Indoor Navigation ist ein zentrales Element in neuen Immobilien, insbesondere wenn sie den Anspruch haben, ein Smart Building zu sein. In diesem Blogbeitrag beleuchten wir die Vorteile von Indoor Navigation in Smart Buildings, deren technische Umsetzung und den Einfluss auf weitere Anwendungsfälle im Smart Building.
Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, werden Sie ein umfassenderes Verständnis der Vor- und Nachteile sowie der technischen Details von Indoor Navigation in Smart Buildings erlangen und können den Aufwand für eine Implementierung besser abschätzen.
Inhalt:
- Was ist Indoor Navigation?
- Welche Vorteile bringt Indoor Navigation?
- Gibt es Nachteile, die es zu betrachten gilt?
- Wie funktioniert die Indoor-Navigation mit IoT?
- Gibt es besondere Überlegungen für die Installation?
- Wie wird das technisch umgesetzt?
- Anwendungsfälle im Smart Building
- Was kostet Indoor Navigation?
- Kann man Bestandsgebäude für Indoor Navigation nachrüsten?
- Wie lange dauert es Indoor Navigation zu installieren?
- Wo kann Indoor Navigation umgesetzt werden?
- Funktioniert Indoor Navigation auch mit Augmented Reality?
Was ist Indoor Navigation?
Indoor Navigation ist ein Begriff, der immer häufiger in den Fokus rückt. Während die meisten Menschen mit Smartphone-Navigation vertraut sind und Google Maps zur Orientierung im Freien nutzen, stößt die GPS-basierte Navigation an ihre Grenzen, wenn es um komplexe Gebäudestrukturen und mehrstöckige Gebäude geht.
GPS-gestützte Navigation kann diese Gebäudestrukturen nicht erfassen, und Details wie digitalisierte Grundrisse sind in Google Maps oder anderen herkömmlichen GPS-Navigationsdiensten nicht enthalten. Hier kommt Indoor Navigation ins Spiel, eine Technologie, die speziell für die Positionierung und Orientierung innerhalb von Gebäuden entwickelt wurde.
Indoor Navigation: Die Vorteile für Nutzer und Gebäudebetreiber
In der heutigen Zeit werden Gebäude immer komplexer gestaltet, und feste Arbeitsplätze sind oft nicht mehr vorhanden. Das führt dazu, dass sich Nutzer täglich in Gebäuden neu orientieren müssen. Eine Lösung für diese Herausforderung ist die Indoor Navigation. In diesem Artikel erfahren Sie, welche Vorteile Indoor Navigation sowohl für Nutzer als auch für Gebäudebetreiber bietet.
Indoor Navigation erleichtert die Orientierung
Da der gebuchte Arbeitsplatz möglicherweise jeden Tag auf einem anderen Stockwerk liegt, müssen Konferenzräume, Druckerstationen oder die Cafeteria schnell und ohne Umwege gefunden werden. Je komplexer die Gebäudestruktur, desto sinnvoller ist der Einsatz von Indoor Navigation. Dies gilt insbesondere für Quartiere oder Campus-Strukturen.
Kombination aus GPS- und Indoor Navigation
Hier wird oft eine Mischung aus klassischer GPS-Navigation (zwischen den Gebäudeteilen) und Indoor Navigation (im einzelnen Gebäude) verwendet. Die Vorteile für die Nutzer liegen in der besseren Orientierung und einem höheren Komfort beim Besuch der Gebäude. Die Vorteile für die Gebäudebetreiber sind eine bessere Zufriedenheit der Besucher, eine effiziente Wegführung und die Einsparung unproduktiver Zeiten.
Vorteile für Nutzer und Gebäudebetreiber
Die Vorteile der Indoor Navigation für die Nutzer liegen in der besseren Orientierung und einem höheren Komfort beim Besuch der Gebäude. Für Gebäudebetreiber ergibt sich daraus eine höhere Zufriedenheit der Besucher, eine effiziente Wegführung und die Einsparung unproduktiver Zeiten. Zusammenfassend kann Indoor Navigation den Alltag sowohl für Nutzer als auch für Gebäudebetreiber erheblich erleichtern. Durch die verbesserte Orientierung und den höheren Komfort wird der Gebäudebesuch angenehmer gestaltet, und Gebäudebetreiber profitieren von zufriedeneren Besuchern und einer effizienteren Nutzung ihrer Ressourcen.
Gibt es Nachteile, die es zu betrachten gilt?
Navigationssysteme für Innenräume können viele Vorteile in Bezug auf Komfort und Effizienz bieten, aber vor der Einführung eines solchen Systems sind einige wichtige Nachteile zu berücksichtigen. Erstens ist die Nutzerdurchdringung noch recht gering. Es gibt bisher nur relativ wenige Gebäude, in denen Indoor-Navigationssysteme eingesetzt werden, so dass der Anwendungsbereich im Vergleich zu anderen Systemen begrenzt ist. Derzeit ist es nur möglich, zu vordefinierten Punkten innerhalb eines Gebäudes zu navigieren, so dass die Nutzer nur begrenzte Kontrolle über ihre Ziele haben. Außerdem ist es noch nicht möglich, Innen- und Außennavigation in einer App zu kombinieren, was für Baustellen sehr nützlich sein könnte.
Die Implementierung eines Navigationssystems für Innenräume kann auch komplex und kostenintensiv sein, da es integriert werden muss in die bestehende Infrastruktur und die Arbeitsabläufe. Außerdem müssen die Grundrisse regelmäßig aktualisiert werden, um ihre Wirksamkeit zu erhalten. Trotz dieser Nachteile können Indoor-Navigationssysteme viel Komfort und Effizienz für intelligente Gebäude bieten.
Wie funktioniert Indoor Navigation mit IoT?
Die Funktion der Indoor-Navigation ist vergleichbar mit dem Betrieb eines GPS-Systems. Wie bei der klassischen Navigation wird die Position des Nutzers bestimmt mit Hilfe von Bluetooth Ortungsbaken. Diese Beacons sind jedoch nicht satellitengestützt, sondern über Funkwellen untereinander und mit dem Nutzergerät vernetzt. Dies hat den Vorteil, dass eine sehr genaue Lokalisierung möglich ist. Die Entfernung zu den verschiedenen Beacons kann viel genauer bestimmt werden als mit GPS. Darüber hinaus ist, wie bereits erwähnt, die gebäudeeigene Struktur kann in die Indoor-Navigation einbezogen werden.
Gibt es besondere Überlegungen für die Installation?
Ja, bei der Installation eines Indoor-Navigationssystems sind einige Dinge zu beachten. Zunächst einmal ist es wichtig, dass die Beacons in der richtigen Höhe angebracht werden. Als Faustregel gilt, dass sie in einer Höhe von zwei bis drei Metern installiert werden sollten. So wird sichergestellt, dass die Signale von den Geräten der Nutzer gut empfangen werden können. Außerdem müssen die Beacons eine freie Sichtlinie zueinander haben. Befinden sich Hindernisse wie Trennwände oder Mauern im Weg kann es zu einer Unterbrechung des Signals kommen.
Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Stromversorgung der Sensoren. Die Beacons benötigen eine stabile Stromversorgung, um ordnungsgemäß zu funktionieren. Diese kann durch Batterien oder eine Kabelverbindung gewährleistet werden. Wenn Batterien verwendet werden, ist es wichtig, diese regelmäßig zu überprüfen und bei Bedarf zu ersetzen.
Zuletzt müssen die Beacons richtig konfiguriert werden. Zu diesem Zweck wird die Verwaltungskonsole verwendet. Hier können Sie zum Beispiel festlegen, welche Beacons zu welchem Stockwerk oder Raum gehört.
Wie wird das technisch umgesetzt?
Der einfachste Weg, moderne Navigation umzusetzen, ist mittels QR-Codes und einer Positionierung sowie Anzeige der besonderen Bereiche in der Nähe. Der Nutzer scannt einen QR-Code im Gebäude. Durch den Scan wird der Nutzer an einem bestimmten Standort positioniert und über das Smartphone kann dann bspw. angezeigt werden, welcher Drucker in der Nähe ist. Dieses Beispiel ist noch keine echte Indoor Navigation. Es zeigt aber, dass selbst mit recht einfachen Mitteln eine Positionierung und Point of Interest-Informationen ausgetauscht werden können.
Die Basis für die Indoor-Navigation ist ein sogenanntes Beacon-Netz. Beacons sind kleine Funksender, die in regelmäßigen Abständen ein Signal aussenden. Das Signal wird von Apps oder Geräten der Besucher und Mitarbeiter im Gebäude aufgefangen. Die Beacons werden normalerweise in einer Höhe von zwei bis drei Metern installiert. Damit das System funktioniert, muss eine ausreichende Anzahl von Sensoren im Gebäude vorhanden sein. Die genaue Anzahl hängt von der Größe und Komplexität des Gebäudes ab. Als Faustregel gilt eine Beacon pro 25 Quadratmeter. Zum Beispiel werden 50 Beacons benötigtfür ein Gebäude mit 1.000 Quadratmetern Nutzfläche.
Zusätzlich zu den Beacons wird ein Indoor Positioning System (IPS) benötigt. Das IPS ist die Software, die auf der Grundlage der eingehenden Beacon-Signale die Position des Benutzers errechnet. Zu einem IPS gehören die folgenden Komponenten
- Eine Verwaltungskonsole für die Konfiguration und Wartung des Systems
- Eine Cloud-Plattform zum Speichern und Analysieren der Daten
- Eine App oder Schnittstelle für Benutzer
Die Verwaltungskonsole dient zum Einrichten und Konfigurieren des Systems. Hier können zum Beispiel Grundrisse des Gebäudes hochgeladen werden. Die Cloud-Plattform wird benötigt, um die Positionierungsdaten zu speichern und zu analysieren. Die Benutzeroberfläche wird von Mitarbeitern und Besuchern zur Navigation innerhalb des Gebäudes verwendet. Es kann sich um eine Smartphone-App oder eine webbasierte Schnittstelle handeln.
In der Regel wird die Indoor Navigation über eine spezielle technische Vorrichtung im Gebäude realisiert. Hier kommen meist Bluetooth Beacons oder IoT-Sensoren zum Einsatz. Damit eine flächendeckende Positionierung sowie eine funktionierende Navigation ermöglicht werden, ist eine umfassende Verfügbarkeit dieser Technologie im gesamten Gebäude erforderlich. In der Praxis spricht man von einem Grid oder Mesh. Diese Smart Building-Technologien können sowohl im Neubau einer Immobilie als auch in Bestandsgebäuden (als Retrofit) eingebracht werden.
Der Nutzer interagiert dann mit der technischen Smart Building-Infrastruktur in der Regel mit einer Smart Building App, die er auf seinem Smartphone installiert hat.
Anwendungsfälle im Smart Building
Hier sind einige Anwendungsfälle aus der Praxis, die verdeutlichen, wieso Indoor Navigation im Smart Building eingesetzt wird. Die Indoor Navigation ermöglicht nämlich nicht nur die reine Orientierung, sondern zusammen mit einem Smart Building Operating System auch eine Vielzahl weiterer Mehrwerte für die Anwender im Gebäude. Die folgenden 3 Beispiele geben einen ersten Überblick zu den weiteren Möglichkeiten:
Kollegen finden – nicht nur besondere Bereiche können über die Indoor Navigation gefunden werden. Auch Kollegen können per Indoor Navigation schnell und effizient im Gebäude erreicht werden. Dieses Feature ist auch in Zeiten von Desk Sharing sehr relevant, damit sich Projektteams und Co-Worker treffen können. Hier ist unbedingt auf eine DSGVO-konforme Umsetzung zu achten.
Dynamische Informationen – je nach Standort des Nutzers im Gebäude können dynamische Informationen zur Verfügung gestellt werden, die gerade für den Anwender relevant sind. So bekommt der Nutzer zum Beispiel nur die Meetingräume „in seiner Nähe“ angezeigt oder in einem Meetingraum nur die Anleitung für genau den Raum, in dem er sich befindet. So hilft die Indoor Navigation die Relevanz der Ergebnisse zu steigern.
Dynamische Berechtigungen – in modernen Gebäuden werden Ressourcen oftmals von diversen Nutzern benötigt. Mit Positionierung und Indoor Navigation können den Anwendern dann zum Beispiel nur die wirklich benötigten Berechtigungen ermöglicht werden. So bekommt der Anwender die Bedienfunktionen für Licht, Heizung und Jalousien eines Raumes nur als Berechtigungen angezeigt, sofern er den Raum gebucht hat und sich auch wirklich dort befindet. Der Bedienkomfort kann so maßgeblich gesteigert werden.
Gastleitsystem – die Besucher des Gebäudes müssen sich schnell und einfach zurechtfinden können. Mit Besucherkontrollsystemen, die auf Indoor-Navigation basieren, können Besuchern im Voraus Berechtigungen zugewiesen werden. Die Zugangsberechtigung wird dann automatisch geprüft, wenn der Besucher das Gebäude betritt. So können die Gäste das Gebäude problemlos betreten und erhalten nur Zugang zu den Bereichen, für die sie berechtigt sind.
Heatmaps – Auslastungsanalysen wie Heatmaps helfen, die Abläufe im Gebäude zu optimieren. So kann beispielsweise ein Gebäude mit einem geringen Anteil an gebuchten Besprechungsräumen flexibler genutzt werden oder Bereiche, die von Mitarbeitern häufig aufgesucht werden, können besser ausgelastet werden. Außerdem bieten diese Daten die Möglichkeit Laufrouten und deren Beliebtheit zu analysieren. Auf diese Weise können Engpässe vermieden und das Gebäudelayout optimiert werden.
Brandschutzkonzept – im Notfall zählt jede Sekunde. Bei einem Brand beispielsweise müssen die Menschen schnell und so sicher wie möglich evakuiert werden. Mit einem Indoor-Navigationssystem ist der genaue Standort jeder Person im Gebäude zu jeder Zeit bekannt. Im Notfall können diese Informationen genutzt werden, um Personen so schnell wie möglich aus dem Gebäude zu leiten.
Dies sind nur einige Beispiele, die zeigen, dass die Indoor-Navigation viel mehr kann als nur die Orientierung im Gebäude zu ermöglichen. Durch die Verknüpfung mit anderen Systemen kann eine Vielzahl von Mehrwerten für die Nutzer im Gebäude geschaffen werden. Weitere Beispiele finden Sie auch auf unserer Seite zum Thema Use Cases.
Was kostet Indoor Navigation?
Die Kosten beim Einsatz einer professionellen Indoor Navigation hängen natürlich sehr stark von der Gebäudegröße ab. Allerdings ist die benötigte Hardware in Form von Bluetooth Beacons vergleichsweise günstig und kann mit geringen Investitionskosten pro qm in Gebäude eingebracht werden. Aber auch bei der Auswahl der verfügbaren Bluetooth Beacons gibt es große Unterschiede. Diese machen sich dann vor allem bei der Zuverlässigkeit im Betrieb und auch den Kosten bei der Wartung bemerkbar. So ist es zum Beispiel nicht ratsam, eine Beacon-Infrastruktur mit Batterie-betriebenen Geräten aufzusetzen. Die Kosten für den regelmäßigen Batterietausch sind enorm und haben negativen Einfluss auf den Business Case.
Beim Einsatz einer Indoor Navigation sollte aber immer der ganzheitliche Blick auf die Nutzererfahrung im Mittelpunkt der Überlegungen stehen. Oftmals erzielt man mit einer „stand-alone“ Navigation nicht die gewünschten Ergebnisse. Wir empfehlen den Aufbau eines modularen Building Operating System (BOS), welches die verschiedenen Bereiche der Gebäudetechnik mit IoT-Sensorik und Software verbindet. Nur so lassen sich umfassende Nutzungsszenarien aufbauen und dynamische und adaptive Use Cases implementieren. Der Vorteil dieses Ansatzes besteht darin, dass die bestehenden Investitionen in die Infrastruktur nicht vollständig ersetzt werden müssen und dass schrittweise neue Funktionalitäten in das System integriert werden können.
Indoor-Navigation ist eine relativ neue Technologie, die auf IoT-Sensoren basiert und viele Vorteile für Nutzer in intelligenten Gebäuden bietet. Mit der Indoor-Navigation können die Nutzer schnell und sich leicht im Gebäude zurechtfinden und mit relevanten Informationen versorgt werden. Darüber hinaus kann die Innenraumnavigation mit anderen Systemen verknüpft werden, um eine Vielzahl von Mehrwerten für die Nutzer im Gebäude zu schaffen.
Kann man Bestandsgebäude für Indoor Navigation nachrüsten?
Mit dem Aufkommen des Internets der Dinge (IoT) ist es möglich geworden, Sensornetzwerke für die Innenraumnavigation zu nutzen. Diese Technologie ist zwar noch verhältnismäßig jung, aber eine Reihe von Unternehmen arbeitet bereits an Lösungen, die die Innenraumnavigation in intelligenten Gebäuden ermöglichen könnten.
Bestandsgebäude können durch Nachrüstungsprojekte mit Smart Building Funktionen so wie Indoor Navigation ausgestattet werden. Der laufende Betrieb muss hierzu nicht einmal gestoppt werden. Planungs- und Installationsarbeiten können sowohl während der Arbeitszeit als auch nach den Betriebszeiten umgesetzt werden.
Wie lange dauert es Indoor Navigation zu installieren?
Die Installation der Indoor-Navigation in einem intelligenten Gebäude kann relativ schnell abgeschlossen werden. Wenn Sie mit einem erfahrenen Integrator zusammenarbeiten, kann der Prozess reibungslos und effizient verlaufen. Je nach Größe und Komplexität der Einrichtung kann es einige Tage oder Wochen dauern, bis das System vollständig installiert ist. Sobald es jedoch installiert ist, werden die Vorteile der Innenraumnavigation sofort sichtbar.
Wo kann Indoor Navigation umgesetzt werden?
Indoor-Navigation kann in großen Einkaufszentren, Flughäfen, Krankenhäusern und Ausstellungshallen eingesetzt werden, um Besucher zu den gewünschten Produkten oder Orten zu führen. Sie ist auch für Außendienstmitarbeiter wie Wartungspersonal oder Lieferanten nützlich, um bestimmte Einrichtungen oder Anlagen in einem großen Gebäudekomplex zu finden. In einigen Unternehmen ist eine Indoor Navigation auch nützlich um Mitarbeiter den schnellsten Weg zu ihren Zielen zur Verfügung zu stellen.
Funktioniert Indoor Navigation auch mit Augmented Reality?
Was bei Google Maps im Comsumer-Bereich für Outdoor Navigation bereits getestet wird, ist für Indoor Navigation noch nicht gängig. Natürlich wird es im Indoor-Bereich in der nahen Zukunft auch Möglichkeiten für erweiterte Realität geben, aber dies ist noch nicht der Fall. Indoor Navigation funktioniert mittels persönlichen Endpunkten, wie zum Beispiel einem Smartphone, aber auch ohne Augmented Reality.
Updates und Aktuelles zum Thema
Auch wenn der Artikel schon etwas gealtert ist, wollen wir ihn natürlich technisch relevant und aktuell halten damit er für Sie nicht an Wert verliert. Hier also einige interessante Updates die wir für 2023 und 2024 entdecken können.
Der weltweite Markt für Indoor-Positionierung und Indoor-Navigation (IPIN) wird bis 2028 voraussichtlich einen Wert von 26,3 Milliarden US-Dollar erreichen. Die steigende Nachfrage nach Navigationssystemen an verschiedenen Standorten wie sowie der wachsende Bedarf an Nähe-Marketing und die weltweite Akzeptanz von Bluetooth-Beacons sind die Haupttreiber dieses Marktes.
Bluetooth Low Energy (BLE) wird voraussichtlich das dominierende Protokoll für Indoor-Positionsbestimmungssysteme sein und genaue Standortverfolgungsfunktionen bieten. Es wird prognostiziert, dass bis 2030 jährlich über 530 Millionen auf BLE basierende Positionierungsgeräte ausgeliefert werden. Die Anwendungen von BLE reichen von der Indoor-Navigation in Einkaufszentren, Flughäfen und Bahnhöfen bis hin zur Vermögensverfolgung in großen Logistiklagern, aber durchaus auch in Büroflächen.
Auf dem Gebiet der autonomen Navigation hat Professor Kenji Shimada und sein Team ein einzigartiges System entwickelt, das Drohnen mit der Fähigkeit ausstattet, autonom in dynamischen Innenräumen zu navigieren und Hindernissen auszuweichen. Diese Technologie wurde erfolgreich in einem aktiven Tunnelbauprojekt in Japan getestet und zeigt ihr Potenzial, Sicherheit und Effizienz auf Baustellen zu verbessern.
Darüber hinaus ermöglicht der kürzlich veröffentlichte Wi-Fi-Standard IEEE 802.11az präzisere und verfeinerte Indoor-Positionsbestimmungsfunktionen. Durch die Integration dieses neuen Standards in verschiedene Geräte können Gebäude wie Einkaufszentren, Arenen und Stadien neue Wegfindungs- und Tracking-Funktionen anbieten. Der neue Standard verbessert die Wi-Fi-Ortungsgenauigkeit signifikant von 1-2 Metern auf weniger als 0,1 Meter oder ungefähr 4 Zoll. Diese Fortschritte in der Indoor-Positionsbestimmungstechnologie verbessern nicht nur die Benutzererfahrung, sondern eröffnen auch neue Möglichkeiten für Unternehmen, ihre Betriebsabläufe zu optimieren, Sicherheitsmaßnahmen zu verbessern und personalisierte Dienstleistungen in Innenräumen anzubieten.
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