Lectori Salutem: Indoor navigatiesystemen

Editie: 24.3 - De invloed van politiek op vastgoed

Published on: 25 juni 2017

---

Theo Arentze is hoogleraar en leerstoelhouder van de groep Real Estate Management and Development bij de faculteit Bouwkunde van de technische universiteit Eindhoven. Zijn aandachtsgebieden in onderzoek en onderwijs betreffen het gedrag van gebruikers in de gebouwde omgeving en de ontwikkeling van stedelijke modellen en beslissingsondersteuningssytemen met toepassingen in vastgoed portfolio management en stadsontwikkeling.

 

Recente ontwikkelingen en vooruitzicht

Navigatiesystemen zoals TomTom of Google Maps zijn al jarenlang niet meer weg te denken uit het alledaagse leven. Zij hebben ervoor gezorgd dat we als voetganger, automobilist of OV-gebruiker moeiteloos onze weg kunnen vinden, zelfs in de meest complexe stedelijke omgevingen. Voor indoor omgevingen bestaan dergelijke toepassingen nog niet maar is de potentie van een navigatiesysteem misschien wel net zo evident.

In gebouwen zoals ziekenhuizen, grote kantoren en vliegvelden is het vinden van de weg voor een bezoeker vaak evenzeer ingewikkeld en zou een navigatiesysteem uitkomst kunnen bieden. Het op elk moment weten waar je bent, hoe je je route moet vervolgen en hoeveel looptijd je nog verwijderd bent van de bestemming vermindert de stress van zoeken en onzekerheid over aankomsttijd. Door die informatie te bieden zouden indoor navigatiesystemen de gebruikswaarde van complexe gebouwen, vooral als die een openbare functie hebben, in belangrijke mate kunnen vergroten. Het ideaal is een geïntegreerd outdoor-indoor navigatiesysteem dat de bezoeker naadloos de hele weg vanaf de herkomst thuis tot aan de bestemming binnen het gebouw wijst.

De toepassing van indoor navigatiesystemen wordt sterk beïnvloed door de technische mogelijkheiden van locatiebepaling van gebruikers in een gebouw. GPS, waar outdoor navigatie-systemen op zijn gebaseerd, werkt niet binnen gebouwen omdat GPS-signalen niet door muren gaan en bovendien ook niet de vereiste nauwkeurigheid van plaatsbepaling indoor kunnen bieden. De laatste jaren is veel voortgang geboekt met het ontwikkelen van alternatieve technieken die wel voor indoor omgevingen werken. Interessant zijn technieken die kunnen werken op basis van infrastructuur die al in gebouwen aanwezig is zoals WiFi-netwerken. Door WiFi-signalen van verschillende toegangspunten (access points) te combineren kan door driehoeksbepaling de locatie van een smartphone en dus van de gebruiker worden bepaald. De nauwkeurigheid van WiFilocalisatie is echter beperkt (5-15 m). Een andere techniek, die gebruik maakt van bluetooth, vereist dat zogenaamde beacons worden geplaatst op regelmatige afstanden in de ruimten in het gebouw. Grotere nauwkeurigheden in plaatsbepaling tot anderhalve meter kunnen hiermee worden bereikt. De iBeacons van Apple hebben een belangrijke impuls gegeven aan deze ontwikkeling. De Eddystone Beacons van Google zijn recentelijk geïntroduceerd. Locatiebepaling is overigens niet alleen relevant voor navigatiesystemen, maar tevens voor Location-Based Services in het algemeen. Asset tracking (traceren van bijvoorbeeld verplaatsbare apparatuur) is hiervan eveneens een belangrijke toepassing.

Lokalisatie is de sleuteltechniek, maar niet de enige moeilijkheid die overwonnen moet worden. Indoor navigatie vraagt ook nieuwe oplossingen voor routing systemen, zowel wat betreft het bepalen van routes als het geven van routing instructies (zogenaamde turn-by-turn directions). Indoor omgevingen hebben een aantal specifieke kenmerken waardoor oplossingen voor outdoor omgevingen niet zonder meer overdraagbaar zijn. Door verdiepingen hebben gebouwen ook een verticale dimensie en zijn liften en trappen bijzondere elementen. Verder zijn er vaak grote open ruimtes zoals een hal in gebouwen en ontwikkelen routes zich niet altijd langs voordefinieerbare paden. De verticale dimensie en grote open ruimtes hebben consequenties voor zowel routebepaling en plaatsbepaling (geocodering en lokalisatie) als de communicatie met de gebruiker (weergave van routes op de plattegrond en het geven van route instructies). Tenslotte, is ook privacy en beveiliging van persoonsgegevens een kwestie die extra aandacht vraagt bij tracking van mensen in indoor-omgevingen.

Een stap in deze ontwikkeling is onlangs gemaakt in een EU-onderzoeksproject genaamd i-Locate[1]. Het doel van dit project, dat drie jaar duurde en recentelijk is afgerond, was om een toolkit voor Location-Based Services te ontwikkelen, toegankelijk te maken via open data en nieuwe standaarden, en grootschalig te testen voor indoor navigatie en assetmanagementtoepassingen. Een consortium bestaande uit partners vanuit verschillende Europese landen was betrokken bij het project. De TU/e maakte hier deel van uit en was verantwoordelijk voor de ontwikkeling van een routing systeem voor gecombineerde outdoor-indoor navigatie en de uitvoering van een pilot[2]. In totaal zijn op 14 locaties in Europa pilots uitgevoerd (in Duitsland, Roemenië, Italië, Luxemburg, Malta, Kroatië en Nederland). De pilots betroffen voornamelijk ziekenhuizen, maar ook universiteiten, een gemeentehuis, een museum (het Brukenthal museum in Roemenië) en een kantorencomplex. De toegepaste lokalisatietechniek varieerde tussen de pilotlocaties zodat ervaring kon worden opgedaan met verscheidene technieken (waaronder WiFi, Zigbee, Quppa en eeRTLS). In Eindhoven is het Vertigo-gebouw van Bouwkunde gebruikt voor een pilot waarbij WiFi is gebruikt als lokalisatietechniek.

Door het TU/e team zijn nieuwe algoritmen ontwikkeld om een bestaande multimodale routeplanner uit te breiden tot een geïntegreerd indoor-outdoor navigatiesysteem. Het product is beschikbaar als Open Source software. In het kader van haar afstudeerproject bij de REMD-groep heeft Rosa Arts aanvullend hieraan methoden voor communicatie en visualisatie onderzocht[3]. Op basis van een online survey waar 133 mensen aan deelnamen heeft zij alternatieve methoden onderzocht voor het weergeven van plattegronden en het geven van route-instructies. Voor effectiviteit van de communicatie is er een optimum in de mate van detail van weergeven van plattegronden zoals kleur en elementen. De bescherming van persoonsgegevens heeft eveneens aandacht gekregen in het i-Locate project. De risico’s en bedreigingen zijn in kaart gebracht en nieuwe cryptografische methoden en standaarden zijn getest.

Uit de ervaringen in de pilots komt naar voren dat de kosten-prestatie verhouding sterk verschilt tussen de lokalisatietechnieken. De uitkomst voor WiFi-lokalisatie is daarbij niet gunstig. Zelfs bij een betrekkelijk dicht WiFi-netwerk zoals dat van het Vertigo gebouw van de bouwkundefaculteit, is de nauwkeurigheid onvoldoende voor navigatie. De ervaringen zijn natuurlijk niet beperkt tot het i-Locate project. In het algemeen lijkt de bluetoothtechniek – gebruik makend van beacons – zich af te tekenen als de meest belovende techniek. Met die techniek kan tegen relatief geringe infrastructuurkosten de vereiste nauwkeurigheid in lokalisatie worden bereikt.

Concluderend: indoor navigatiesystemen beantwoorden aan een duidelijke behoefte en hebben de potentie om gebouwen toegankelijker en gebruiksvriendelijker te maken. Met de brede verspreiding van de smartphone en het volwassen worden van indoor lokalisatietechnieken staat nu de weg open voor brede toepassing. Grote bedrijven zoals Google spelen hier op in en zijn gestart met het beschikbaar maken van plattegrond-data van (openbare) gebouwen in een Indoor variant van Google Maps. Ook in Nederland zien we de eerste toepassingen verschijnen. Een voorbeeld is het Westfriesgasthuis in Hoorn dat een navigatie-app aanbiedt voor patienten en bezoekers van het ziekenhuis. Verder zijn startup bedrijven zoals Movin inmiddels actief op de markt en bieden dit soort nieuwe producten aan. Een ander Nederlands voorbeeld is Schiphol, dat onlangs een navigatie- app heeft uitgebracht dat reizigers assisteert in het vinden van hun weg naar de gate op basis van een uitgebreid systeem van beacons. Hoewel de eerste toepassingen verschijnen is mijn verwachting dat er nog wel een weg te gaan is voordat de toepassing ervan meer algemeen wordt. Met name gezien de (initiële) investeringskosten die zijn verbonden aan (nauwkeurige) locatiebepaling en de drempel die privacy gevoeligheid van indoor tracking mogelijk opwerpt.

 

Noten

[1] De URL van de website van i-Locate project is www.i-locate.eu

[2] Het TU/e team dat heeft meegewerkt aan het i-Locate project bestond naast de schrijver van dit artikel uit Joran Jessuran, Ion Barosan, Tao Feng en Aant van der Zee.

[3] De afstudeerscriptie van Rosa Arts is verschenen in 2017 en getiteld: Indoor Route Communication and Visualization en is beschikbaar via de TU/e bibliotheek.

Mail the editors