Indoor-Ortungsdienste

Das Navi für innen - immer mehr Unternehmen steigen ein

GPS-Systeme sind nur draußen zuverlässig. Sich innerhalb großer Gebäudekomplexe zurechtzufinden ist häufig gar nicht so leicht. Entwickler arbeiten an Lösungen für Innenräume.

München. Die Suche nach dem richtigen Gate am Flughafen. Nach dem Röntgenraum im Krankenhaus oder dem Schuhgeschäft im Einkaufszentrum: Sich innerhalb großer Gebäudekomplexe zurechtzufinden ist häufig gar nicht so leicht. Doch während draußen im Auto ein Navigationssystem längst selbstverständlich geworden ist, stecken die Systeme für die Orientierung innerhalb von Gebäuden noch in den Kinderschuhen.

Jedes handelsübliche Smartphone verfügt heute über einen GPS-Chip, der mithilfe von integrierten Kartensystemen wie etwa Google Maps zeigt, wo es langgeht – aber eben nur bis zur Eingangstür des Ziels. Dahinter sind viele orientierungslos. Die Besucher müssen auf eine gute Beschilderung oder freundliches Servicepersonal hoffen, um den richtigen Weg zu finden. Denn innerhalb von Gebäuden stößt die GPS-Navigation an ihre Grenzen: Die Signale werden von Wänden und Decken absorbiert. Und für einen Satelliten ist es unmöglich zu erkennen, in welchem Stockwerk sich die betreffende Person gerade befindet.

Indoor-Navigationssysteme für das Smartphone sollen Abhilfe schaffen. Einige Anbieter tummeln sich bereits auf dem Markt und buhlen um Kundschaft. Ende März hat der US-Konzern Apple beispielsweise 20 Millionen US-Dollar (knapp 16 Mio. Euro) für das auf Indoor-Navigation spezialisierte Start-up-Unternehmen WifiSlam hingeblättert, um mit seinem iPhone zum Vorreiter auf diesem Gebiet zu werden. Die Konkurrenz schläft nicht: Der Suchmaschinengigant Google hat in Google Maps die Indoor-Navigationsfunktion integriert, sie ist seit Ende 2012 auf Android-Smartphones verfügbar. Auch Nokia hat jüngst eine Industrie-Allianz ins Leben gerufen, zu der unter anderem der Chiphersteller Qualcomm und der Elektronikriese Sony gehören.

Gemeinsam wollen die Konzerne einen Indoor-Navigationsstandard auf Basis von Bluetooth-Funktechnik entwickeln. „Die Indoor-Ortungsdienste sind derzeit ein großer Trend“, sagt Annette Zimmermann, Analystin beim IT-Marktforschungsspezialisten Gartner Research. „Im Moment sind Dutzende verschiedene Lösungen auf dem Markt.“

Um erfolgreich navigieren zu können, muss zunächst möglichst exakt die aktuelle Position bestimmt werden. Das ist eine große Herausforderung: Bei der Außennavigation spielen Abweichungen im Zehn-Meter-Bereich, wie sie bei GPS-Systemen häufig vorkommen, keine große Rolle. Doch innerhalb von Gebäuden muss die Positionierung exakter sein. Moderne Smartphones nutzen auch für die Außennavigation längst nicht mehr nur die Satellitensignale des GPS-Systems – der Standort wird mittels Funkzellen bestimmt. Sie setzen auch auf WLAN-Ortung. Fachleute sprechen vom sogenannten assisted GPS.

Wireless-LAN wird auch bei den derzeit existierenden Systemen zur Innennavigation bevorzugt genutzt – schließlich ist die Technik ausgereift, relativ günstig, und sie wird grundsätzlich von jedem Smartphone unterstützt. Werden die Reichweiten und Schnittpunkte verschiedener WLAN-Hotspots erkannt, so lässt sich daraus die aktuelle Position sehr präzise errechnen.

WLAN kommt etwa beim 2-D-GN genannten Navigationssystem des Dresdner Fraunhofer-Instituts für Photonische Mikrosysteme zum Einsatz. Gerade an Flughäfen, Bahnhöfen oder in Einkaufszentren ist die Technik gut geeignet. Sie hat aber auch Nachteile: Fällt ein Router aus, stimmen die Messungen nicht mehr. „In geringem Maß stören auch Menschenmengen die Signale“, warnt Michael Balszun von der Technischen Universität München im Magazin „New Scientist“. Um diese Schwächen auszubügeln, muss man Ergänzungen vornehmen.

Einen Ansatz dazu bieten künstliche Magnetfelder. Dirk Elias, Direktor des Fraunhofer Research Centers for Assistive Information and Communication Solutions in Portugal, hat gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität Porto ein auf Induktionsspulen basierendes System entwickelt, das die Positionsbestimmung mittels WLAN verfeinert. Die in Wände oder Decken eingelassenen Spulen erzeugen mithilfe von Strom ein schwaches Magnetfeld, das der Kompass des Smartphones wahrnehmen kann. Entsprechend moduliert lässt sich auf diese Weise ein Identifikationsmerkmal übermitteln, das dem Navigationssystem den exakten Standort verrät.

Genau wie bei der einfachen WLAN-Navigation wäre man auch beim Induktionsspulen-System auf Unterstützung angewiesen: Die Besitzer der jeweiligen Gebäude müssten ihre Immobilien mit entsprechender Technik ausstatten. Allerdings dürften die Eigentümer daran ein eigenes Interesse haben, denn die Technik hilft ihnen, Kosten zu sparen.

Eine Krankenschwester etwa kann schließlich ihre Zeit sinnvoller nutzen, als einen Patienten zum Röntgenraum zu begleiten, nur um ihm den Weg zu zeigen. Und Kunden, die auf Anhieb finden, was sie suchen, kommen eher wieder ins Einkaufszentrum oder ins Möbelgeschäft. Auch ließe sich die Technik in naher Zukunft so weiterentwickeln, dass dem Kunden passende Sonderangebote auf sein Handy geschickt werden, wenn er gerade vor dem entsprechenden Regal steht – eine neue Vermarktungsstrategie also.

Das Potenzial von Indoor-Navigation reicht noch weiter: Wenn etwa die Feuerwehr bei einem Einsatz im verrauchten Gebäude nicht mehr mit einer gedruckten Gebäudekarte hantieren muss, sondern die Retter elektronisch durch das Gebäude gelotst werden und Hindernisse von vornherein umgehen können, wäre das ein großer Sicherheitsgewinn. Fallen jedoch im Brandfall der Strom und damit auch die WLAN-Router und Induktionsspulen aus, wäre das System allerdings blind.

Für den Einsatz in solchen Notsituationen hat der Münchner Navigationsspezialist IFEN ein spezielles System entwickelt. Es besteht aus Fußfesseln, die mithilfe von Dreh- und Beschleunigungssensoren jede Bewegung des Fußes messen können. Die so berechneten Positionsdaten werden mit einer dreidimensionalen Karte des Gebäudes kombiniert. Auf diese Weise können etwa Rettungskräfte auf einem mitgeführten Monitor jederzeit erkennen, wo genau im Gebäude sie sich befinden. Zugleich lassen sich die Positionsdaten an den Einsatzleiter übermitteln. Das System wurde Ende des vergangenen Jahres am Münchener Flughafen getestet und zeigte dem Hersteller zufolge eine enorme Präzision: Die Abweichung von der tatsächlichen Position habe maximal einen bis zwei Meter betragen.

Die Alltagsanwendung für Indoor-Navigation nimmt allmählich Fahrt auf. War sie zunächst auf einige Flughäfen und Einkaufszentren in den USA und Japan beschränkt, gibt es mittlerweile auch Angebote in den ersten deutschen Gebäuden: in den Flughäfen Frankfurt und München etwa, im Alsterhaus in Hamburg sowie im KaDeWe in Berlin und auch im „Signal Iduna Park“, dem Stadion von Borussia Dortmund. Bis zur flächendeckenden Anwendung wird es zwar noch ein bisschen dauern – doch in einigen Jahren hat die Sucherei hoffentlich ein Ende.