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Entwicklung eines Qualitätsmaßes für Landmarken

Entwicklung eines Qualitätsmaßes für Landmarken

Leitung:  Elias
Team:  Eva Ortlieb
Jahr:  2006
Laufzeit:  2006
Ist abgeschlossen:  ja

Mobile Navigationssysteme spielen seit einigen Jahren eine große Rolle bei der Wegfindung in unbekannten Gebieten. Die meisten mobilen Navigationssysteme stellen heutzutage noch die Fahrzeugnavigationssysteme dar. Durch die immer weitere Verbreitung von mobilen Kleincomputern wie PDA (Personal Digital Assistant) und Smartphone werden aktuell auch für die Fußgänger- und Fahrradnavigation Lösungen entwickelt. Die Anwendungen, die für die Fahrzeugnavigation konzipiert sind, können jedoch nicht ohne weiteres für die Fußgängernavigation übernommen werden. Ein Grund hierfür ist, dass gängige Fahrzeugnavigationssysteme fast ausschließlich auf Richtungs- und Streckenangaben verweisen. Forschungen in der Kognitionspsychologie haben jedoch gezeigt, dass Menschen an Stelle von Richtungs- und Streckenangaben für Wegbeschreibungen bevorzugt so genannte Landmarken verwenden. Landmarken sind Objekte, die in ihrer Umgebung auffallen und deshalb als Orientierungshilfe genutzt werden können, wie beispielsweise Kirchen, Türme oder sonstige herausragende Objekte.

Die aktuellen Forschungen befassen sich mit der automatischen Bereitstellung von Landmarken. Der Prozess der Landmarkenbereitstellung setzt sich aus mehreren Teilschritten zusammen. Der erste Schritt ist die Extraktion von potentiellen Landmarken, die zu routenabhängigen Landmarken weiterverarbeitet werden können. Die Weiterverarbeitung der potentiellen Landmarken zu routenabhängigen Landmarken beinhaltet unter anderem die Bewertung, ob sich ein Objekt in Abhängigkeit einer bestimmten Route als Landmarke eignet. Diese Geeignetheit bezeichnet man als Qualität einer Landmarke. Die Entwicklung eines Maßes für die Qualität einer Landmarke ist Inhalt dieser Arbeit.

Die Entwicklung eines Qualitätsmaßes geschieht auf Grundlage eines Straßennetzes, das Wegstücke und Kreuzungen besitzt, an denen eine Navigationsentscheidung getroffen werden muss. Dies geschieht mit Hilfe potentieller Landmarken, von denen im Idealfall mehrere an jeder Kreuzung vorhanden sind. Aus diesen potentiellen Landmarken soll nun die in Abhängigkeit einer bestimmten Route am besten geeignete Landmarke selektiert werden. Dies geschieht anhand des Qualitätsmaßes. Das Qualitätsmaß muss abhängig von der Lage der Landmarke sein, da eine Landmarke, die sich für die eine Navigationsanweisung sehr gut eignet, für eine andere völlig unbrauchbar sein kann. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn man sich in einer Navigationssituation auf die Landmarke zu bewegt und in einer anderen Navigationssituation von ihr weg. Außerdem sollte die Landmarke auf der Abbiegeseite liegen, da, wie in der Arbeit gezeigt wird, der Wegsuchende meist schon intuitiv auf der Abbiegeseite nach der entsprechenden Landmarke sucht. Nimmt die Landmarke in Abhängigkeit von der Richtung, aus der man kommt, und in Abhängigkeit von der Richtung, in die man weitergehen will, eine schlechte Lage ein, so wird ihr ein Strafmaß zugewiesen. Neben dem Aspekt der Lage hat die Eindeutigkeit der Landmarke in der näheren Umgebung der Kreuzung einen gewissen Einfluss. So sollten sich keine ähnlichen Objekte in einer bestimmten Umgebung befinden, die mit der eigentlichen Landmarke verwechselt werden könnten. Ist dies dennoch der Fall, so wird ihr ein weiteres Strafmaß für die Eindeutigkeit zugewiesen. Die Kombination aus dem Strafmaß für die Eindeutigkeit und dem Strafmaß für die Lage ergibt ein Qualitätsmaß, das als Kriterium für die Auswahl der Landmarke fungiert.

Das Qualitätsmaß wurde prototypisch anhand von ArcGIS und VBA (Visual Basic for Appli-cations) implementiert. Die Analyse der Ergebnisse, die der Algorithmus lieferte, fiel gut aus, so dass man sagen kann, dass das entwickelte Qualitätsmaß für Landmarken sich sehr gut als Werkzeug für eine Selektion der am besten geeigneten Landmarke in Abhängigkeit einer bestimmten Route eignet.