Positionsbestimmung

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Inhaltsverzeichnis

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Übersicht über die Verfahren

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Klassifikation nach Kommunikationstechniken

Bei der Positionsbestimmung sind zunächst die Kommunikationstechniken zu unterscheiden (nach Reichweite):

  • Smart Dust (noch Vision, aber es gibt bereits sich gegenseitig ortende Sensornetzwerke)
  • RFID - im eigentlichen Sinne meinen wir damit Ortungstechniken basierend auf passiven Transpondern. Aber wir fassen inzwischend darunter auch aktive und semiaktive Techniken zusammen und betrachten auch die zukünftigen Kurzwellen-Funkstandards wie UWB oder ZigBee, siehe auch die spezielle Seite zu RFID-Technologie für Positionsbestimmung und hochgenaue Ortung
  • Bluetooth
  • Zigbee (2.4 GHz nach IEEE 802.15.4.)
  • DECT
  • WLAN - Funkortung im weitverbreiteten Standard IEEE 802.11 auf 2,4 GHz (b,g,e) und auf 5 GHz (a,h)
  • WiMax - Wide Area Funk nach IEEE 802.16, zu den unterschiedlichen Standards siehe z.B. Wikipedia/WiMax
  • GSM/UMTS - Ortung im Mobilfunknetz
  • TV - Ortung im TV-Netz, macht z.B. Rosum
  • GPS - Satellitenortung

Neben Funktechniken gibt es auch andere Kommunikationstechiken:

Und ganz andere Ortungstechniken:

  • ip2location - rechnet die IP-Adresse in Ortsinformation um. Vermutetes Verfahren: Er analysiert die Route der IP-Packete und versucht, ob die Position von Hops - idealerweise des Zugangsknotens (Provider) - in einer Datenbank hinterlegt sind. Bislang schafft dies der Dienst nur für einen Bruchteil der stationäre Zugangspunkte und ist daher entsprechend ungenau (schafft kaum die Stadt anzugeben).
  • Mit whois kriegt man die "Adresse" jeder Domain raus.
  • Bilderkennungsverfahren, siehe z.B. pic2loc oder sky-trax
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Klassifikation nach Ortungsverfahren

Bleiben wir bei den Funktechniken. Zur Positionsbestimmung gibt es jeweils die Methoden:

  • Trilateration (Berechnung über Abstand, geschätzt aus Signallaufzeit oder Signalstärke)
  • Triangulation (Winkelbasiert)
  • Mustererkennung der Signalcharakteristik (Fingerprinting)
  • Kombinationen aus obigen Ansätzen
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Algorithmen

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Das am Lehrstuhl entwickelte Ortungssystem MagicMap

  • Das PACW-Team des NOMADS Seminars hat Mustererkennung der Signalcharakteristik für WLAN genauer untersucht. Inzwischen ist daraus die Software MagicMap entstanden, die für Experimente frei zum Download verfügbar ist und zu der gerne Entwickler willkommen sind.
  • Das PoWR-Team hat RFID und Trilateration untersucht. Siehe auch Beschreibung konkreter Forschungs-Themen zur Positionsbestimmung mit RFID/Bluetooth/WLAN und die dedizierte WikiPage für RFID-Technologie und -Anbieterübersicht zur Positionsbestimmung.
  • Braticlaw Milic und Nikola Milanovic, Doktoranden unseres Lehrstuhls, haben ein Verfahren zur Vorhersage von Connektivitätsproblemen in MANETS (Mobile Ad-hoc Networks) entwickelt, das auf Position und Bewegung der mobilen Knoten basiert, siehe PDF
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Weiteres zu Positionsbestimmung in diesem Wiki

Siehe Grid Services für Positions-basierte Suche nach Diensten und Geoinformationssysteme für Ortszuordnungen und Positions-Annotationen (Geo-Tags) sowie die Vision eines Real-Time Enterprise und MobileNode für den kostenoptimierten Aufbau von Mesh-Netzen als Ortungs-Infrastruktur

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Ortung auf Basis verschiedener Funktechnologien

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GSM/UMTS

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Infrastrukturbasierte Ortung über Enhanced Observed Time Difference (E-OTD)

  • E-OTD ist dabei sich als defacto Standard zu etablieren. Treibende Kraft ist die E-911 Regulierung für Emergency-Calls an die 911-Rufnummer (in Europa die 112).
  • Allerdings wird für die Messung der Signallaufzeit spezielle Hardware benötigt: "Both handsets and base stations need hardware upgrade. Handsets need to incorporate appropriate chips and base stations need to add hardware to support cursor technology."
  • Anbieter Beispiel: Matrix/CPS von cursor-system.com. Dabei sollen die Kosten je Handy unter $1 liegen.
  • siehe auch Heise Artikel
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Clientbasierte Zell-Ortung im GSM/UMTS-Netz

Eine clientbasierte Ortung (Selbstortung) ist über die Anbieter-unabhängig abfragbare Cell-ID möglich. Eine Zell-Ortung wählt dann als Positionsschätzung den Standort des Sendepunktes der eingewählten Zelle. Die Positionen der Sendepunkte stehen zum Teil im Internet, z.T. müsste man die durch Messungen aufspüren und tabellieren, um sie in Geokoordinaten umzurechnen. O2 übermittelt als besonderen Service im Cell Broadcast Kanal 221 Gauß-Krüger-Koordinaten des Standorts (des eingewählten Sendemasten). Die Zell-Ortung ist natürlich ungenau, ich würde ca 500m mittlere Abweichung in Berlin erwarten, je nach Zellgröße/Abdeckung.

Software dazu:

  • GkNavigation - Client-basierte (und damit kostenlose) Ortung mit O2-Handys im GSM-Netz, komplette Software der Umrechnung der Gaus-Krüger Koordinaten der Zelle aus dem CB Kanal 221 mit Visualisierung in Karte auf MW2003 steht zum Download zur Verfügung. Interessant sind auch die Bemühungen eine NMEA-0183 Schnittstelle zu integrieren und so Handyortung statt eines GPS-Readers in beliebigen Anwendungen verwenden zu können.
  • O2 Localizer - Ermittelt die Koordinaten aus den CB Kanal 221 wie GkNavigation, aber für die Symbian-Handys von Nokia.
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Signalstärkebasierte Ortung im GSM/UMTS-Netz

Man kann bei jedem Siemens Handy (Nokia geht auch, damit haben wir aber keine Erfahrung) mit einem "Hack" die Signalstärken zu allen empfangenen Zellen auf allen Kanälen anzeigen lassen. Dies kann man zu Ortung auswerten, also Selbstortung, keine Fremdortung. Erweiterung wäre, eine Signalstärkemap zu erstellen. Jeder gemessen Signalstärke lässt sich so eine (manchmal auch mehrere, wenn die Signalcharekteristik nicht eindeutig ist) Position zuordnen. Hier erwarte ich Genauigkeiten um 100 m. Im UMTS-Netz wird das vrstl. wesentlich genauer.

Software dazu:

  • Nobbi.com - alle Software um Signalstärken anzeigen zu lassen

p35.png

siehe auch:

Publikationen:

  • Practical Metropolitan-scale Positioning for GSM Phones, Mike Chen, Dirk Haehnel, Jeffrey Hightower, Timothy Sohn, Anthony LaMarca, Ian Smith, Dmitri Chmelev, Jeff Hughes and Fred Potter. In Proceedings of Ubicomp 2006. (PDF)
  • Are GSM phones THE solution for localization? (PDF)
  • Master Thesis ACCURATE INDOOR LOCALIZATION USING WIDE GSM FINGERPRINTING
  • Studienarbeit von Frederik Löser, Uni Freiburg
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Clientbasierte Laufzeittrilateration im GSM/UMTS-Netz

Bei GPSM/UMTS wird die Laufzeit zwischen Sender und Mobiltelefon durch den "Timing Advance" Wert (TA) korrigiert. Der TA-Wert wird bei Mobiltelefonen zwischen Sender und Mobilteil in Schritten von 3.66 Mikrosekunden ausgehandelt (durch Echo-Laufzeit-Messung seitens der Sendestationen und Übermittlung der Messung an das Handy). Aus der Geschwindigkeit der elektromagnetischen Wellen (Lichtgeschwindigkeit) lässt sich aus dem TA-Wert die Distanz zum Sender in 547 Meter-Schritten bestimmen. Das ist zwar nicht besonders genau, aber sehr einfach realisierbar und kann in ländlichen Gebieten (mit großen Zellen) die Cell-basierte Ortung verbessern.

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Infrastrukturbasierte IMSI-Peilung

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WLAN

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Bluetooth

  • Bluetooth Positioning
  • Performance of Bluetooth Technologies and Their Applications to Location Sensing - Untersucht die wechselseitige Beeinflussung von WLAN und Bluetooth im Hinblick auf Signalstärkebasierte-Ortung.
  • Projektdokumentation Notebook-Seminar Gruppe: Ortung (gIANTs) ist zwar nur Seminararbeit, aber dafür recht praxistauglich. Haben die Eignung von Bluetooth für Roboter-Ortung untersucht und fast 1m Genauigkeit erreicht. Verwenden aber spezielle Bluetooth APs und spezielles Protokoll, das direkt die Abfrage der Signalstärken über die Bluetooth APs erlaubt - also kein Verfahren für beliebige Bluetooth-Infrastruktur.
  • Projekt von Frank Winkler - hat den Ansatz untersucht, die Laufzeit der Signale zur Positionsbestimmung zu verwenden, dazu wurde wurde ein spezieller Chip für den Einsatz im Access Point entwickelt. Ziel ist die 3D-Positionsbestimmung im Meterbereich oder genauer, gedacht ist es für grosse Hallen, Ausstellungsräume, etc. PDF dazu. Das Verfahren wurde inzwischen auch auf WLAN erweitert und ein entsprechende Chip und AP-Prototypen entwickelt.
  • Verschiedene Arbeiten versuchen über Signalstärke oder Bitfehlerrate die Position zu bestimmen. Unterschiedliche Dämpfung der Signalwege ist die Hauptschwierigkeit, die noch nicht befriedigend gelöst ist. siehe An Indoor Positioning Service for Bluetooth Ad Hoc Networks und Experimenting an Indoor Bluetooth-based Positioning Service
  • die Entwicklung von Bluetooth-Monitoren stößt zum Teil auf gravierende Probleme bei Stack-Inkompatibilitäten - insbesondere bei CE geräten - siehe Projektaerbeit Bluetooth-Monitor.
  • Experimenting an Indoor Bluetooth-based Positioning Service - Konzentriert sich auch Timingfragen beim Suchen und Verbinden mit Bluetooth Clienten und kommt zu dem Schluss, das die Bluetooth-Perforance locker reicht, um "Fußgängergeschwindigkeit" innerhalb von typischen 8m-Radius-Picocells zu erfassen.
  • WhitePaper von Tadlys.com mit einer tabellarischen Gegenüberstellung der Kommunikationsstandards bezgl Eignung zur Ortung. Anschließen Konzentration auf Bluetooth-Ortung
  • Indoor Localization with Probability Density Functionsd based on Bluetooth (PDF)
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Smart Dust

  • Kay Römer, Tracking Real-World Phenomena with Smart Dust, 1st IEEE European Workshop on Wireless Sensor Networks (EWSN), Berlin, 19-21 Jan 04. PDF. Besonders visionäre Idee, Smart Dust für Positionsbestimmung einzusetzen.
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Sensor Networks / RFID

  • Fraunhofer Institut: das Fraunhofer entwickelt Sensornetzwerke, die sich über Signalstärketriangulation gegenseitig orten, siehe Heise News und die Seiten beim Fraunhofer: http://www.iis.fraunhofer.de/ec/navigation/tracking zu Laufzeittriangulation und http://www.iis.fraunhofer.de/ec/navigation/indoor/ zu Signalstärketriangulation. Beim Fraunhofer in Nürnberg und in Erlangen arbeiten über 70 Leute an Funktortungsverfahren.
  • empfehlenswertes Paper zur Verschmelzung von Lokalisierungs- und Identifikationstechnologien - u.a. beschreibt es Witrack, das vom Fraunhofer entwickelte System zur cm-genauen Ortung von Fußball und Spielern in Stadien.
  • Paric: hochgenaue Echtzeit 3d Ortung aus Neuseeland im sub-Zentimeterbereich. Homepage
  • Cricket: Peer-to-Peer-Ortungssystem Cricket des MIT. Das Prinzip der Positionsbestimmung beruht auf Laufzeittrilateration. Zwischen Embedded Boards werden Laufzeitunterschiede zwischen Ultraschall- und Radiosignalen gemessen und Genauigkeiten von 1-2 cm erreicht. Der Cricket-Algortihmus basiert auf 2D-Graph-Mapping, hier ein aktuelles PDF dazu und hier im Überblick:
  • Nissanka B. Priyantha, Anit Chakraborty, Hari Balakrishnan, ?The Cricket Location-Support system,? Proceedings of the 6th ACM MOBICOM, Boston, MA, August 2000. PS.ZIP - komplett dezentralisierte Lösung
  • und bei Crossbow kann man das als komplettes Cricket kit für rund $ 2.500,- kaufen.
  • WOZNet: in der breiten Öffentlichkeit ist die Idee der location aware devices ("localizers") unter dem Begriff "WOZNet" bekannt (nach Steve Wozniak, ehem. Apple und jetzt "Wheels of Zeus", http://www.woz.com, machen Tags mit GPS-Chip und 900-Mhz-UHF-Funk mit ca. 2 Meilen Reichweite)
  • Ähnliches macht wherify
  • Schönen Überblick über "Distributed Positioning in Ad-hoc Networks" liefert dieses Poster von Jan Beutel ? Computer Engineering and Networks Lab, ETH Zurich - und dazu seine lange Liste mit relevanten Publikationen
  • LANDMARC - eine Gitterstruktur mit aktiven Tags zur Ortung über Signalstärketriangulation und k-nearest Neighbour
  • SpotON: An Indoor 3D Location Sensing Technology Based on RF Signal Strength.
  • Secure Positioning in Sensor Networks (PDF) - empfehlenswertes Paper zu dem Problem, dass "malicious nodes" die Ortung in einem Sensornetzwerk stören könnten
  • symeo Ortung durch Laufzeittrilateration im ISM-Frequenzband
  • openbeacon - Lizenzfreie Tags incl Software. Senden peridisch in 4 Stärken ihre ID. Wurd 2006 auf dem CCC präsentiert.

Weitere Systeme unter Hochgenaue Ortung

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Hybrid/Grundlagen

  • Thomas Magedanz und Holger Ziemeck vom OKS-Lehrstuhl der Technischen Uni Berlin/Fraunhofer Focus verfolgen einen sehr ähnlichen Ansatz (siehe PDF) wie wir in MagicMap.
  • Tino Fleuren, Location Sensing für ortsabhängige Dienste auf Basis von Web-Services, Diplomarbeit TU Kaiserslautern, Juli 2004, PDF
  • "Nutzung von Kommunikationswerkzeugen zur Lokalisierung und Personalisierung der Kommunikationspartner", Diplomarbeit Dez. 2004 Uni Zürich, hübscher Überblick über den Zusammenhang von Ubiquitous Computing, Kommunikationtechniken, Ortung und möglicher Anwendungen, (PDF)
  • PDF Improving Location Accuracy by Combining WLAN Positioning and Sensor Technology
  • Verbesserung der Positionsbestimmung von PDAs für die kontextabhängige Interaktion mit einem fixen Anzeigesystem, Diplomarbeit im Fach Informatik, vorgelegt von Luca Scheuring, Winterthur, Mai 2005, PDF
  • Überblick über viele existierende Ortungssysteme
  • Marktanlyse von AbiResearch
  • Ortsbestimmung auf Wikipedia
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Forschungsprojekte

  • IANT Hannover, Ortungsbasierte Dienste und Systeme, Prof. Dr.-Ing. Kyandoghere Kyamakya
  • LBS Paderborn - LBS/WLAN-Ortung an der Uni Paderborn
  • Indoor Location Systems Ludwig Maximilian Uni München
  • GNSS-INDOOR - BMWT gefördertes Forschungsprojekt "Innovative Technologien zur Ortung von Personen und Objekten in Gebäuden"
  • CRAFTStumbler - misst die Signalstärken auf iPAQs. Die können dadurch geortet werden. Hauptinteresse gilt dem Bewegungsmuster der Studenten auf dem Campus
  • Active campus - innerhalb des PlaceLab Projektes werden "location-enhanced" Anwendungen im Bereich Education untersucht. Konkret: wie Studenten der UC Berkeley mit location-enhanced Instant Messengern auf mobilen PDA's umgehen. "ActiveCampus now does ICQ, AIM, MSN, Yahoo, and Jabber instant messenging, so you can stay in touch with your friends from ActiveCampus on your PDA all over campus. The native .NET client for ActiveCampus Explorer, ACE, is available for download for Windows and Linux as well as in source code".
  • Indoor positioning using 802.11b wireless networks - Bastelprojekt eines Studenten der Princton Uni, nutzt WLAN-Signalstärke und erreicht durch gebastelte Antenne angeblich Genauigkeit von 1-2 Metern. Software steht zum download zur Verfügung. Desweiteren jede Menge nützlicher Links. Interessant auch die Kombination mit Roboter Ortung
  • ispots Projekt des MIT, WLAN Zugriffe werden in Echtzeit lokalisiert und visualisiert (statistisch und anonym)
  • javaWPS - Frontend für PlaceLab mit verbesserter Trilateration
  • Lokalisierung - an der Uni Linz
  • LocOn - EU-gefördertes Projekt zur Integration von Funkortungstechnologien im Outdoor- und Indoor-Bereich, speziell Flughäfen

Projekte und Kosortien zu Geoinformationssystemen siehe hier.

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Firmen

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Firmen für GPS/GSM/UMTS-Ortung

  • Global Locate - arbeitet mit Infineon zusammen. A-GPS mit so hoher Empfangssensitivität, dass auch Ortung innerhalb von Gebäuden möglich ist. Die Infineon Chips integrieren alle bisher aufwendigen Teile von A-GPS Systemen auf einem Pfenniggroßen Chip. Zu minimalen Kosten (6,50 Euro) sollen die bald in fast jeden Mobiltelefon zu finden sein. Marktprognose ist 25% Durchdringung der Handyy weltweit bis 2010 (siehe Pressemitteilung)
  • ähnliche hochsensitive Indoor GPS-Chips macht Atmel, Pressmitteilung
  • navcomtech - machen Echtzeit differntial GPS mit Ortungsgenauigkeiten im cm-Bereich
  • remotedynamics - mach Allways On IP Verbindungen, so dass die mobilen Objekte im Minutentackt ihre GPS Koordinaten an einen Tracking Server schicken können.
  • TraceCare - ähnliche kombi-Lösung mit GPS/GSM
  • http://www.ortung-online.de - machen reine GSM/UMTS Lösungen (Ohne GPS). Sind daurch nicht so genau aber kostengünstig und flächendeckend Indoor/Outdoor kein Problem.
  • gpsone - Chipsatz mit A-GPS und GSM Ortung (je nach Verfügbarkeit) von qualcomm
  • qiro - Zeigt POIs (Kino, Essen, Tanken,...) auf einem Handy, dazu die Positionen von Freunden aus einer Buddyliste
  • Locate24 - GPS-Ortung online über GPRS und GSM-Ortung (Handyortung)aller Netzbetreiber. Professioneller Dienst der Cognid mit automatischen Positionsermittlungen, Download für Google Earth, Einrichten von weiteren Benutzer etc. Sehr einfach zu bedienen und damit nicht nur für Profis.
  • oe-navi - Infrastruktur-basierte GSM-Ortung mit online Routenplanung. Kostenfrei da durch Werbeeinblendungen finanziert.
  • nav4all - Java basierte Software für Handys für GPS Navigation kostenlos, daten teilweise auch kostenlos, sonst Finanzierung über Abotarife.
  • wayfinder - Navi für Mobiltelefone zur GPS Ortung, das die geplante Route von einem Server bezieht
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Firmen für WLAN-Ortung

hier nur IEEE 802.11 kompatibel. Für HF und UHF Frequenzbereich siehe Übersicht der Firmen: RFID-Positionsbestimmung.

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Intel

Intels PlaceLab Initiative zur indoor WLAN Positionsbestimmung.

"The Place Lab approach is to allow commodity hardware clients like notebooks, PDAs and cell phones to locate themselves by listening for radio beacons such as 802.11 access points, GSM cell phone towers, and fixed Bluetooth devices that already exist in large numbers around us in the environment. These beacons all have unique or semi-unique IDs, for example, a MAC address. Clients compute their own location by hearing one or more IDs, looking up the associated beacons? positions in a locally cached map, and estimating their own position referenced to the beacons? positions."

Arbeitet mit Triangulation, was den Vorteil hat, das man nicht Kalibrieren muss, ist allerdings nicht so genau wie Verfahren mit vormermessenen Radio-Maps. Allerdings ist eine Datenbank mit den weltweiten Signalquellen und ihren Koordinaten erforderlich. Die bestimmen ?Partikel?, Schnappschüsse der Triangulationsergebnisse, und berechnen dann einen Mittelwert als Positionsschätzung. Software steht als Java Open Source zum download zur Verfügung. Sieht nach ordentlich strukturierter Schichtenarchitektur aus. Genauigkeit wird in c't 16/2004 S. 83 mit ca. 30 m angegeben.

Die benutzen einen k-means Clustering algorithmus und empfehlen das Buch:

  • Christopher Bishop, Neural Networks for Pattern Recognition Oxford University Press, January 1996

Sowie die Veröffentlichungen:

  • Jeffrey Hightower, From Postion to Place, Workshop on Location-Aware Computing, Ubicomp 2003.
  • Daniel Ashbrook, Thad Starner, Using GPS to learn significant locations and predict movement across multiple users, Personal Ubiquitous Computing 2003.

Nettes Feature von Placelab: Transition filtering (wenn man sich bewegt wird das nicht mitgezählt) und small cluster elemination (erst ab einer bestimmten Messwerte-Menge wird ein Cluster einbezogen)

Zu Clustering empfehle ich:

  • Finding Groups in Data von Leonard Kaufman and Peter J. Rousseeuw, John Wiley and Sons 1990

Das Buch ist verfügbar in der Bibliothek. Es enthält Algorithmen und Quellcodes für das Open Source Statistiktool "R". "R" kann auch sehr schöne Visualisierungen (Höhenlinien, Cluster, etc).

PlaceLab Veröffentlichungen:

  • Bill N. Schilit, Anthony LaMarca, David McDonald, Jason Tabert, Eithon Cadag, Gaetano Borriello, William G. Griswold: Bootstrapping the Location-enhanced Word Wide Web. Location-Aware Computing Workshop (UbiComp 2003), October 12th 2003. PDF
  • Bill N. Schilit, Anthony LaMarca, Gaetano Borriello, William G. Griswold, David McDonald, Edward Lazowska, Anand Balachandran, Jason Hong and Vaughn Iverson: Challenge: Ubiquitous Location-Aware Computing and the Place Lab Initiative. The First ACM International Workshop on Wireless Mobile Applications and Services on WLAN Hotspots (WMASH 2003), Sept 19, 2003. PDF
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Microsoft

  • Eins der ersten Projekte zur WLAN Positionsbestimmung Radar
  • integriert MSN Virtual Earth und WLAN Ortung ("Location Finder") siehe News
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IMST GmbH

IMST [1] hat mit „ipos“ [2] eine Software-Platform als Basis für die Realisierung von Anwendungen mit ortsabhängigen Diensten entwickelt. Sie besteht aus einem leistungsfähigen, frei parametrisierbaren Framework, welches für eine Vielzahl von Anwendungsarchitekturen geeignet ist und verschiedene Lokalisierungstechnologien unterstützt (neben WLAN auch UWB, GPS und ZigBee). Im Falle von WLAN werden die Empfangsleistungsmessungen auf den Benutzerterminals durchgeführt, während Auswertungen und ggfs. Visualisierungen auf Benutzerterminal oder im Netz erfolgen. Sobald der Auswerteschritt erreicht ist, sind die Positionsdaten von der Funktechnologie unabhängig und Algorithmen zur Data Fusion ermöglichen einen reibungslosen Übergang zwischen Funktechnologien, bzw. Erhöhen die Lokalisierungsgenauigkeit bei gleichzeitiger Verfügbarkeit mehrerer Funktechnologien. In einem hauseigenen Testnetz wurde mit Standard-WLAN alleine eine 90 % Lokalisierungsgenauigkeit von weniger als 3 m demonstriert.

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ekahau WLAN Postioning Engine

Die Firma ekahau bietet eine Software zur WLAN Positionsbestimmung und behauptet, damit Leistungsführer zu sein. Eine 30days trial Version ist downloadbar. Die Genauigkeit soll durchschnittlich bei 1m in typischen Office-Umgebungen liegen. Hübsch ist die grafische Einblendung in eine map, die man vorher kalibrieren muß. Leider schweigen die sich aus, wie das Clustering funktioniert.

Ein wesentlicher Bestandteil der Software ist das Site Survey, ein Planungswerkzeug für Administratoren. Ähnliche Software bietet beispielsweise psiberdata mit dem WifiPlanner

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WhereNet

WhereNet bietet "WhereTags", RFID Tags, über die sich die Position bestimmen läßt und WhereLan, eine intergrierte Lösung über WLAN, die Tags ortet und ein Visualisierungs-GUI beinhaltet.

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Arubanetworks

arubanetworks macht WLAN Sniffer "Grids" für Location-aware Enterprise Security und können beliebige WLAN Quellen über Signalstärke trilaterieren, siehe WhitePaper

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Skyhook

Skyhook

  • Heise Ticker dazu:"Das amerikanische Unternehmen Skyhook Wireless will mit der Hilfe von bekannten WLAN-Hotspots eine Ortsbestimmung innerhalb von Städten ermöglichen. Eine auf WLAN-fähigen Geräten installierte Software soll nach WLAN-Hotspots in der Nähe suchen und die Positionen der gefundenen Hotspots in seiner internen Datenbank nachschlagen. Aus der Signalstärke berechnet die Software die Entfernung zum jeweiligen Hotspot und daraus dann die genaue Position des WLAN-Empfängers. Das Unternehmen stellt eine Genauigkeit von bis zu 20 Meter in Aussicht ? zumindest, wenn genügend bekannte WLAN-Hotspots in der Nähe sind."
  • zu skyhook gibt es das Tool Loki - basierend auf den koordinaten wird die Position in einer Karte angezeigt. Ad-Ons für Explorer und Mozilla können die Lokationsangaben als Sucheingrenzung nutzen
  • hieß früher "Quarterscope Solutions" und macht TDOA Verfahren (hier gibt es offenbar widersprechende Angaben): "It does that by measuring the time it takes for signals to get from every AP that responds to the device's initial who's-there request", Sponsored by NAVTEQ and SiRF Technology
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Spoitigo

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Geodan

  • http://www.geodan.de - "Movida unterstützt die modernen Lokalisierungs- und Identifizierungstechnologien, die derzeit am Markt verfügbar sind. Dazu verwendet Movida eine Sensorschnittstelle, die die proprietären Ortungsmethoden der meisten Hardwarehersteller in ein gleichförmiges, standardisiertes Protokoll übersetzt (OpenLS: siehe www.opengeospatial.org)."
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Firmen für Bluetooth-Ortung

  • Tadlys - bienten Bluetooth APs an, die beliebige BT-Devices auf 2-3m orten können. Unbedingt das sehr gute Whitepaper lesen.
  • blipsystems (steckt Erikson dahinter) hat gerade ein Bluetooth Mesh-Netz BlipNet3.0 released - sehr spannend. Soll über den Partner blueposition auch Positionen der Endgeräte bestimmen können.
  • Bluepulse - E-shopping Lösungen mit Bluetooth "Ortung" (wer in Reichweite ist kriegt den Dienst)
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Literatur

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Allgemeine popularwiss. Artikel

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Bücher

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Spezifische wissenschaftliche Veröffentlichungen

  • Kyungmin Lee, Nakju Lett Doh, Wan Kyun Chung, Seoung Kyou Lee, Sang-Yep Nam, A robust localization algorithm in topological maps with dynamic noises, Industrial Robot: An International Journal, 2008, Volume 35, Issue 5, Page 435 - 448, PDF - beschreibt einen Algorithmus, der auch die vorausgehenden Messungen über einen Pfad berücksichtigt und dadurch robuster gegenüber dynamischen Schwankungen ist.
  • An Opportunistic Indoors Positioning Scheme Based on Estimated Positions PDF - Beschreibt einen Ansatz, beim dem ein (kurz) stehender User seine Postion aus den Eigenschätzungen vorbeilaufender Passanten ermittelt.
  • Indoor Localization in Wireless Sensor Networks, Martin van de Goor, PDF - Diplomarbeit, Radboud Universiteit Nijmegen, März 2009. Nutzt Crossbow Iris Knoten mit ZigBee zur Ortung.
  • A Real-Time Intelligent Wireless Mobile Station Location Estimator with Application to TETRA Network, PDF - wendet KI-Technik zur Ortung an. Hier: Adaptive Neuro-Fuzzy Inference system (ANFIS)
  • Localization with trajectory matching PDF, von stanford.edu
  • A Mixed-Norm Approach Using Simulated Annealing with Changeable Neighborhood for Mobile Location Estimation PDF
  • Rangingerror-tolerable localization inwireless sensor

networks within accurately positioned anchor nodes, PDF

  • Algorithms for map-aided autonomous indoor pedestrian positioning and navigation, Spassov, Ivan, Ph.D. Thesis, Lausanne: EPFL, 2007, PDF
  • Map-based Autonomous Personal Localization and Tracking, Spassov, Ivan ; Bierlaire, Michel ; Merminod, Bertrand, 2007, PDF
    • Map-based Autonomous Personal Localization and Tracking, PDF, guter Foliensatz dazu


  • Locating ZigBeeR Nodes Using the TI R’s CC2431 Location Engine: A Testbed Platform and New Solutions for Positioning Estimation of WSNs in Dynamic Indoor Environments, ACM Seite
  • SurroundSense: Mobile Phone Localization via Ambience Fingerprinting - optische und akustische Sensorinformationen sollen zur Erkennung von Räumen genutzt werden. Praxiseinsatz vermutlich irrelevant
  • Theory on Acquisition Algorithms for Indoor Positioning , 2005, PDF
  • EnLoc: Energy-Efficient Localization for Mobile Phones, PDF, untersucht den Tradeoff zwischen GPS Nutzung zur Ortung und Stromverbrauch, im Vergleich dazu WLAN Ortung
  • Genetic Algorithm Based Wireless Sensor Network Localization, 2008 Fourth International Conference on Natural Computation, ACM. Vergleicht die Genauigkeit der genetischen Suche zu grandienten-basierter Suche und Simulated Annealing
  • APPLICATION OF UWB AND GPS TECHNOLOGIES FOR VEHICLE LOCALIZATION IN COMBINED INDOOR-OUTDOOR ENVIRONMENTS, PDF, kombinierte Indoor/Outdoor-Ortung durch Kombination von GPS/UWB, Kombintion der Sensorinformation durch Monte-Carlo-Algorithmen
  • OPTIMIZATION SCHEMES FOR WIRELESS SENSOR NETWORK LOCALIZATION, PDF, Überblick über Lokalisierungsverfahren basierend auf Distanzschätzungen ohne Informationen der Sensorpositionen (semidefinite programming, simulated Annealing, two-phase stochastic optimization)
  • Centroid Localization Method in Wireless Sensor

Networks using TSK Fuzzy Modeling PDF, Centroid-Algorithmus mit gewichteten Kanten zwischen Nachbarsendern, Fuzzy-Membership-Funktion für Kantengewichte, die durch Genetische Algorithmen auf Basis von Signalstärken gebildet werden

  • Ranging error-tolerable localization in wireless sensor networks within accurately positioned anchor nodes, PDF, Modell für Entfernungsfehler bei TOA, Erkennung von fixen Knoten mit falscher Positin
  • INCREASING LOCALIZATION PRECISION IN SENSOR NETWORKS WITH MOBILE BEACONS – A GENETIC PATH PLANNING APPROACH, PDF, Genetische Suche von Pfaden mobiler Geräte in Funkumgebungen, Fitness anhand der Güte von Positionsschätzungen im Pfad, für jeden Zeitpunkt komplette Evolution mit statischer Zielfunktion, sehr laborhaftes Setting, Sensoren selbst ohne Positionsinformation, dafür mit konstanten Abständen zueinander
  • Consistency-Based On-line Localization in Sensor Networks, PDF, Berechnen die Position über "Konsistenz" mit den gemessenen Werten, Vergleich durch Simulation mit in der Literatur genannten Algorithmen
  • PDF, geben eine Relaxation an, die eine gute Näherung darstellt.
    • "Assuming Gaussian distributed disturbances,the nonconvex maximum likelihood estimation for sensor network node localization in the presence of anchor position uncertainty has been approximated to a convex optimization problems using the semi-definite programming(SDP)relaxation technique. It is shown that when the anchorpositions are of errors, the proposed SDP and its edge-based variant algorithms can give very accurate node localization performance."
  • Data fusion of four ABS sensors and GPS for an enhanced localization of car-like vehicles, PDF, GPS Ortung wird durch "Sensordaten" hier ABS und Radlaufsensor kombiniert, Nutzung von Kalman-Filter, Verbesserung der Präzision und Stabilität der GPS-Ortung
  • Nodes Localization through Data Fusion in Sensor Network, 2005, via computer.org
  • Algorithms for mAp-Aided Autonomous indoor pedestriAn positioning And nAvigAtion, PDF
  • Opportunistic Localization: Modeling and Analysis, Francesco Zorzi and Andrea Zanella, PDF
  • Adaptive Motion Model for a Smart Phone based Opportunistic Localization System, [Foliensatz als PDF], Paper als PDF
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Tools

  • wififofum ist ein Freeware-WLAN-Scanner für Windows CE. Er zeigt offenbar die Signalstärke an und hat sogar eine "Radaransicht".
  • siehe Tools aus c't 13/04, S. 97, "WLANS aufgespürt": Pocket Warrior und Mini-Stumbler.
  • Netstumbler
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Protokolle

  • Mobile Positioning Protocol (Ericson/Sony)
  • Spatial Location Protocol (IETF)
  • Service Location Protocol (SLP)
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Weitere Links

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Show Case Adlershof

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Maps

Für Show Case Adlershof sind folgende Maps hilfreich:

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Status des HU-WLAN Netzes

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Kommentare

Sam: Sie können A2B auch verwenden, um nach nahe gelegenem inhalt (freie GPS-Software und geöffnete API zum Gebrauch und Ihre eigene in Position bringensoftware entwickeln) zu suchen - Suche http://www.a2b.cc
A2B's PlaceLab page an http://www.a2b.cc/search-placelab.a2b (Dank werkzeuge Google Language Tools die Übersetzung.)

Pibach: Sehr schöner Service, Danke an Sam. An alle: unbedingt A2B anschauen! (und Dank auch an den Google-Translator...)

Von "http://wiki.informatik.hu-berlin.de/nomads/index.php/Positionsbestimmung"
'Persönliche Werkzeuge