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Indoor Positionierungs-Technologien Corina Kim Schindhelm Siemens 4. Deutscher AAL Kongress, 26. Januar 2011 Selbstständig, sicher, gesund und mobil im Alter.


Smart Senior Hausgeräte Umfeldsensorik Körpernahe Sensorik Zu Hause Gesundheitsdienstleistungen TV als zentrales Diensteportal Home Gateway Med-I- Box Medizinische Daten Betreuung im Wohnumfeld Situationserkennung Basisdienste Diensteplattform Medizinische Dienste Telemedizinische Servicezentrale Ärzte, Therapeuten Reha- Einrichtungen Kliniken Weitere Dienstleister, z. B. Portalbetreiber e- Patientenakte Ärzte Smartphone Übergreifendes Interaktionskonzept und Benutzerschnittstellendesign Unterwegs: Übergreifende Notffallassistenz Sensorik im Fahrzeug Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 2 Körpernahe Sensorik Fahrzeugsysteme (Assistenzsystem, Nothalt)


Smart Senior Hausgeräte Umfeldsensorik Körpernahe Sensorik Zu Hause Gesundheitsdienstleistungen TV als zentrales Diensteportal Home Gateway Med-I- Box Medizinische Daten Betreuung im Wohnumfeld Situationserkennung Basisdienste Diensteplattform Medizinische Dienste Telemedizinische Servicezentrale Ärzte, Therapeuten Reha- Einrichtungen Kliniken Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien Weitere Dienstleister, z. B. Portalbetreiber e- Patientenakte Ärzte Smartphone Übergreifendes Interaktionskonzept und Benutzerschnittstellendesign Unterwegs: Übergreifende Notffallassistenz Sensorik im Fahrzeug 26. Januar 2011 | Körpernahe Sensorik Fahrzeugsysteme (Assistenzsystem, Nothalt) 3


Indoor-Positionierung: Szenarien Ambient assisted living • Nutzerprofile bei mehreren im Haushalt lebenden Personen • z.B. Licht, TV, Sound, Temperatur Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 4


Indoor-Positionierung: Szenarien Activity recognition • Abweichungen von Bewegungen/ Bewegungsarten • Abweichung von Bewegungspfaden innerhalb der Wohnung Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 5


Indoor-Positionierung: Szenarien Indoor Navigation/Location Based Services • Unterstützung bei Wegfindung in fremden Gebäuden • Kombination mit Kalender für LBS und Erinnerungsfunktion • Auffinden in Notfällen Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 6


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 1. Basierend auf ‚was‘ wird die Position berechnet? • Drahtlose Signale (Mobilfunk, WLAN etc.) • Andere Sensordaten • Umgebung (Licht, Sound) • Nutzerbezogen (Beschleunigungssensor, Kompass, Gyroskop) 2. Welche Komponente übernimmt welche Aufgaben? Signale/ Terminal Netzwerk Sensordaten Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 7


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 1. Basierend auf ‚was‘ wird die Position berechnet? • Drahtlose Signale (Mobilfunk, WLAN etc.) • Andere Sensordaten • Umgebung (Licht, Sound) • Nutzerbezogen (Beschleunigungssensor, Kompass, Gyroskop) 2. Welche Komponente übernimmt welche Aufgaben? Signale/ Terminal Netzwerk Sensordaten Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 8


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 1. Basierend auf ‚was‘ wird die Position berechnet? • Drahtlose Signale (Mobilfunk, WLAN etc.) • Andere Sensordaten • Umgebung (Licht, Sound) • Nutzerbezogen (Beschleunigungssensor, Kompass, Gyroskop) 2. Welche Komponente übernimmt welche Aufgaben? Signale/ Terminal Netzwerk Sensordaten Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 9


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 1. Basierend auf ‚was‘ wird die Position berechnet? • Drahtlose Signale (Mobilfunk, WLAN etc.) • Andere Sensordaten • Umgebung (Licht, Sound) • Nutzerbezogen (Beschleunigungssensor, Kompass, Gyroskop) 2. Welche Komponente übernimmt welche Aufgaben? Signale/ Terminal Netzwerk Sensordaten Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 10


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 1. Basierend auf ‚was‘ wird die Position berechnet? • Drahtlose Signale (Mobilfunk, WLAN etc.) • Andere Sensordaten • Umgebung (Licht, Sound) • Nutzerbezogen (Beschleunigungssensor, Kompass, Gyroskop) 2. Welche Komponente übernimmt welche Aufgaben? Signale/ Terminal Netzwerk Sensordaten Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 11


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 3. Wie wird berechnet? • Drahtlose Signale: Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 12


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 3. Wie wird berechnet? • Drahtlose Signale: • Proximity Base station Terminal Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien (X,Y) Omni-Directional Cell 26. Januar 2011 | 13


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 3. Wie wird berechnet? • Drahtlose Signale: • Proximity • Lateration Base station Terminal Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien (X,Y) 26. Januar 2011 | 14


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 3. Wie wird berechnet? • Drahtlose Signale: • Proximity • Lateration Base station Terminal Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien (X 1,Y 1) (X 2,Y 2) (X 3,Y 3) 26. Januar 2011 | 15


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 3. Wie wird berechnet? • Drahtlose Signale: • Proximity • Lateration • Angulation Base station Terminal Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien (X 2,Y 2) a 1 a 2 (X 3,Y 3) 26. Januar 2011 | 16


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 3. Wie wird berechnet? • Drahtlose Signale: • Proximity • Lateration • Angulation • Fingerprinting/Pattern Matching Base station Terminal Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 17


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 3. Wie wird berechnet? • Drahtlose Signale: • Proximity • Lateration • Angulation • Fingerprinting/Pattern Matching • Sensordaten: • Umgebungsdaten z.B. Ambient Fingerprint • Nutzerbezogene Daten z.B. Schritte zählen und Kompass für Richtung Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 18


Grundlagen der Positionierung Klassifikation anhand von Fragestellungen 4. Welches Referenzsystem wird herangezogen? • Physikalische Position • Informelle Position 5. Welche Genauigkeit wird erreicht? • Gebäudeteil • Raumgenau • Zentimetergenaue Position 6. Ist die Privacy des Nutzers in Gefahr? • Je genauer eine Position desto sensibler wird die Information Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 19


Grundlagen der Positionierung Systeme und Lösungen Ein Medium Medium HW SW Genauigkeit GSM weit verbreitet einfach (Auflösung der cell-ID) sehr ungenau WLAN verbreitet komplexer je höher die Genauigkeit 1-5 Meter UWB noch teuer komplex sehr genau BT günstig eher einfach 1-5 Meter RFID relativ günstig eher einfach raumgenau IMU relativ günstig komplexer je höher die Genauigkeit Ungenauigkeit steigt Mehrere Medien • Datenfusion • Verbesserung der Genauigkeit • Mehr Kontext durch Hinzunehmen von Sensorinformationen Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 20


Privacy unterstützende Lösungsansätze Kernfragen • Kritische Fragestellungen: • Wer berechnet die Position? • Wem teilt man die Position mit? • Wie genau ist die Position? • Unterscheidung zwischen med. UC und nicht-med. UC • Med. UC: Wille und Notwendigkeit zum Mitteilen des Aufenthaltsorts höher • Unterscheidung zwischen ‚zu Hause‘ und öffentlichen Gebäuden • Im Allg. ist der Gebäudebesitzer verantwortlich für HW & SW, Karten Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 21


Privacy unterstützende Lösungsansätze Mögliche Ansätze • Mögliche unmittelbare Lösungen: • Außer Haus: Ortung und Aussenden nur im Notfall • Zu Hause: Abgeschlossenes System und Aussenden nur in aggregierter Form/ Metainformationen • IMU • Terminal based Ansatz • Selbstlokalisierung z.B. durch Odometrie • WLAN • Terminal based Ansatz • APs senden WGS84 Position in Beacons Grundlagen Indoor Positionierungs-Technologien 26. Januar 2011 | 22


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