Klassisch gesehen versteht man unter dem Begriff eines Navigationssystems ein Gerät mit gespeicherten Kartenmaterial, welches mit Hilfe eines GPS-Moduls Kontakt zu verschiedenen Satelliten aufnimmt, um so den Benutzer den Weg zum gewünschten Ziel aufzuzeigen.
Voraussetzung für eine solche Navigation ist allerdings eine „direkte“ Sichtverbindung zwischen dem GPS-Modul und dem Satelliten. Schon in Tunneln verliert das Navigationssystem den Kontakt.
Für solcherlei Fälle wurde zum Beispiel in vielen Autos eine Verbindung des integrierten Navigationssystem zu speziellen Fahrzeugsensoren verbaut, welche die zurückgelegte Distanz im Tunnel erkennt. Einige mobile Navis berechnen die gefahrene Geschwindigkeit in einem Tunnel anhand von Beschleunigungssensoren. Eine Neuentwicklung, an welchem unter anderem auch das Stuttgarter Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung sowie die Firma Bosch mitgewirkt haben, soll in naher Zukunft auch eine Navigation innerhalb von Gebäuden möglich machen. Eine Vorstellung dieser Technik ist auf der Messe „Sensor+Test“ in Nürnberg im Zeitraum vom 22. bis 24. Mail 2012 geplant.
Weiterentwickelter Schrittzähler
Die Technik verzichtet logischerweise aus oben genannten Gründen auf eine Zielführung im Rahmen einer klassischen GPS-Navigation. Vielmehr nutzt das System eine Art weiterentwickelten Schrittzähler in Kombination mit einer Vielzahl anderer hochsensibler Sensoren. Dank dieser Zusammenführung der unterschiedlichen Messgeräte erfasst das Modul en Detail die Bewegung und Position des Nutzers. Einsatzgebiet des Systems sollen in naher Zukunft vorrangig Messen und größere Einkaufszentren sein. Die zuständigen Entwickler und Ingenieure schafften es, die komplexe Technik auf einen fingernagelgroßen Chip zu installieren, was das System geradezu für die Nutzung in einem kompakten Smartphone oder Tablet prädestiniert.
Dabei ist die Technik nicht neu. Ähnlich eines herkömmlichen Schrittzählers registriert das System die getätigten Schritte sowie die Schrittlänge und kann so die zurückgelegte Distanz errechnen. Es ist dabei aufgrund einer Optimierung der Sensoren allerdings zu einer wesentlich genaueren Analyse der tatsächlich zurückgelegten Distanz fähig. Eine der entscheidenden Neuentwicklungen, welche erst eine Innenraumnavigation möglich macht, ist ein in dieser Kombination neuartiger Sensor, der dazu in der Lage ist, die Marschrichtung des Nutzers zu registrieren und aufzuzeichnen. „Ein so kleines Modul, das so viel kann, gab es bislang noch nicht“, stellte Harald von Rosenberg, Projektleiter für Bewegungskontrollsysteme vom Stuttgarter Fraunhofer-Institut fest.
Nutzerunabhängig
Ein weiterer Vorteil gegenüber herkömmlichen Schrittzählern besteht in der Unabhängigkeit des Geräts vom Nutzer. So müssen normale Geräte zumeist vor der ersten Benutzung mit den Daten des Nutzers, etwa dem Gewicht und der Größe, gespeist werden. So wäre eine Weitergabe des Smartphones im Rahmen einer Nutzung der Innenraumnavigation mehr als problematisch. Anders der neu entwickelte Chip zur Navigation in geschlossenen Räumen. Mit der so genannten „Sensorfusion“ verkoppelt das Modul verschiedene Sensoren untereinander. Dazu gehören unter anderem ein Magnetfeldsensor, der die Ausrichtung des Geräts anhand des Erdmagnetfelds analysiert, sowie ein Beschleunigungssensor, welcher die Beschleunigung des Körpers misst. Durch diese intelligente Verknüpfung entsteht ein sehr genaues Bewegungsmuster des Nutzers innerhalb geschlossener Räume, welches sogar in der Lage ist auch unterschiedlich große Schritte und Beinlängen automatisch zu erkennen und das alles ohne eine direkte Satellitenverbindung.
Ein kleiner Mikrocomputer ist ebenfalls Bestandteil des neuen Chips. Dieser rechnet die Sensorenwerte, wie etwa eine Gradzahl für die Blickrichtung oder eine Streckenlänge, in klare Daten um. Das Smartphone oder Tablet bräuchte somit keinen weiteren Prozessor, welcher die Rohdaten weiterverarbeiten müsste.
Problematisch ist der zumindest zur Zeit noch herrschende Mangel an geeigneten Karten, welche sich für eine Innenraumnavigation eignen würden. Experten gehen allerdings davon aus, dass wenn sich das System erst einmal bewährt hat, vor allem Messebetreiber geeignete Karten zum Download bereit stellen werden. Deutliches Interesse haben überdies große Einkaufszentren angemerkt, die diese Art der Innenraumnavigation ebenfalls ihren Kunden zur Verfügung stellen wollen. Eine Möglichkeit des Downloads der Karten wäre beispielweise ein QR-Code, welcher neben dem von vornherein in jedem Gebäude vorhandenem Lageplänen abgedruckt wird und der nach dem Abfotografieren einen automatischen Download initialisiert. Erste Indoor-Pläne stehen aber auch bereits mit Google Maps und Bing Maps zur Verfügung.
Vom 22. – 24. Mai wird das Innenraum-Navi auf der Messe Sensor+Test 2012 in Nürnberg auf dem Frauenhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 12, Stand 202 zu sehen sein.