Indoor Navigation Eine Benutzerstudie zum Navigationssystem für das IfGI- Gebäude – MOVING.

Indoor Navigation

Eine Benutzerstudie zum Navigationssystem für das IfGI-

Gebäude – MOVING

Location Based Services - Indoor Navigation 2

Indoor Navigation

1. Motivation – Wozu ein Indoor Navigationssystem?

2. Das Indoor Navigationssystem für das Gebäude des Instituts für Geoinformatik – MOVING

3. Die Benutzerstudie3.1 Vorüberlegungen, Hypothesen

3.2 Zum Versuchsaufbau

3.3 Ablauf der Studie

4. Auswertung4.1 Zeiten

4.2 Ergebnisse der Befragung

5. Fazit

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

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Motivation – Wozu ein Indoor Navigationssystem?• Den Komfort eines Outdoor

Navigationssystems auch auf größere Gebäude übertragen

• Nahtloser Übergang der Navigationssysteme zur Zielfindung

• Orientierung fällt aufgrund der Komplexität dieser Gebäude (Flughafen, Kliniken, Universitätsgebäude, …) schwer

• Navigation sollte an Benutzerkenntnisse angepasst sein

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

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Das Indoor Navigationssystem für das Gebäude des IfGI – MOVING • Relativ junges Forschungsgebiet• Indoor Navigationssysteme befinden sich zur

Zeit noch im Entwicklungsstadium• und kommen nur vereinzelt zum Einsatz (z.B.

geführte Museumstouren)• Verfügbare Technologien

– Bluetooth– Wireless LAN– Infrarot– GPS

• Zusätzliche Schwierigkeit für Indoor Navigationssysteme: 3D (mehrere Stockwerke)

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

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Das Indoor Navigationssystem für das Gebäude des IfGI – MOVING • MObile Verbal Indoor NaviGation

– Findet den kürzesten Weg von einem Ausgangs- zu einem Zielpunkt im Gebäude des IfGI

– Erzeugt für jede Anweisung eine Textausgabe (in englisch oder deutsch)

– Diese werden durch ein Text-To-Speech-Programm in das Audio-Format WAV überführt

– MOVING benutzt keine Positionierungstechnologie wie Infrarot oder GPS

– Es arbeitet auf Basis eines digitalen Gebäudemodells mit Eingabe von Start- und Zielpunkt

– MOVING benutzt Landmarken, um an die Benutzerkenntnisse angepasste Wegbeschreibungen zu erzeugen

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

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Das Indoor Navigationssystem für das Gebäude des IfGI – MOVING Exkurs: Landmarken• Landmarke: ein auffälliges, meist weithin

sichtbares, topographisches Objekt• Landmarken erleichtern die Orientierung• Aber: Eine automatische Identifikation von

geeigneten Landmarken ist schwierig• MOVING benutzt 5 Typen von Landmarken:

– Durchquerte Türen– Anzahl der passierten Türen– Nutzungsart der passierten Räume– Flurende– Durchquerter Raumtyp (z.B. Raum, Flur,

Treppenhaus)

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

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Die Benutzerstudie

3.1 Vorüberlegungen, Hypothesen• Ortskundige sind generell schneller als

Ortsfremde• Ortskundige sind schneller mit einer kürzeren,

auf Landmarken basierenden als mit einer ausführlichen (alle Richtungsanweisungen beinhaltenden) Wegbeschreibung

• Ortsfremde sind schneller mit einer ausführlichen (alle Richtungsanweisungen beinhaltenden) als mit einer kürzeren, auf Landmarken basierenden Wegbeschreibung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

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Die Benutzerstudie

3.2 Zum Versuchsaufbau• Es gab zwei Arten von Wegbeschreibungen:

– A: mit allen Richtungsanweisungen (links, rechts, geradeaus), Landmarken für durchquerte Türen und Flurenden

– B: kürzer mit weniger Richtungsanweisungen, Landmarken für Nutzungsart der passierten Räume, „von Landmarke zu Landmarke“

• Die Probanden wurden in 2 Gruppen unterteilt:

– Ortskundige (Geoinformatiker, Geographen)– Ortsfremde (Wirtschaftsinformatiker, Sonstige)

2 x 2 Matrix der Testpersonen

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

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Die Benutzerstudie

3.2 Zum Versuchsaufbau

2 x 2 Matrix der Testpersonen1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ortskundige

Anweisung A

Ortskundige

Anweisung B

Ortsfremde

Anweisung A

Ortsfremde

Anweisung B

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Die Benutzerstudie

3.2 Zum Versuchsaufbau• Streckenverlauf

– Sollte nicht zu einfach sein– Sollte nicht zu kurz sein– Relativ einfache Struktur des IfGI-Gebäudes Strecke quer durch das Gebäude über 2 Etagen

notwendig Aufteilung in 2 Etappen, um mehr Datenmaterial

zu akquirieren

• Wichtigstes Messkriterium: Benötigte Zeit• Weiteres Kriterium: Fehlerquote

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

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Die Benutzerstudie

3.3 Der Versuchsablauf• Die Studie fand am 4.5.2006 am IfGI statt• Die Probanden erhielten einen mp3-Player

mit der Wegbeschreibung• Instruktionen an die Probanden:

– Sie sind auf der Suche nach zwei Räumen und hätten mit Hilfe von MOVING die dazugehörigen Wegbeschreibungen erzeugt

– Die Lage der Ziele ist unbekannt – Es dürfen keine anderen Hilfsmittel benutzt oder

Personen um Hilfe gefragt werden • Die Teilnehmer wurden nacheinander in das

Gebäude geschickt, begleitet von einem unabhängigen „Beobachter“ (mit Stoppuhr)

• Teilnehmer waren 28 Studenten dieses Seminars

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

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Die Benutzerstudie

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

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Die Benutzerstudie

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

3.3 Der Versuchsablauf• Route 1: Vom Eingang

26 zur GeoLök Fachschaft

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Die Benutzerstudie

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

3.3 Der Versuchsablauf• Route 2: Von der

GeoLök Fachschaft zur Bibliothek

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1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Die Anweisungen

A 1 / B 1

A 2

B 2

A 3

A 4

A 5

B 3

A 6

B 4

A 7 / B 5

A 8 / B 6

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Die Benutzerstudie

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

3.3 Der Versuchsablauf

Anweisung A Anweisung B

Gehen Sie durch die Eingangstür ins Gebäude und wenden Sie Sich nach links.

Gehen Sie geradeaus durch die Glastür bis zum Ende des Ganges und dann links.

Dann laufen Sie geradeaus bis zum Ende des Ganges und dann rechts.

Jetzt gehen Sie geradeaus bis zum Ende des Ganges und dann links.

Gehen Sie geradeaus durch die Zwischentür und direkt rechts.

Gehen Sie durch die Eingangstür ins Gebäude und wenden Sie Sich nach links. Gehen Sie geradeaus am Hausmeisterbüro vorbei durch die Glastür bis zum Ende des Ganges und dann links.

Dann laufen Sie geradeaus zum Raum 72 und dann rechts.

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Die Benutzerstudie

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

3.3 Der Versuchsablauf

Anweisung A Anweisung B

Dann laufen Sie geradeaus durch die Zwischentür bis zum Ende des Ganges und dann links.

Gehen Sie geradeaus und direkt rechts.

Jetzt gehen Sie geradeaus durch die Glastür bis zum Zielraum, der Fachschaft.

Dann laufen Sie geradeaus vorbei am ZDM durch die Zwischentür bis zum Fahrstuhl und dann links.

Gehen Sie geradeaus und direkt rechts.

Jetzt gehen Sie geradeaus durch die Glastür bis zum Zielraum, der Fachschaft.

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Die Benutzerstudie

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

3.3 Der Versuchsablauf• Nach jedem Durchlauf eines Probanden wurde

ein Fragebogen ausgeteilt• Ziel: Subjektive Einschätzungen zu MOVING

und zur Benutzerstudie an sich festhalten

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Auswertung – Zeiten

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Mittlere Zeit

• Route 1: Eingang – Fachschaft• Route 2: Fachschaft – Bibliothek

[min] OrtsfremdeA

OrtsfremdeB

OrtskundigeA

OrtskundigeB

Route1 01:25 02:56 01:22 01:39

Route 2 01:19 02:17 01:20 01:18

Gesamt 02:44 05:13 02:42 02:57

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Auswertung – Boxplot (1)

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

• Route 1: Eingang – Fachschaft

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Auswertung – Boxplot (2)

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

• Route 2: Fachschaft - Bibliothek

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Auswertung – Boxplot (3)

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

• Route 1: Eingang - Fachschaft

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Auswertung – Boxplot (4)

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

• Route 2: Fachschaft - Bibliothek

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Auswertung – ANOVA

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

• Einfaktorielle Varianzanalyse• Signifikanzniveau = 0,05

Signifikanz Nullhypothese

Ortsfremde – Route 1

0,014 Abgelehnt

Ortsfremde – Route 2

0,030 Abgelehnt

Ortskundige – Route 1

0,189 Angenommen

Ortskundige – Route 2

0,609 Angenommen

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Auswertung – Befragung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung• Befragung stützte sich auf einen 2-seitigen

Fragebogen• Verschiedene Aspekte der von MOVING

erzeugten Wegbeschreibungen und der Benutzerstudie an sich konnten bewertet werden, z.B.:– Verständlichkeit (akustisch, inhaltlich)– Wie oft man sich verlaufen hat (Fehlerquote)– Ob man ohne Anweisungen (dafür alternativ z.B. mit

einer Karte) länger gebraucht oder sich öfter verlaufen hätte

– Ob die Probanden die Studie als fair empfanden

• Anmerkungen und Verbesserungsvorschläge

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Ergebnisse der Befragung

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Auswertung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

Anmerkungen und Verbesserungsvorschläge• Mehrere Probanden kritisierten die

Sprachqualität und Form der akustischen Ausgabe (Endlosschleife der Anweisungen)

• Das Handling eines der beiden mp3-Player bereitete Schwierigkeiten

• Wegbeschreibung B war einigen zu unpräzise und einige Landmarken erschienen zweifelhaft

• Einige Probanden mit Wegbeschreibung A fanden ihre Anweisungen zu lang u. kompliziert

• Ein Proband schlug vor, die verbale Textausgabe mit einer optischen Ausgabe (in Form von Richtungspfeilen) zu kombinieren

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Fazit

Probleme• Individualität der Probanden (z.B.

Ganggeschwindigkeit)• 2 unterschiedliche mp3-Player wurden

eingesetzt

Ausschluss zweier Zeitwertungen• Unvorhergesehene externe Effekte • Geringe Qualität des Text-To-Speech-

Programms

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

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Fazit

Hypothesen• Ortskundige sind generell schneller als

Ortsfremde• Ortskundige sind schneller mit einer kürzeren,

auf Landmarken basierenden als mit einer ausführlichen (alle Richtungsanweisungen beinhaltenden) Wegbeschreibung

• Ortsfremde sind schneller mit einer ausführlichen (alle Richtungsanweisungen beinhaltenden) als mit einer kürzeren, auf Landmarken basierenden Wegbeschreibung

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit

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Vielen Dank für die Aufmerksamkeit!

1. Motivation

2. MOVING

3. Benutzerstudie

4. Auswertung

5. Fazit