Systemy nawigacji dla pieszych: automatyzacja pozyskiwania danych

• Autorzy: Tokarczyk P. , Frank A.

Warianty tytułu

EN

Automatization of data acquisition and processing for pedestrian navigation system purposes

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wyszukiwanie drogi (wayfinding) w nieznanym środowisku jest częścią naszego codziennego życia. Wymaga ono od nas konkretnych przestrzennych i kognitywnych umiejętności. W celu stworzenia systemu nawigacji dla pieszych istotne jest poznanie mechanizmów, które kontrolują procesy kognicji. Wraz z rozwojem technologii, znacznie zmniejszyły się rozmiary i waga elektronicznych urządzeń nawigacyjnych. Obecnie rynek jest pełen doskonale działających systemów nawigacji dla kierowców. Czy w takim razie można zmodyfikować te systemy w taki sposób, aby mogli ich używać piesi? Zasadnicze różnice polegają na: stopniu swobody przestrzennej, prędkości poruszania i związanej z tym rozdzielczości przestrzeni. Trzeba również pozyskać na nowo dane do takiego systemu. W artykule przedstawiona została baza teoretyczna budowy systemów nawigacji dla pieszych. Nacisk został położony na mechanizmy, które są odpowiedzialne za to, jak każdy z nas postrzega otaczającą go przestrzeń i jakie są nasze umiejętności poznania świata. Opracowany model wyszukiwania drogi, zakłada powstanie „scen decyzyjnych”, które zastąpią punkty decyzyjne – dobrze znane z systemów nawigacji dla kierowców. Wynikiem przeprowadzonych badań jest algorytm pozwalający na automatyczne przetwarzanie danych dla systemu nawigacji dla pieszych. Poprzez kolejne etapy wstępnego przetwarzania obrazu, binaryzacji, wykorzystania algorytmów szkieletyzacji i diagramów Voronoi, otrzymany został nawigowalny graf wraz ze scenami decyzyjnymi, gotowy na implementację do nowego systemu.

EN

Wayfinding is a vital part of our everyday life. Since it is our daily routine, hardly anybody realizes what a demanding task it is and that it requires certain spatial and cognitive abilities. To develop supporting tools for wayfinding, it is essential to know the mechanisms that control these processes. With a progress of technology, the size and weight of electronic devices have diminished significantly. The dropping of prices and wide-ranging availability of such devices increased interest in such systems. Factors like size and availability were the reason for calling them “ubiquitous systems”. The market is full of perfectly working navigation systems for car drivers. They are widespread, have high user-acceptance level and their market is fast-growing. Can one modify such systems in a way that pedestrians can use it? The problem is more complex than one might imagine at first sight. Field tests show that systems for car drivers do not meet the requirements of pedestrian users. Car and pedestrian navigation differ in: degree of freedom, velocity of movement and spatial resolution. In this paper we focus on data acquisition. The required data cannot be based on the same datasets used for car navigation systems. Automatization of the process of data acquisition is also required. The paper introduces a theoretical basis of pedestrian navigation system. The emphasis is given to the mechanisms responsible for perceiving the surrounding environment. A concept of cognitive maps and image schemata, which are working in our minds, is presented. The paper explains what are our needs and information categories while we are performing a wayfinding task. The wayfinding model developed assumes construction of decision scenes which will replace decision points well-known from car driver navigation systems. The result of this research is an algorithm allowing automatic data processing for pedestrian navigation system. Through successive phases of preprocessing, binarization, skeletonization, and application of Voronoi diagrams, the navigationable graph was obtained. It includes decision scenes and is ready for implementation to the new system.

Słowa kluczowe

PL

GIS; przetwarzanie obrazów cyfrowych; osobista nawigacja; nawigacja pieszych; poznawanie przestrzenne; kognitywna semantyka; human wayfinding

EN

GIS; digital image processing; personal navigation; pedestrian navigation; spatial cognition; cognitive semantics; human wayfinding

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 18b
• Strony: 613--623
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Tokarczyk P.

• Institute for Geoinformation and Cartography, Vienna University of Technology, tel. [phone]

autor

Frank A.

• Institute for Geoinformation and Cartography, Vienna University of Technology, tel. [phone] fax: [phone]

Bibliografia

• 1. Canalys 2006. Mobile GPS navigation market doubles year-on-year in EMEA, Canalys research, UK, 2006. Available online as: http://www.canalys.com/pr/2006/ r2006081.htm.
• 2. Elias B., 2007. Pedestrian Navigation - Creating a tailored geodatabase for routing. 4th Workshop on Positioning, Navigation and Communication 2007 (WPNC’07), Hannover, Germany, 1-4244-0871-7/07 IEEE, pp.41-47.
• 3. Gaisbauer C., Frank A.U., 2008. Wayfinding Model For Pedestrian Navigation. Institute of Geoinformation and Cartography, Vienna University of Technology.
• 4. Johnson M., 1987. The Body in the Mind: The Bodily Basis of Meaning, Imagination, and Reason. The University of Chicago Press, Chicago.
• 5. Lakoff G., 1987. Women, Fire, and Dangerous Things. What Categories Reveal about the Mind. The University of Chicago Press.
• 6. Lynch K., 1960. Image of The City. Cambridge, MA: MIT Press.
• 7. Montello D., 1993. Scale and Multiple Psychologies of Space. In: A. U. Frank and I. Campari (Eds.), Spatial Information Theory: A Theoretical Basis for GIS. Berlin: Springer-Verlag, pp. 312-321.
• 8. Raubal M., 2001. Agent-based Simulation of Human Wayfinding: A Perceptual Model for Unfamiliar Buildings. Ph.D. Thesis, Vienna University of Technology.
• 9. Rehrl K., Leitinger S., Gartner G., 2007. The SemWay Project - Towards Semantic Navigation Systems. In Proceedings of the 4th International Symposium on LBS & TeleCartography, Hong Kong.
• 10. Rüetschi U.J., Timpf S., 2005. Modelling wayfinding in public transport: Network space and scene space. In: Freksa, C., Knauff, M., Krieg-Brückner, B., Nebel, B., Barkowsky,T. (Eds.) Spatial Cognition IV: Reasoning, Action, Interaction; International Conference Frauenchiemsee. LNCS (LNAI), vol. 3343, pp. 24–41. Springer, Heidelberg.
• 11. Stark A., Riebeck M., Kawalek J., 2007. How to Design an Advanced Pedestrian Navigation System: Field Trial Results. IEEE International Workshop on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications. Dortmund, Germany.