Kooperative Positionierung von Smartphones

Abstract

Kontextsensitive und ortsbezogene Anwendungen spielen in der heutigen mobilisierten Welt eine bedeutende Rolle. Während die Positionierung mobiler Geräte in Außenbereichen mit GPS hohe Genauigkeiten erreicht, existiert für Innenbereiche bisher kein einheitlicher Standard, mit dem ein Smartphone seine Position festlegen kann. Die aktuelle Forschung zeigt jedoch, dass dies mit modernen Smartphones und verschiedenen Infrastrukturen bewältigt werden kann. Eine Möglichkeit der Innenraumpositionierung bietet die Fingerprintig-Methode. Fingerprintig erfordert allerdings eine zeitaufwändige Sammlung von Daten in der Offline-Phase. Inertialnavigationsverfahren sind eine weitere Möglichkeit für die Positionierung in Innenbereichen. Der Nachteil dieses Ansatzes ist jedoch die Angabe einer Startposition sowie die Notwendigkeit einer Synchronisierung.

In dieser Diplomarbeit wird ein kooperatives Innenraumpositionierungssystem mit Smartphones entworfen und implementiert. Die Positionierung eines Smartphones erfolgt mittels der Lateration. Dazu werden die Positonsangaben sowie die Distanz zu seinen Wi-Fi Direct Kommunikationspartnern benötigt. Die Signalstärke einer Wi-Fi Direct Verbindung kann als ein Indikator für die Distanz zwischen zwei verbundenen Geräten verstanden werden. Aus diesem Grund wird sie in dem hier entwickelten Positionierungssystem zusammen mit einem Propagierungsmodell genutzt, um die Distanz zwischen zwei Smartphones zu berechnen. Die Positionierung mittels der Lateration wird zudem durch verschiedene kooperative Algorithmen optimiert. Die Ergebnisse zeigen, dass durch diese Optimierungen eine genauere Distanzberechnung sowie eine robuste Positionierung in Gebäuden erreicht werden kann.