KI-Navi arbeitet auch ohne GPS hochpräzise

In Tunneln, Tiefgaragen oder dicht bebauten Innenstädten stoßen herkömmliche Navigationssysteme an ihre Grenzen – der GPS-Empfang bricht ab.

Ein Forscherteam des Aerospace Information Research Institute der Chinesischen Akademie der Wissenschaften hat nun eine Software entwickelt, die diese Lücke schließt. Mithilfe von Künstlicher Intelligenz und Deep Learning ermittelt sie zuverlässig die Position eines Fahrzeugs, selbst dort, wo Satellitensignale nicht verfügbar sind (via Pressetext).

Wie Smartphones zur Navigationshilfe werden

Kernstück der Innovation ist die Nutzung von Trägheitssensoren, wie sie in nahezu jedem Smartphone verbaut sind. Diese Sensoren, die beispielsweise erkennen, ob ein Gerät im Hoch- oder Querformat gehalten wird, liefern Bewegungsdaten, die das System verarbeitet. Zusätzlich bezieht die Software Geschwindigkeitsinformationen mit ein.

Auf Basis dieser Daten berechnet die KI-gestützte Anwendung namens DMDVDR (Deep Multi-scale Dynamic Vehicle Dead Reckoning) kontinuierlich die aktuelle Position. Zwar sind diese Eingangsdaten vergleichsweise ungenau, doch das Deep-Learning-Modell gleicht die Schwächen durch intelligente Mustererkennung und Filtertechniken aus.

Bei Praxistests unter realitätsnahen Bedingungen erzielte das System beeindruckende Ergebnisse: Die durchschnittliche Abweichung der berechneten Position lag bei unter 0,5 Prozent der gefahrenen Strecke. Auf einen Kilometer gerechnet entspricht das einer maximalen Ungenauigkeit von nur fünf Metern – ein Wert, der sich mit GPS messen kann.

Selbst bei anspruchsvollen Szenarien wie Rückwärtsfahrten, engen Kurven oder wechselnden Geschwindigkeiten behielt die Software ihre Präzision. Ihre Zuverlässigkeit zeigte sie auch bei der Analyse realer Daten aus der sogenannten Google Smartphone Decimeter Challenge, bei der Navigationslösungen unter erschwerten Bedingungen getestet werden.

Schritt in Richtung autonome Navigation

Das Ziel der Forscher: Navigationslösungen schaffen, die ohne zusätzliche Hardware auskommen und dennoch höchste Genauigkeit liefern. “Wir wollen herkömmliche Smartphones in leistungsfähige Navigationsgeräte verwandeln – auch in GPS-freien Zonen”, erklärt Projektleiter Ruizhi Chen. Die Kombination aus Deep Learning und bewährten Datenverarbeitungstechniken mache das System sowohl robust als auch praxistauglich.

Mit ihrer Entwicklung leisten die chinesischen Wissenschaftler einen Beitrag zur Zukunft autonomer Mobilität. Denn je unabhängiger Navigationssysteme von externen Signalen sind, desto zuverlässiger funktionieren sie auch unter schwierigen Bedingungen – ein wichtiger Baustein für selbstfahrende Fahrzeuge und intelligente Transportsysteme.

Die neue KI-basierte Navigationssoftware zeigt, wie moderne Smartphones auch ohne GPS zur präzisen Standortbestimmung genutzt werden können. Ein technologischer Meilenstein, der nicht nur für Autofahrer, sondern auch für künftige Mobilitätskonzepte von großer Bedeutung sein dürfte.