Mobile IT Nahtlose Indoor/Outdoor Lokalisierung, Navigation und Informationsdienste

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1 FZI Forschungszentrum Informatik an der Universität Karlsruhe Mobile IT Nahtlose Indoor/Outdoor Lokalisierung, Navigation und Informationsdienste Oliver Bringmann 1 RESEARCH ON YOUR BEHALF Mobile IT in der Mobilitätswirtschaft Nahtlose Lokalisierung, Navigation und Information Idee/Auftrag Produktion Transport Verkauf 2 Intermodale Kette der Mobilität Durchgängige Überwachung und Koordinierung des Produktlebenszyklus Transport spezifische Gebührenerhebung und Berichte Vernetzte Mobilität mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln Standortbezogene Dienste Probleme: Roaming zwischen unterschiedliche Lokalisierungstechnologien Schnittstellen Integrität

2 Lokalisierung und Navigation Was gibt es heute? Wo sind die Grenzen? Ziele Größtmögliche Unterstützung des Menschen durch umfassende mobile Assistenzfunktionen und Dienste Navigationshilfen, die auf den Anwender und seine Umgebung reagieren Zukünftige praktische Anwendungen neuer Mobiltechnologien Beispiel 3 Lokalisierung und Navigation Ziele Ziele Größtmögliche Unterstützung des Menschen durch umfassende mobile Assistenzfunktionen und Dienste Navigationshilfen, die auf den Anwender und seine Umgebung reagieren Zukünftige praktische Anwendungen neuer Mobiltechnologien Szenario Mobile IT zur dynamische Navigation von Person zu Person innerhalb und außerhalb von Gebäuden 4

3 Satellitenaufnahmen und Straßenkarten werden mit Gebäudeplänen kombiniert Bei Betreten eines Gebäudes erhält der Besucher die benötigten Informationen zur Indoor Navigation Eine graphische Nutzerschnittstelle liefert Lokalisierungsund Navigationshinweise Mobile IT Navigationsassistenz GPS basierte Navigation außerhalb von Gebäuden, Kombination unterschiedlicher Lokalisierungsverfahren innerhalb Gebäuden Steigerung der Genauigkeit durch weitere Sensorik (Laserscanner, Tiefenbildkameras, Bluetooth) Nahtloses Umschalten zwischen Indoor und Outdoor Navigation durch Schrankenfunktion (z.b. per GPS Daten, WLAN, Bluetooth) 5 Augmentierung navigationsrelevanter Informationen Richtung zum Zielobjekt Warnhinweise zu Hindernissen Informationen zur Befahrbarkeit der Bodenfläche Warnung vor Kollisionen bei Türdurchfahrten Mobile IT Indoor-Lokalisierung beweglicher Ziele WLAN: Lokalisierung anhand Feldstärke/Signallaufzeit Bestehende Infrastruktur Client oder Server basiert Geringe Genauigkeit (Abweichung ca. 5 m) Weitere Technologien: Lokalisierungs-Server PoE-Switch Ultra Wide Band: Lokalisierung anhand Ethernet- Datenverbindung von Signallaufzeiten und Einfallswinkel Hohe Genauigkeit (Abweichung ca. 15 cm) Zeit- Synchronisation Clients Bluetooth: Lokalisierung anhand der Feldstärke Schrankenfunktion Viele Landmarken notwendig Mittlere Genauigkeit (Abweichung ca. 1 m) RFID: Lokalisierung anhand von Detektionsrate oder Feldstärke Schrankenfunktion Geringe Reichweite QR Code: Lokalisierung durch Fotografieren von Barcodes mit Positionsdaten ZigBee: Lokalisierung anhand der Feldstärke Odometrie: Integration von Odometriedaten in die Lokalisierung 6

4 Mobile IT Tür-zu-Tür-Navigation Outdoor: Outdoor: Outdoor/ Indoor: Lokalisierung mittels GPS und künftig Galileo Der Benutzer wird vor potentiellen Gefahren wie z.b. Stufen, hohe Absätze, usw. gewarnt. Das mobile Endgerät erkennt mittels Bluetooth Schranke das Betreten des Gebäudes. 7 Indoor: Indoor: Tür zu Tür Navigation: Positionsbestimmung über Ultra Wide Band Sensor Netzwerk (UWB) und WLAN Auf dem mobilen Gerät wird der Weg zum Gesprächspartner angezeigt. Navigation direkt zum Gesprächspartner. 8 Mobile IT Ausgewählte Anwendungsszenarien Vernetzte Mobilität mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln Intermodale Kette der Mobilität: Stadtmobil, DB Fahrräder, Segway, ÖPNV Optimierungsziele: umweltschonend, Barrieren frei, zeitoptimierend Barrieren freie Mobilität Bedarfsgerechte Navigationsplanung Berücksichtigung von Treppen, Hindernissen, Ampeln, Überwegen, Bordsteinen Warnung vor bewegten Objekten Messe und Museumsführer Navigation zu Messeständen (in den Hallen und im Freigelände) Standortbezogene Informationen zu Ausstellern und Exponaten Mobile Assistenz auf Flughäfen, Bahnhöfen, Einkaufszentren Gate zu Gate, Waggon zu Waggon, Produktinformationen, Führung und Lokalisierung von Einsatzkräften bei Großveranstaltungen im Katastrophenfall (z.b. Lokalisierung verletzter Personen inkl. Bereitstellung von Gesundheitsinformationen) Koordination auf Großereignissen, in Krankenhäusern, in der Logistik,

5 Schneller und effizienter zu Innovationen durch partizipative Forschung im FZI Living Lab Mobile IT Wir stellen Ihnen neueste Technologien zur Entwicklung und Evaluierung Ihrer Mobile IT Lösungen zur Verfügung Wir beschränken uns nicht auf eine saubere Laborumgebung, sondern erproben Ihre und unsere Ideen in Real Life Szenarien FZI Living Lab Mobile IT 9 Fragenkomplex Sicherheit/Datenschutz Gibt es Grenzen der Transparenz? Was akzeptiert der Benutzer? Wie werden Authentifizierungs /Bezahlvorgänge in freien Netzen abgesichert? Was sind die notwendigen Integritäts Layer? Stellt Galileo Lösungen bereit? Wie wichtig wird die Zertifizierung von standortbezogenen Transaktionsvorgängen? 10

6 Fragenkomplex Nahtlose Indoor/Outdoor-Navigation Auf welche Infrastruktur innerhalb von Gebäuden könnte bereits heute zugegriffen werden? Welche Infrastrukturen innerhalb von Gebäuden stehen zukünftig zur Verfügung? Wer bezahlt die Installation? Wieviel Interaktion wird vom Benutzer beim Übergang Indoor/Outdoor erwartet? 11 Fragenkomplex Navigationsassistenz Welche Akzeptanz erwarten Sie von einer bedarfsgerechten Navigationsplanung (umweltschonend, Barrieren frei, zeitoptimierend)? Welche Rolle wird die semantische Navigation einnehmen (Berücksichtigung von Treppen, Hindernissen, Ampeln, Überwegen, Bordsteinen, )? Wird eine 3D Kartographie benötigt? Welche Erwartungen setzen Sie in Galileo? 12

7 Fragenkomplex Anwendungen Welchen Mehrwertdienst könnten Sie beisteuern? Wie beurteilen Sie die Chancen einer vernetzte Mobilität mit unterschiedlichen Verkehrsmitteln (DB Fahrräder, Stadtmobil, ÖPNV, Bahn, Flugzeug)? Wie bewerten Sie die Akzeptanz von Mobilitäts Pools das Auto zum Mitnehmen? Wie möchten Sie zu Ihrem Gesprächspartner navigieren (in großen Gebäudekomplexen, auf Messen, )? Wie bewerten Sie elektrische Mobilitätshilfen für den Individualverkehr? 13

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