3.3.16
Navigation auch im Tunnel und GPS-Funkloch
Eine clevere Software des Sensor-Herstellers InvenSense nutzt weitere Sensoren zur Fortschreibung der GPS-Daten auch ohne GPS.
GPS- und/oder Glonass-basierte Navigationssysteme sind seit einigen Jahren serienmäßig in so gut wie allen Smartphones enthalten. Doch sie haben einige Probleme: Bei der Einfahrt in Tunnel oder Parkhäuser verlieren sie das Signal. Und in engen Häuserschluchten können Reflexionen des GPS-Signals einen falschen Standort vortäuschen. Navigationssoftware leitet den Fahrer dann in die Irre.
Mehr
GPS- und/oder Glonass-basierte Navigationssysteme sind seit einigen Jahren serienmäßig in so gut wie allen Smartphones enthalten. Doch sie haben einige Probleme: Bei der Einfahrt in Tunnel oder Parkhäuser verlieren sie das Signal. Und in engen Häuserschluchten können Reflexionen des GPS-Signals einen falschen Standort vortäuschen. Navigationssoftware leitet den Fahrer dann in die Irre.
InvenSense, der führende Hersteller von Akzelerometern und
Gyroskopen für Smartphones, der insbesondere Apple und Samsung beliefert,
hat hierfür auf dem
Mobile World Congress 2015 in
Barcelona eine Lösung vorgestellt: Ihr IPL-System kombiniert die
empfangenen GPS-Signale mit den von weiteren Sensoren gemessenen
Daten, insbesondere den von Akzelerometern und
Gyroskopen gemessenen Beschleunigungen und Drehbeschleunigungen, aber
auch dem Luftdruck (anhand dessen Höhenänderungen leicht ermittelt
werden können) und dem Kompass. So
lange das GPS-Signal klar und stark empfangen wird, wird vor allem dieses
für die Ermittlung der aktuellen Position verwendet.
Geht das GPS-Signal verloren oder macht es
unrealistische Sprünge, verwendet die Software die Beschleunigungsdaten,
um die tatsächliche Bewegung seit dem letzten glaubhaften GPS-Wert
zu berechnen, und gibt die so errechnete aktuelle Position aus.
Auch ohne GPS-Signale bis zu 5 Minuten stabile Daten
Das Foto zeigt drei Versionen einer Wegkurve, die ein Fußgänger in
einer dicht bebauten Stadt zurückgelegt hat: Grün den tatsächlichen Weg,
blau der von GPS alleine aufgezeichnete Weg, und rot die Kombination der
Daten von GPS und den (Dreh-)beschleunigungssensoren. Zwar enthält auch der
rote Weg nennenswerte Abweichungen vom grünen, aber er springt nicht so
total absurd hin und her wie der blaue Weg.
Eine Fußgänger-Navigations-App, die
den zurückgelegten Weg zusätzlich noch mit Kartendaten abgleicht, hätte
mit den roten Daten kein Problem, den tatsächlichen Wegverlauf zu
rekonstruieren, während sie mit den blauen Daten so manchen
vermeintlichen Umweg des Nutzers zusätzlich registrieren würde.
Nach Angaben von InvenSense sind die Daten nach Verlust des
GPS-Signals auch ohne Abgleich mit Kartendaten bis zu 5 Minuten lang
ausreichend stabil. Mit zunehmender Zeit addieren sich die zufälligen
Messfehler der Beschleunigungssensoren jedoch immer weiter auf, so dass
die errechnete Position immer ungenauer wird. Durch den Abgleich mit
Kartendaten könnte auch hier der Zeitraum, in dem die Genauigkeit noch
ausreichend hoch ist, aber weiter verbessert werden.
Navigation in der U-Bahn-Station bis zum richtigen Gleis?
Aber auch 5 Minuten Fortschreibung der Daten reichen beim Autofahren
in vielen Fällen aus, um zum Beispiel Abfahrten im Tunnel genau anzeigen
zu können. Und die Fußgängernavigation könnte die Nutzer künftig im
Bahnhof oder in einer U-Bahn-Station sogar den Weg zum richtigen Gleis
anzeigen, und im Zug dann ankündigen, wenn sie wieder aussteigen müssen.
Das genau definierte Fahrverhalten der U-Bahn - die Züge folgen exakt dem
Gleis, mit Stopps an jeder Station - dürfte den Zeitraum, in dem die
Daten auch ohne GPS stabil gehalten werden können, wahrscheinlich auf
dutzende Minuten verlängern.
Die recht genaue Ermittlung der insgesamt
zurückgelegten Strecke ist nämlich auch in der U-Bahn wichtig. Manchmal
halten die Züge außerplanmäßig im Tunnel, wenn zum Beispiel das
Gleis in der nächsten Station noch nicht frei ist. Folglich reicht es
nicht, die Zahl der Stopps mitzuzählen. In anderen großen
Gebäuden, zum Beispiel Einkaufszentren, wären hingegen weitere Daten
für eine dauernde genaue Lokalisierung nötig, zum Beispiel die jeweils
lokale Empfangsstärke der im Gebäude fest installierten W-LAN-Sender.Mehr
# posted by claus_kirche @ 20:56 
