Handynavigation: Intelligente Software verbessert Positionsbestimmung

Vier Forscher haben mit Smartloc eine Software für Android-Smartphones entwickelt, die die Positionsbestimmung in Navigationsgeräten vor allem in Städten nahezu verdoppeln soll. Dabei wird auch der Akku geschont.

13. Dezember 2013 um 09:11 Uhr / Lars Sobiraj

Die Datenbank von Smartloc enthält Bewegungsmuster, über die die Position eines Fahrzeugs bestimmt werden kann. Bild: Smartloc

Vier Forscher am Illinois Institute of Technology in Chicago und der Tsinghua University in Beijing haben mit Smartloc eine intelligente Software entwickelt, die die GPS-Navigation in Großstädten optimiert. Im Innenstadtbereich wird die Positionsbestimmung über Satellit häufig von hohen Gebäuden gestört. Herkömmliche Geräte bestimmen die Position dann auf etwa 40 Meter genau. Mit Smartloc konnten Cheng Bo, Xiang-Yang Li, Tacho Jung und Xufei Mao die Ortungsgenauigkeit nahezu verdoppeln.

Sobald der GPS-Empfang ungenügend ist, nutzt Smartloc stattdessen den Bewegungssensor eines Smartphones, um die Position relativ zum zuletzt bestimmten Standort über GPS zu errechnen. Die einzelnen Bewegungsmuster, die beispielsweise beim Überqueren einer Brücke, beim Bremsen oder beim Beschleunigen nach dem Abbiegen nach links oder rechts entstehen, sind in einer Datenbank hinterlegt und werden mit den aktuellen Daten des Bewegungssensors und Kartenmaterial, etwa aus Google Maps, abgeglichen.

Trainingsmodus verbessert Smartloc

Ist der GPS-Empfang gut, befindet sich der Bewegungssensor hingegen im Trainingsmodus. Die Messungen des Bewegungssensors werden mit den GPS-Daten abgeglichen, um eine künftige Positionsbestimmung zu optimieren.

Perfekt ist das System noch nicht. Faktoren wie zähflüssiger Verkehr, lange Wartezeiten vor roten Ampeln oder Staus können die seit dem letzten GPS-Empfang zurückgelegte Distanz verfälschen, die das Programm kalkuliert. Der Trainingsmodus soll diese Fehlerquote mit der Zeit jedoch verringern.

Die Forscher haben Smartloc in Chicago getestet, das für Navigationsgeräte als Alptraum gilt, weil die vielen Hochhäuser im Innenstadtbereich das GPS-Signal reflektieren. Dennoch war es mit Smartloc möglich, bei 90 Prozent aller Testläufe eine Positionsgenauigkeit von 20 Metern zu erreichen. Die reine GPS-Navigation war in weniger als 50 Prozent der Tests genauso exakt. Die bislang nur für Android entwickelte Software schaltet zudem den stromhungrigen GPS-Empfang bei zu schlechten Werten automatisch ab, um den Akku zu schonen. Bei der herkömmlichen Methode wird sehr viel mehr Strom verbraucht.