in einer "smart environment" aufgezeigt, indem Techniken zur sinnvollen Speicherung von persönlichen Präferenzen oder Erfahrungen für nachfolgende Besuche an bestimmten Stationen untersucht werden. Dabei wird auch die Verwendung von emotionalen Landmarken analysiert. Um die Ergebnisse dieser Untersuchungen zu testen, wird im Projekt eine konkrete Anwendung exemplarisch implementiert: die Führung von Besucher in Einkaufszentren und Einkaufsstraßen entlang eines gewünschten Weges. Durch die Demonstration in Form dieses Prototyps können die Forschungsergebnisse evaluiert und dadurch die anfangs aufgestellte Hypothese verifiziert werden.

Die Navigationsunterstützung von Fußgängern in einer gemischten "Indoor/Outdoor" - Umgebung umfasst eine Reihe von Herausforderungen. Das Projekt "Ubiquitäre Kartographie für Fußgängernavigation" hat erfolgreich einige davon untersucht, und zwar die Frage welche Sensoren und Algorithmen für die Positionsbestimmung des Fußgängers verwendet werden können, die Frage inwiefern das Verhalten des Fußgängers vorhersagbar ist, weil es bestimmten Mustern folgt, und schließlich die Frage wie "smarte" Umgebungen verwendet werden können um adaptive mobile Navigationsunterstützung zu ermöglichen und damit den Wegfindungsprozess eines Nutzers zu optimieren. Für die Frage der Positionsbestimmung wurden im Wesentlichen interessante Resultate hinsichtlich der Verwendbarkeit von "low-cost" Sensoren wie "RFID" und "INS" erzielt. Ein Konzept mit verschiedenen Algorithmen wurde entwickelt, implementiert und in einem "real world scenario" getestet. Für die kombinierte Positionierung von RFID und INS konnte eine ungefähre Genauigkeit von etwa 1.00 m bei der kontinuierlichen Positionsbestimmung erzielt werden. Im zweiten Teil des Projektes wurden Unterschiede des raum-zeitlichen Verhaltens von Fußgängern identifiziert. Das Resultat einer breit angelegten Untersuchung in einer Einkaufsstraße und einem Einkaufszentrum zeigt deutlich, dass unterschiedliches Fußgängerverhalten ableitbar ist, welches durch Verschneidung mit Profilinformationen die Bildung einer Typologie des Fußgängerverhaltens ermöglicht. Im dritten Teil des Projektes konnte schließlich gezeigt werden, dass mobile Navigationssysteme von "intelligenten" Umgebungen profitieren können. Erreicht werden kann das durch die direkte Interaktion von Nutzern mit der Umgebung und der Akquisition von nutzer-generierten Inhalten (z.B. Bewertungen, Kommentare, Trajektorien). Diese können genutzt werden, um adaptive und damit individuelle Wegfindungsunterstützungen zu generieren.