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Grundprinzipien der Positionierung

Die Positionierung in Innenräumen erfolgt nach dem gleichen Prinzip wie die Positionierung unter freiem Himmel über das bekannte Global Positioning System (GPS). Das GPS ist ein globales Navigationssatellitensystem zur Positionsbestimmung. Es benötigt, um zuverlässig zu funktionieren, eine freie „Sichtverbindung“ zu mehreren Satelliten (theoretisch drei, in der Praxis sechs bis zwölf Satelliten). Diese Bedingung kann bereits im Außenbereich durch landschaftliche oder architektonische Gegebenheiten eingeschränkt sein, in Innenräumen besteht kaum eine Chance auf ungestörten GPS-Empfang.

Aus den Signallaufzeiten können GPS-Empfänger ihre eigene Position und Geschwindigkeit berechnen. In Kombination mit Geoinformationen (Topologie-, Straßen-, Luft- oder Seekarten) ermöglichen diese Positionsinformationen eine Zielführung zu einem gewählten Ort oder eine Route unter Beachtung gewünschter Kriterien. Noch vereinfachender zusammengefasst: Sender senden Funksignale an einen Empfänger. Der Empfänger interpretiert diese Signale und errechnet seine Position innerhalb einer gegebenen Topographie. Die Prinzipien dahinter sind Trilateration und Triangulation.

 

Die genannten drei Elemente – Sender, Empfänger, Umgebungsinformation – finden sich genauso auch in funkbasierten Indoor-Navigationssystemen, insbesondere bei der Indoor-Navigation mit Hilfe von Bluetooth Low Energy Sendern, den sogenannten iBeacons.

Beacons senden ausschließlich Informationen zur eigenen Identität. Der einmalige Fingerprint jedes Beacons setzt sich aus den Werten UUID, Major- und Minor-ID zusammen. Die UUID (Universally Unique Identifier) ist ein in der Softwareentwicklung gängiger Standardidentifikator. Mit Hilfe der UUID können alle Beacons eines Netzwerks identifiziert werden. Beispielsweise werden unter der UUID alle Beacons unter der Kontrolle eines bestimmten Betreibers von Einkaufszentren zusammengefasst. Die Major-ID bezeichnet dann alle Beacons innerhalb eines bestimmten Einkaufszentrums, die Minor-ID einen ganz bestimmten Beacon innerhalb des Einkaufszentrums. Positionierung mit Hilfe von Licht wie sie beispielsweise das Indoor Positioning System von Philips Lighting nutzt, arbeitet mit speziellen LEDs, die als „Sender/Satellit“ fungieren. Ihre Lichtsignale übertragen eine für jede Leuchte individuelle Codierung, die entsprechende Informationen zu ihrer Position enthält.

Ein mit einer entsprechenden App ausgestattetes Smartdevice, ein Smartphone oder ein Tablet, kann Beacon-, Licht– oder WLAN-Signale anhand ihrer Stärke und mit Hilfe der als „Floorplan“ hinterlegten topographischen Informationen interpretieren und seine eigene Position, also die Position des Nutzers, innerhalb der durch Beaconsignale abgedeckten baulichen Einheit bestimmen. Aus der Position lässt sich eine Route zu einem beliebigen Point of Interest innerhalb der Beacon-Installation, also des durch Signale abgedeckten Bereichs errechnen und anzeigen.