Auch wer sein Ziel kennt, dem mag es schwer fallen, es zu erreichen, insbesondere in Gebäudekomplexen, wie Universitäten, Krankenhäuser oder Flughäfen, in denen man schnell die Übersicht verliert. Trotz des resultierenden Bedarfs sind Fußgängernavigationssysteme durch Innenbereiche kaum verbreitet. Im Gegensatz zu Außenbereichen ist geeignetes Kartenmaterial nicht flächendeckend verfügbar und ...
Zusammenfassung (Deutsch)
Auch wer sein Ziel kennt, dem mag es schwer fallen, es zu erreichen, insbesondere in Gebäudekomplexen, wie Universitäten, Krankenhäuser oder Flughäfen, in denen man schnell die Übersicht verliert. Trotz des resultierenden Bedarfs sind Fußgängernavigationssysteme durch Innenbereiche kaum verbreitet. Im Gegensatz zu Außenbereichen ist geeignetes Kartenmaterial nicht flächendeckend verfügbar und auch die Positionsbestimmung stellt eine Herausforderung dar, der sich aktuell zahlreiche Forschungsarbeiten widmen. Eine Fragestellung, die sich in diesem jungen Forschungsfeld der Planung von Fußwegrouten stellt, ist, wie generierte Pfade aufgebaut sein sollten, um die Bedürfnisse verschiedener Personen oder Personengruppen zu erfüllen. Einschlägige Arbeiten befassen sich meist mit den Auswirkungen weniger, separat betrachteter Kriterien. So existieren beispielsweise Bestrebungen, szenisch reizvolle oder alternativ möglichst einprägsame Routen zu generieren. Was dabei, wie im Übrigen auch bei der Fahrzeugnavigation, häufig noch außer Acht gelassen wird, ist, das Zusammenspiel verschiedener, teils gegenseitig abhängiger Pfadeigenschaften zu optimieren. Ziel dieser Arbeit ist es deshalb, ein Verfahren aufzuzeigen, das verschiedene operationalisierte Kriterien in Bezug zueinander setzt, indem deren optimaler anteiliger Einfluss auf die Routenberechnung quantifiziert wird. Die datengetriebene Optimierung erfolgt dabei hinsichtlich eines Ähnlichkeitsmaßes zwischen Routen des Systems und eines Referenzstandards aus von Nutzern präferierten Pfaden. Die Umsetzung dieses Vorhabens bedingt verschiedener Vorarbeiten. So wird zunächst ein formales Modell erarbeitet, das geeignet ist, aus Innen- und Außenbereichen bestehende Areale abzubilden, sodass Routen darin automatisiert geplant werden können. Unter Bezugnahme einschlägiger Arbeiten werden Begrifflichkeiten wie präferenzbasierte Pfadplanung oder Ähnlichkeit zu Nutzerrouten für den Kontext dieser Arbeit definiert. Die Umgebung der Universität Regensburg wird anhand des spezifizierten Modells abgebildet, als Grundlage der Optimierung wird dort ein Referenzstandard, bestehend aus von Personen favorisierten Routen, erhoben. Mittels einer CMA-Evolutionsstrategie werden dann beispielhaft einige leicht zu ermittelnde Pfadeigenschaften optimiert, sodass sich ein Maximum der Ähnlichkeitsfunktion ergibt. Abschließend wird die resultierende Pfadplanung evaluiert, indem gezeigt wird, dass generierte Routen hinsichtlich des definierten Maßes ähnlicher zu Nutzerrouten sind als kürzeste Routen.
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Even those who know their destination may find it difficult to reach, especially in building complexes such as universities, hospitals or airports, in which it is easy to get lost. In spite of the resulting demand pedestrian navigation systems through
indoor spaces are rarely found. Contrary to outdoor areas suitable map material is not comprehensively available. In addition, positioning is a ...
Übersetzung der Zusammenfassung (Englisch)
Even those who know their destination may find it difficult to reach, especially in building complexes such as universities, hospitals or airports, in which it is easy to get lost. In spite of the resulting demand pedestrian navigation systems through
indoor spaces are rarely found. Contrary to outdoor areas suitable map material is not comprehensively available. In addition, positioning is a challenging task that many research projects are currently dedicated to. One question that arises in this emerging field of research is how generated paths should be structured to meet the needs of different individuals or user groups. Related work tends to focus on the impact of a small number of isolated criteria. For example, there are efforts to generate scenically appealing routes. In different studies, paths that are as memorable as possible are planned. However, the optimisation of the interplay of different, partly
interdependent path characteristics is mostly neglected, as is also the case regarding car navigation. The aim of this work is therefore to show a procedure that quantifies the optimal proportional influence of different operationalized criteria, so that their interaction can be taken into account for path planning. The data driven optimization is carried out with regard to a similarity measure between routes of the system and a ground truth comprising paths preferred by users.
The realisation of this intention requires various preliminary works. First, a formal model is developed that is suitable for mapping an environment consisting of indoor and outdoor areas, so that routes can be generated by automated means.
With reference to related work, terms such as preference based path planning or similarity to user routes for the context of this work are defined. The environment of
the University of Regensburg is mapped by means of the specified model. As a basis for the optimisation process, a ground truth consisting of routes favoured by people
is surveyed. By applying a CMA evolution strategy, the manifestations of some easily determinable path properties are then optimised so that a maximum of the similarity function results. Finally, the resulting path planning process is evaluated by showing that generated routes are more similar to user routes than shortest routes in terms of the defined measurement.
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