Navigationssystem
Ein Navigationssystem ist ein technisches System, das mit Hilfe von Positionsbestimmung (Satellit, Funk, GSM bzw. inertes oder autonomes System) und Geoinformationen (Topologie-, Straßen-, Luft- oder Seekarten) eine Zielführung zu einem gewählten Ort oder eine Route unter Beachtung gewünschter Kriterien ermöglicht.
Aufbau
Das eigentliche, auf Funknavigation basierende System ist meist zweiteilig. Es besteht aus einer Empfangseinheit, die Funksignale mehrerer kodierter Sender auf ihre Laufzeit hin untersucht. Aufgrund dieser Daten berechnet es seinen aktuellen Standort (zur Abgrenzung siehe auch Inertiales Navigationssystem). Die meisten bzw. fast alle der gängigen heute erhältlichen Navigationsgeräte benutzen das US-amerikanische NAVSTAR GPS zur Positionsbestimmung. Eine Erläuterung des Funktionsprinzips des GPS-Systems findet sich ebenda oder im Artikel GPS-Technik.
Die sichere Berechnung ist möglich, sobald drei Signale empfangen werden, denn nur dann können unweigerliche Uhrenfehler im Empfänger ausgeglichen werden. Bei einem vierten Signal lässt sich zusätzlich die Meereshöhe bestimmen. Wenn weitere Satellitensignale vorliegen, erhöht dies die Präzision der Berechnung. Damit ergibt sich die geographische Position in Breitengrad und Längengrad, wobei die höchste Genauigkeit heute bei etwa zehn Metern liegt. Ergänzt wird das System meist durch einen elektronischen Kompass, so dass außer der Position auch die Bewegungsrichtung des Benutzers bekannt ist. Mit der Einbeziehung des Dopplereffekts ist auch eine Berechnung der aktuellen Geschwindigkeit des Empfängers möglich.
Navigationssysteme übertragen diese Daten heute in der Regel in digitale Karten und können somit nicht nur die Position in Koordinaten angeben, sondern auch ein grafisches, benutzerfreundlicheres Abbild der Position in einer digitalen Karte erzeugen. Durch das Vorhandensein von Kartenmaterial im Navigationssystem besteht die Möglichkeit, nach Eingabe von Zielkoordinaten eine Route vom momentanen Aufenthaltsort zum gewünschten Zielort zu erhalten. Dabei wird nicht die Luftlinie zwischen Ausgangsposition und Ziel angezeigt, sondern ein Weg über Verkehrswege, wie sie im Kartenmaterial hinterlegt sind, der mittels eines so genannten Routing-Verfahrens bestimmt wurde. Somit besteht die Möglichkeit, sich vom Navigationssystem auch in unbekannter Umgebung zum Ziel führen zu lassen. Die Empfehlungen zur Route erfolgen meist durch Anzeige auf dem Display und gesprochene Abbiege-Anweisungen.
Das Berechnen einer Route über die Verkehrswege des Straßenverkehrs, in dem oft eine Vielzahl von Straßen zum gewünschten Ziel führen, stellen hohe Anforderungen an das System. Verkehrsführungen wie Brücken, Einbahnstraßen, Sackgassen, Fähren oder ähnliches müssen beachtet werden. Da im Straßenverkehr auch Geschwindigkeitsbegrenzungen und zu erwartende Durchschnittsgeschwindigkeiten zu beachten sind, bieten fast alle Navigationssysteme an, Routen nach verschiedenen Kriterien zu berechnen, beispielsweise Minimierung der Fahrzeit, Minimierung der Fahrstrecke, Vermeidung von Autobahnen, Vermeidung von Mautstraßen.
Geschichte
Die ersten Navigationssysteme waren das sogenannte LORAN-C (Long Range Navigation), das zu Beginn des Zweiten Weltkrieges entwickelt wurde und zunächst als Navigationserleichterung für Kampfflugzeuge diente, sowie das ursprünglich „QM“ genannte Decca, das zur maritimen Navigation eingesetzt wurde.
LORAN-C besteht aus 19 Sendestationen, die weltweit verteilt sind. Eine Station dient als Hauptsender, die anderen als Nebensender. Aus der Zeitdifferenz der Signale kann die Position errechnet und anhand einer Karte bestimmt werden.
Für die maritime Navigation war OMEGA ein Funknavigationssystem zur weltweiten Positionsbestimmung, das von 1968 bis 1997 in Betrieb war.
Heute beruhen die meisten Systeme auf dem US-amerikanischen GPS-Satellitennavigationssystem. Der Einsatz begann im Bereich des Flugverkehrs und weitete sich dann auf die Schifffahrt aus. Seit den 1990er Jahren finden Navigationssysteme auch Einzug in andere Bereiche, z. B. den Straßenverkehr. Neu hinzugekommen sind auch Einsatzgebiete im Outdoor-Bereich wie Wandern, Radsport oder Geocaching.
Die aktuellen Satelliten-Navigationssysteme bestehen meist aus der Kombination von einem GPS-Empfänger und einer elektronisch gespeicherten Karte. Es gibt jedoch auch Navigationssysteme, die sich die benötigte Karten-Information aus dem Internet herunterladen, z. B. Google-Maps auf Smartphones.[1]
Geschichte
1981 brachte Honda in Kooperation mit Alpine Electronics erstmals ein Auto-Navigationssystem, den Electro Gyrocator, auf den Markt. Im Heck des Fahrzeugs befand sich ein Vakuumtank, in dem ein aus der Luftfahrt übernommener Drehwinkelsensor Richtungsänderungen erfasste. Gemeinsam mit einem Wegstreckensensor lieferte er ein Signal, aus dem der Bordrechner eine der zurückgelegten Fahrstrecke entsprechende Linie berechnete, die auf einem Monochrom-Monitor in der Mittelkonsole des Wagens angezeigt wurde. Zur geographischen Orientierung musste der Fahrer eine transparente Karte vor den Monitor spannen und die angezeigte Wegstrecke mit dem dazu passenden Straßenverlauf auf der Karte zur Deckung bringen. Der Electro Gyrocator war jedoch noch kein Navigationssystem im heutigen Sinne, da er weder den absoluten Standort des Fahrzeugs ermitteln noch dem Fahrer Vorschläge zur Routenwahl machen konnte.
Im Jahre 1982 entwickelte die Blaupunkt GmbH in Hildesheim den „Elektronischen Verkehrslotsen für Autofahrer“ kurz EVA. Die Ortung beruhte auf der Erfassung mittels Radsensoren. Der Nutzer erhielt die Fahranweisungen mit Hilfe einer Sprachausgabe. EVA wurde 1983 offiziell vorgestellt. Es war somit das erste autarke Navigationssystem.
1984 hat VDO in Kooperation mit einem Straßenkartenverlag das System City-Pilot vorgestellt. Kern dieses als „elektronisches Navigationssystem“ beworbenen Gerätes war ein Erdmagnetfeld-Sensor, der die ungefähre Position des Fahrzeugs ermittelte. Jede Seite der Karte enthielt einen Barcode mit den zum Mittelpunkte des jeweiligen Kartenausschnittes gehörenden Koordinaten. Über ein Lesegerät konnte der Barcode erfasst werden, womit keine straßengenaue, sondern lediglich eine Navigation in den zugehörigen Kartenausschnitt möglich war. Das VDO-System unterstützte den Fahrer bei der Navigation, indem es ihm die Himmelsrichtung und die Entfernung (Luftlinie) zum Zielkartenausschnitt anzeigte.[2]
1985 brachte die kalifornische Firma Etak den Navigator auf den Markt, der noch ohne GPS-Daten arbeitete. Nach Eingabe der Position mittels einer digitalisierten Karte auf einem kleinen, grün leuchtenden Bildschirm orientierte sich der Navigationscomputer anhand von zwei Radsensoren und einem Kompass im digital abgespeicherten Straßennetz. Wegen der geringen Speicherkapazität mussten immer wieder Daten von einem Data-Kassettenrecorder in das Gerät überspielt werden, was den Betrieb umständlich machte. Da die finanziellen Möglichkeiten der Firma begrenzt waren, konzentrierte sie sich später auf die Herstellung digitaler Landkarten und verkaufte Gerätelizenzen an Blaupunkt (Deutschland), Clarion (Japan) und Delco (USA).
1987 hat Toyota im Crown die weltweit ersten CD-ROM-basierten PKW-Navigationssysteme eingeführt.[3][4]
Im Jahre 1989 brachte Bosch über seine Tochterfirma Blaupunkt das TravelPilot IDS auf den Markt. Dieses System navigierte mittels Informationen von Radsensoren sowie einer gespeicherten digitalen Straßenkarte. Pioneer folgte 1990 mit dem ersten GPS-gestützten Auto-Navigationssystem.
1990 wurde das weltweit erste eingebaute GPS-Navigationssystem im Luxus-Coupé Mazda Eunos Cosmo eingeführt, und zwar das Car Control System (CCS).[5][6] Toyota hat 1991 die ersten ab Werk integrierten GPS-Navigationssysteme (inklusive Farbmonitor) im Crown und Soarer, ab 1992 die weltweit ersten mit Sprachangabe im Celsior eingeführt.[7] Das erste Auto eines europäischen Herstellers, das ab Werk mit einem Navigationssystem angeboten wurde, war 1994 der BMW 7er.[8]
Mit dem Wegfall der gezielten Verschlechterung des GPS-Signals durch das US-Militär im Jahr 2000 wurde die rein GPS-gestützte Navigation auch im PKW erschwinglich. Vor diesem Zeitpunkt betrug die Genauigkeit rund 100 m, weshalb für eine präzise Navigation vor allem in Stadtbereichen zusätzliche Hilfsmittel (Radsensoren, Kreiselkompass) notwendig waren. Diese sind heute nur noch zur Aufrechterhaltung der Navigation unter schlechten Empfangsbedingungen (z. B. in „Straßenschluchten“ oder Tunneln) nötig.
Heute gibt es im Privatkundenbereich GPS-gestützte Navigationssysteme in Form von Auto-Festeinbauten (z. B. Autoradios von Drittanbietern), als transportables Stand-alone-Gerät oder auch als Software-Erweiterung für PC, PDA oder Mobiltelefone.
Anforderungen
Bei kurzzeitigem Signalausfall (Tunnel) braucht man Systeme, die die aktuelle Position extrapolieren.
Die Ideallösung bestünde in einer Inertial-Komponente, die ihre Position nach Wegfall des Funksignals durch Informationen eines Trägheitssystems interpoliert. Solche Systeme werden in Flugzeugen eingesetzt (INS) und können dort zur autonomen Navigation verwendet werden. Allerdings sind solche Systeme sehr teuer und für Fahrzeuge mit einer hohen Dynamik in ihrer Bewegung (häufiger Wechsel der Richtung und der Geschwindigkeit) nur mit hohem Aufwand genau genug.
Fest eingebaute Systeme in Kraftfahrzeugen (Werkseinbauten) überbrücken Bereiche ohne Satellitenkontakt zusätzlich durch Radsensoren, die die zurückgelegte Strecke relativ genau und Richtungswechsel mit hinreichender Genauigkeit nachführen können.
Bei mobilen Geräten muss die Software diese Berechnung leisten: Fällt das Signal aus, gehen diese Systeme davon aus, dass der Fahrer sich an die vorgegebene Route hält und seine Geschwindigkeit nicht ändert.
Die wesentliche Besonderheit bei Kfz-Navigationssystemen ist die Routenplanung, die in dieser Form und vor allem in dieser Komplexität weder in der Schifffahrt noch in der Luftfahrt so gefordert ist.
Möglichkeiten
Wie bereits oben erwähnt, ist mit Hilfe von Navigationssystemen auch ein Navigieren in unbekannten Gebieten möglich. Nachdem das Gerät alle notwendigen Daten zu Verfügung hat (derzeitige Position, aktuelles Kartenmaterial und gewünschter Zielort), ist keine weitere Bedienung mehr notwendig. Ein häufiger Blick auf die Karte zur Positionsbestimmung mittels Straßennamen entfällt gänzlich, sofern das System einwandfrei funktioniert, was Zeit und Mühe spart.
Moderne Systeme empfangen zusätzlich TMC oder TMCpro und berechnen bei Staus selbstständig oder auf Wunsch eine Umleitungsroute. Dabei wird nicht nur das Vorhandensein einer Behinderung als Grund für die Umleitung angesehen, sondern die zu erwartende Verspätung (stockender Verkehr, Stau, Unfall sowie Vollsperrung haben systembedingt andere Werte, die jedoch auch manuell geprüft über TMC verbreitet werden) bei einem Betroffensein von der gemeldeten Behinderung. Parallel dazu wird eine Umleitungsroute berechnet und die benötigte Zeit zum zurücklegen mit dem Zeitaufwand der ursprünglichen Strecke plus der zu erwartenden Verspätung verglichen. Erst wenn ein Umgehen der Störung sinnvoll ist (= Zeitersparnis) berücksichtigt das Navigationssystem die Meldung. Der TMC-Dienst ist vor allem im Ausland sehr angenehm, da man die verlesenen Verkehrsmeldungen nicht mehr verstehen können muss bzw. sie aufgrund einer einheitlichen internationalen Codierung auf dem System in der gewünschten Sprache dargestellt werden. Dieses Signal steht allerdings nicht in allen Ländern (kostenlos) zur Verfügung.
Je nach Kartenmaterial können sogenannte POI (Points of Interests) angesteuert werden. Diese Punkte sind mit ihren Eigenschaften (Tankstelle, Raststätte, Restaurant o. Ä.) und ihren Koordinaten auf der Karte gespeichert. Um Eingabezeit zu sparen, steht oft auch ein Speicher für wichtige Ziele zu Verfügung, welche häufig angefahren werden.
Darüber hinaus werden manche Navigationssysteme mit einem Warndienst für Radarfallen oder Ampelblitzer ausgestattet. Moderne Navigationssysteme oder Smartphone-Apps können mit Hilfe einer Internetverbindung über das Mobilfunknetz auch Daten über mobile Radarkontrollen empfangen, sofern diese von anderen Nutzern gemeldet wurden. Allerdings ist der Betrieb derartiger Systeme in Deutschland gemäß § 23 Abs. 1b StVO während der Fahrt auf öffentlichen Straßen verboten. Auch in anderen Ländern, unter anderem in Österreich, ist ein Betreiben solcher Informationsdienste während der Fahrt nicht gestattet. Das Heranziehen solcher Informationen zur Routenplanung ist jedoch legal.
Navigationssysteme in Kraftfahrzeugen bringen Vorteile, wenn auch eine gewisse Häufung von Unfällen zu beobachten ist, die auf Ablenkung des Fahrers durch die Bedienung des Gerätes beruhen. Untersuchungen haben ergeben, dass vor allem bei der Fahrt in unbekannten Städten rund 50 % der Konzentration für das Ablesen von Wegweisern, das korrekte Einordnen und Kontrolle der eigenen Position und somit für die Navigation benötigt wird. Zudem geht man davon aus, dass bis zu 30 % der Verzögerungen im städtischen Kfz-Verkehr, besonders durch Staus, durch Personen verursacht werden, die auf der Suche nach einer bestimmten Adresse oder einer Parkmöglichkeit sind. Oftmals verleitet die Angst, eine Abfahrt zu verpassen und nicht mehr zurückzufinden, insbesondere weniger geübte Fahrer zu riskanten Fahrmanövern (hastige Spurwechsel, starke Bremsmanöver etc.) und steigert somit die Unfallgefahr.
Mittlerweile sind für mobile PDA- und PNA-Navigationsgeräte darüber hinaus umfangreiche Aufrüstungen mit nachträglich aufspielbarer Software möglich. Die Aufrüstmöglichkeiten reichen von tagesaktuellen POI-Datenbanken bis hin zu nachladbaren Anwendungen, Hörbüchern, Filmen und Geocaching-Anwendungen sowie Wanderkarten.
Beispiele für Zusatzmöglichkeiten im Navigationssystem sind somit:
- TMC oder TMCpro
- POIs
- Multimedia-Anwendungen
- Geocaching
Bauformen
Die älteste Bauform von Kfz-Navigationssystemen sind so genannte Werkseinbaugeräte. Seit Anfang der 1990er Jahre bieten verschiedene Automobilhersteller Kfz-Navigationssysteme als Sonderausstattung an. Diese Systeme bestehen aus einer GPS-Antenne, die in der Regel am Dach des Kraftfahrzeuges montiert wird, einem Steuergerät, über das die Benutzereingaben getätigt werden, einem Massenspeicher, von dem das Kartenmaterial gelesen wird, und mindestens einem Display, über das die Fahrempfehlungen ausgegeben werden.
Bei älteren Geräten befindet sich der Massenspeicher und die Bedieneinheit im Kofferraum, die Fahrempfehlungen werden über ein kleines Display hinter dem Lenkrad, manchmal auch akustisch über das Autoradio ausgegeben.
Bei modernen Geräten sind Laufwerk und Bedieneinheit oft im Autoradio integriert. Bei ausreichender Arbeitsspeicherausstattung kann das als Massenspeicher verwendete CD- bzw. DVD-Laufwerk nach Berechnung der Route während der Fahrt trotzdem als Musikabspielgerät verwendet werden. Diese Geräte sind oft höher als normale Autoradios (meist zweifach DIN-Schacht) und ermöglichen daher auch größere Bildschirme. Ausführungen mit Farbbildschirm (zum Beispiel das Radio Navigation System MFD) zeigen oft eine straßenkartenähnliche Darstellung der näheren oder weiteren Umgebung, während Geräte mit Monochromdisplay meistens nur Richtungspfeile als Fahrtrichtungs-Symbol zeigen. Der große Vorteil dieser Bauart ist, dass neben dem GPS-Signal oft auch andere Informationen wie beispielsweise Tachoimpulse oder Informationen eines Richtungssensors zur Verfügung stehen, die auch dann eine genaue Positionierung erlauben, wenn das GPS-Signal zu schwach oder kurzzeitig ganz abgeschirmt ist. Zudem können für die Richtungsansagen die Autolautsprecher dienen, währenddessen die Lautstärke der Radio- bzw. Musikwiedergabe automatisch abgesenkt wird.
Trotzdem hat sich, nicht zuletzt wegen der extremen Preisdifferenz und der Innovationsmüdigkeit der Kfz-Hersteller, in den letzten Jahren der Verkaufsanteil von portablen Navigationssystemen wesentlich rasanter entwickelt. Im Jahr 2006 wurden in Europa ca. neun Millionen tragbare Navigationssysteme verkauft, im Vergleich zu vier Millionen fest eingebauter durch die Automobilhersteller. Mit der weiten Verbreitung von Smartphones, die zumeist über ein ausreichend großes Display und einen präzisen A-GPS-Empfänger besitzen, sinken die Verkaufszahlen von tragbaren Navigationsgeräten zunehmend. Fast alle bekannten Hersteller von tragbaren Navigationssystemen – wie etwa TomTom, NAVIGON oder Route 66 – bieten eine App mit äquivalentem Funktionsumfang. Der Vorteil dieser Geräte ist, dass der Benutzer sie meistens bei sich trägt und direkt zu eingespeicherten Kontaktadressen navigieren kann. Bei bestehender Internetverbindung können auch hochauflösende Stauinformationen abgerufen werden, die – anders als bspw. TMC – auch kleine Nebenstrassen berücksichtigen.
Bei der Nutzung von Navigationssystemen am Motorrad empfiehlt sich der Einsatz einer Motorrad-Gegensprechanlage.
Viele Navigationssysteme haben den Nachteil, dass keine freie Auswahl des Kartenmateriales möglich ist, sondern ausschließlich Karten des jeweiligen Herstellers verwendet werden können. Aus diesem Grunde wurde die Physical Storage Format Initiative ins Leben gerufen, ein Zusammenschluss von Autoherstellern, Systemherstellern und Kartendatenlieferanten, die gemeinsam ein Standardformat für Navigationsdatenbanken erarbeiten. Dieses soll in Zukunft die Nutzung des Kartenmaterials in unterschiedlichen Navigationssystemen ermöglichen.[9]
Durch die vermehrte Verbreitung von Navigationsgeräten im Straßenverkehr und das blinde Vertrauen mancher Autofahrer in die Ansagen hat es eine Vielzahl von Verkehrsdelikten, aber auch von schweren Unfällen gegeben. Die Polizei erwägt derzeit, Verkehrsschilder an im Umbau befindlichen Autobahnen aufzustellen, auf denen stehen soll: Navi aus!
Viele Navi-Geräte raten nämlich dem Fahrer: Bitte wenden Sie, wenn das GPS das KFZ auf einem Feld neben der Autobahn vermutet. Einige Autofahrer folgen dieser Ansage – die Geisterfahrerzahlen in den Umbaubereichen von Autobahnen haben sich erhöht.
Eine weitere Gefahrenquelle stellen Fährverbindungen über Flüsse dar, die manche Navigationssysteme als durchgehende Fahrbahn vermitteln. Kommt Nebel hinzu, werden Verkehrszeichen, die auf die Fähre hinweisen gelegentlich übersehen und die Autofahrer landen dann im Fluss. In Köln-Langel hat es diesbezüglich eine Unfallserie gegeben. 2009 geriet ein ortsunkundiger Taxifahrer mit einem Fahrgast in den Rhein. Beide Personen konnten sich ans Ufer retten. 2010 ereignete sich ein ähnlicher Unfall, die beiden Fahrzeuginsassen dieses Autos konnten sich ebenfalls retten. Als die Feuerwehr das Fahrzeug zur Sicherung des Schifffahrtsweges bergen wollte, entdeckten die Feuerwehrleute ein weiteres KFZ-Wrack im Strom. Bei der Säuberung dieses Fahrzeuges entdeckten sie dann die skelettierte Leiche eines seit vier Jahren vermissten Mannes.
Gerätearten
GPS-Empfänger für die Navigation oder Ortung im Freien sind üblicherweise Handgeräte. Sie können entweder mit einem Armband am Handgelenk (ähnlich der Armbanduhr) oder einfach in der Hand bzw. mit einer Gürtelschlaufe getragen werden. Manche Geräte bieten spezielle Halterungen, mit denen sie am Lenker eines Zweirades (Fahrrad oder Motorrad) befestigt werden können. Einige Hersteller bieten für den Outdoor-Einsatz optimierte Geräte an. Sie zeichnen sich durch ihre robuste Bauweise (wasserdicht, stoßfest) aus. Manchmal werden für den Einsatz im Sonnenlicht besser geeignete transflektive und entspiegelte Displays verwendet. Diese lassen sich auch ohne zusätzliche Hintergrundbeleuchtung benutzen, was zu längeren Betriebszeiten beiträgt.
Für blinde und sehbehinderte Menschen gibt es spezielle Navigationssysteme, die ihre Informationen per Sprachausgabe zugänglich machen. Diese Navigationssysteme nutzen ebenfalls die satellitengestützte Navigation über GPS. Die Datenaus- und -eingabe verläuft entweder über eine eigens entwickelte Steuereinheit oder über ein Mobiltelefon.
GPS-Daten und Karten
Auf vielen Outdoor-Navigationssystemen können digitale, topographische Karten abgespeichert und zum Navigieren verwendet werden. Es lassen sich zwei Arten digitaler Karten unterscheiden: Raster- und Vektorkarten. Rasterkarten bestehen wie Digitalfotos aus vielen kleinen Bildpunkten (Pixeln). Ihr Kartenbild ähnelt dem von Papierkarten, damit wird vielen Anwendern die Orientierung erleichtert. Vektorkarten bestehen dagegen aus Punkten, die mit Linien verbundenen sind. In älteren Geräten werden diese in eher schematischer Weise als Karte dargestellt. Mit den Elementen einer Vektorkarte sind i. d. R. (im Gegensatz zu Rasterkarten) weitere Informationen verknüpft, z. B. Höhenangaben oder Straßennamen und -Klassifikationen.
Mittlerweile haben auch auto-routingfähige, topographische Karten auf Outdoor-Navigationssystemen Einzug gehalten; d. h. nach Eingabe von Start und Ziel berechnet das Gerät wie bei der Kfz-Navigation eine Route entlang des Wegenetzes. Einige Geräte bieten sogar Sprachansagen, mit denen auf den Streckenverlauf hingewiesen wird. Die routingfähigen Karten sind ausschließlich Vektorkarten, bei denen entsprechende Informationen mit dem Straßen- und Wegenetz verknüpft sind. Mittlerweile gibt es auch spezielle Rasterkarten, die mit einem vektoriellen Wegenetz verknüpft und somit routingfähig sind.
Aufgrund des hohen Preises bietet die Vermarktung von Kartenpaketen ein wichtiges Standbein für die Navigations-Gerätehersteller. Jedoch ist es für einige Geräte bereits möglich, die Geodaten des freien Projektes OpenStreetMap zu nutzen.
Nicht nur Google und Apple, sondern auch mehrere Start-up-Unternehmen forschen im Bereich Indoor-Navigation und bringen erste Produkte auf den Markt.[10] Bis jetzt gibt es keinen klaren Marktführer. Der Markt im Bereich Indoor-Lokalisierung wächst seit 2014 um durchschnittlich 36,5 % pro Jahr.[11] Für das Jahr 2019 wird eine Größe von 4,424 Millionen USD prognostiziert.
Karten von Innenräumen
Für die Navigation im Raum werden genaue Karten von Innenräumen benötigt. Heutzutage werden diese dreidimensionalen Karten mit terrestrischen Laserscannern erstellt. Da dieses Verfahren sehr lange braucht und aus diesem Grund zu teuer ist, um alle öffentlichen Einrichtungen zu scannen, entwickeln mehrere Unternehmen und Start-Ups neue Verfahren. Apple hat 2013 das Unternehmen WiFiSlam gekauft, das Innenräume abbilden will indem es die Routen aller Smartphone-Nutzer durch ein Gebäude Trakt und auswertet.[12] Die Start-Ups NavVis aus Deutschland, RFSpot aus Kalifornien und Viametris aus Frankreich stellen ein Produkt her, dass Innenräume bis zu 100 Mal schneller scannt als herkömmliche Laserscanner.[13] Dabei setzten die drei Unternehmen nicht nur auf Laserscanner, sondern auf hochauflösende Kameras die eine 360° Ansicht erstellen.
Technologien
WLAN-basierte Ortung: WiFi-Netze sind preisgünstig und weit verbreitet. Allerdings ist die Positionierung über WiFi noch sehr ungenau. Per WiFi-Triangulation wird die Signalstärke von mindestens drei Hotspots oder anderen bekannten WLAN-Sendern gemessen und darüber die Position bestimmt.
Beacon: Im Innenraum werden kleine Signalgeber, Beacons genannt, platziert und senden Signale die von einem Smartphone gemessen werden können. Die Daten werden per Bluetooth übertragen.
Sensoren: Jedes Smartphone enthält inzwischen Sensoren, die eine Beschleunigung in mehreren Raumachsen messen können. Sobald das Smartphone die initiale Position des Nutzers durch GPS, WiFi oder mobile Daten erkannt, hat können diese Sensoren genutzt werden, um den zurückgelegten Weg des Nutzers abzuschätzen.
Erdmagnetismus: Sensoren für Magnetfelder können durch Erdmagnetismus die Position des Nutzers in einem zweidimensionalen Gebilde bestimmen.
Kamera: Die Kamera des Smartphones nimmt den Innenraum auf und gleicht das Bild mit anderen Fotos ab, die in einer Datenbank abgelegt sind. Dadurch kann der Standort bestimmt werden.[14]
Luftfahrt
Schifffahrt
Sogenannte Kartenplotter haben in der Berufsschifffahrt fast komplett und in der Sportschifffahrt schon teilweise die klassischen Seekarten ersetzt.
Siehe auch
Literatur
- Jan Wendel: Integrierte Navigationssysteme. Sensordatenfusion, GPS und Inertiale Navigation. Oldenbourg, München u. a. 2007, ISBN 978-3-486-58160-7
- Helmut Martin-Jung: Jetzt links abbiegen. In: Süddeutsche Zeitung Nr. 261 vom 12. November 2011, S. 16, Süddeutscher Verlag, München 2011, ISSN 0174-4917
- A Computer for the Driver Who Can't Find Anything. San Jose Mercury News, 1. Juli 1985
Weblinks
- Navigation – Grundlagen der Ortung, Störeinflüsse, Komponenten, Route
- Fotos und Informationen zum ersten Straßennavigationssystem, dem Electro Gyrocator von Honda
- Produkttests und ausführliche Informationen zu Spezielle Navigationssysteme für Blinde und Sehbehinderte im INCOBS
- Navigationssystem-Unfallserie im Navigationssystem-Unfallserie im Rhein bei Köln-Langel
Einzelnachweise
- ↑ Google Maps Navigation ( vom 12. Juni 2010 im Internet Archive)
- ↑ Saarland Stadtatlas. 2. Auflage. RV Reise- und Verkehrsverlag, Berlin/Stuttgart/Gütersloh/München (1987/88).
- ↑ Technical Development Electronics Parts. Toyota Motor Corporation, 2012, abgerufen am 17. Januar 2015.
- ↑ Toyota Crown Royal 1987. In: http://www.favcars.com/. Abgerufen am 19. Januar 2015.
- ↑ 1993 Eunos/Mazda Cosmo Classic Drive Uncosmopolitan: Meet the Rarest Mazda in America. In: Motor Trend. TEN: The Enthusiast Network, Februar 2012, abgerufen am 18. Januar 2015.
- ↑ Eunos Cosmo. In: http://www.msprotege.com/. Abgerufen am 19. Januar 2015.
- ↑ Technical Development Electronics Parts. Toyota Motor Corporation, 2012, abgerufen am 17. Januar 2015.
- ↑ [Pressemappe (E38):] Der neue 7er BMW. The new BMW 7 Series. La. (PDF) Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft, , abgerufen am 26. April 2016.
- ↑ psf-initiative.com
- ↑ dondodge.typepad.com
- ↑ marketsandmarkets.com
- ↑ thenextweb.com
- ↑ navvis.com
- ↑ golem.de
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