Indoor Positionsbestimmung, Tracking und Indoor Navigation mit WLAN

Indoor Positionsbestimmung und darauf basierende Indoor Navigation mit WLAN ist in vielen Projekten im Einsatz. Der Grund: Verschiedenste Arten von bereits vorhandenen WLAN-Hotspots können dafür verwendet werden. Außerdem funktioniert die Lokalisierung bereits, wenn die Nutzer WLAN auf ihren Smartphones aktiviert haben, Einloggen ist für das WLAN Tracking nicht notwendig. Allerdings hat Indoor Lokalisierung mit WLAN auch Nachteile: Die Genauigkeit liegt mit 5-15 Metern unter der von Bluetooth Low Energy (1-3 Meter) und iOS-Geräte sind von der clientseitigen Positionsbestimmung ausgeschlossen.

Nutzung von WLAN Hotspots für die Indoor Positionsbestimmung


Wie funktioniert Indoor Lokalisierung mit WLAN?

Jeder WLAN-Access Point, ob Kundenhotspot, Router oder internetfähiges Kassensystem, sendet bestimmte Daten aus. Anhand von RSSI (Received Signal Strength Indication) und MAC-Adresse (Media-Access-Control) kann eine App daraus den aktuellen Standort des Endgerätes berechnen (clientseitige Positionsbestimmung). Voraussetzung ist eine Datenbank mit Informationen über die Standorte, mit der diese Daten abgeglichen werden. Dieses Verfahren nennt man Fingerprinting. Es funktioniert aufgrund technischer Restriktionen nur mit Android-Geräten. iOS-Devices sind bei der Indoor Navigation mit WLAN ausgeschlossen.

Indoor Positionsbestimmung mit WLAN

Umgekehrt können bei der serverseitigen Positionsbestimmung (zum Beispiel beim Asset Tracking oder bei der Laufweganalyse) die Daten von allen WLAN-fähigen Devices (unabhängig vom Hersteller) oder Wi-Fi-Tags von infsoft Locator Nodes erfasst und an den Server gesendet werden.

Je nachdem, ob das Device mit einem WLAN Netzwerk verbunden ist oder nicht, wird die Lokalisierung durch unterschiedliche Restriktionen beeinflusst. Ist der WLAN-Client nicht verbunden, ergeben sich durch das unregelmäßige Aussenden von „Probe Request“ (Scannen nach verfügbaren Access Points), welches vom Betriebssystem gesteuert wird und nicht beeinflusst werden kann, Latenzzeiten von bis zu 5 Minuten. Darüber hinaus kann aufgrund von zufällig generierten, wechselnden MAC-Adressen („MAC Randomization“) das Endgerät bzw. die tatsächliche Anzahl von Geräten in einem Areal nicht immer eindeutig bestimmt werden. Ist das Smartphone mit einem WLAN-Netzwerk verbunden, fallen die Latenzzeiten deutlich geringer aus, solange Traffic über das Netzwerk generiert wird. Außerdem findet kein MAC Randomization statt, wodurch sich das Gerät eindeutig zuordnen lässt. Auf die Positionsgenauigkeit hat die Verbindung mit einem Access Point keine Auswirkungen.

Einschränkungen bei serverseitiger Positionsbestimmung via WLAN


Die Genauigkeit von Wi-Fi in der Indoor Lokalisierung liegt typischerweise bei 5-15 Metern, da in aller Regel Access Points genutzt werden, deren Position für eine Datenkommunikation optimiert wurde. Die Präzision hängt zudem von der Abschirmung durch Wände, Decken und Personen ab, aber auch von der Anzahl der Access Points. Die Nutzung von Smartphone-Sensoren kann das Ergebnis verbessern und die Bestimmung des Stockwerkes ist ebenfalls möglich.


Use Cases für Indoor Positioning mit WLAN

WLAN kommt als Ortungstechnologie vielerorts zum Einsatz. Hier einige Beispiele:

Mithilfe von Besucherguides oder einer App können sich Museumsbesucher durch die Ausstellung navigieren. Hierbei kann die vorhandene WLAN-Infrastruktur ohne weitere Installationen genutzt werden. Zusätzlich zur Navigation gibt es die Möglichkeit, Informationen und interaktive Inhalte zu in der Nähe befindlichen Exponaten anzuzeigen. Die clientseitige Indoor Navigation funktioniert ausschließlich mit Android Geräten.

Eingesetzte Software-Lösung: Indoor Navigation, Indoor Location Based Services
Eingesetzte Sensorik: WLAN


Bei Sportveranstaltungen und größeren Events können z.B. Wegverlauf, Aufenthaltsdauer und Besuchshäufigkeit erfasst und analysiert werden. Die Daten liefern wichtige Kennzahlen, um Abläufe optimieren, Planungssicherheit schaffen und das Veranstaltungserlebnis für den Besucher aufwerten zu können.

Eingesetzte Software-Lösung: Indoor Tracking, Indoor Analytics
Eingesetzte Sensorik: WLAN
Anwendungsbeispiel: Analysieren von Besucherströmen bei einer Sport-Großveranstaltung

Die Position von Tieren, Waren, Palletten, Maschinen oder Fahrzeugen kann mittels angebrachtem Wi-Fi-Tag verfolgt werden.

Eingesetzte Software-Lösung: Indoor Tracking
Eingesetzte Sensorik: WLAN

Im Bereich Personenbeförderung können Bewegungsprofile in Zügen, Bussen etc. ausgewertet und anhand der erfassten Daten Prognosen zur Auslastung erstellt werden.

Eingesetzte Software-Lösung: Indoor Tracking, Indoor Analytics
Eingesetzte Sensorik: WLAN
Anwendungsbeispiel: Messen der Waggonauslastung im Bahnverkehr



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