Vergleich und Optimierung von Map-Matching-Algorithmen für Zellspuren
Description
Map-Matching bezeichnet verschiedene Verfahren, bei denen einzelne Messpunkte mit ungenauen Positionsangaben anhand von Kartendaten präzisiert werden. Die meisten etablierten Algorithmen wurden ursprünglich für hochfrequente und relative präzise Daten – beispielsweise GPS-Messungen mit einer Abtastrate im Sekunden-Bereich und Positionsfehlern von wenigen Metern – konzipiert und evaluiert.
Im Mobilfunkbereich liegen hingegen nur grobe Standortinformationen der aktuell genutzten Zelle eines Endgeräts vor. Diese werden deutlich seltener erfasst (typischerweise im Abstand mehrerer Minuten) und weisen eine wesentlich höhere Unsicherheit auf (oft bis zu 15 km).
Erste Untersuchungen mit dem AntMapper-Algorithmus zeigen jedoch, dass einige der bekannten Map-Matching-Algorithmen in der Lage sind, aus solchen Low-Frequency-Zelldaten reale Trajektorien mit akzeptabler Genauigkeit zu rekonstruieren.
Ziele
• Aufbau einer Datenbank, die GPS-Trajektorien und die zugehörigen Zellinformationen verknüpft.
• Implementierung einer Rekonstruktionsmethode für GPS-Trajektorien aus Zellspuren, basierend auf Time-Expanded-Graphs [1] oder vergleichbaren Verfahren.
• Evaluation der Rekonstruktionsgenauigkeit sowie Identifikation potenzieller Fehlerquellen.
Literatur
[1] Akira Tanaka u. a. “Offline map matching using time-expanded graph for low-frequency data”. In: Transportation Research Part C: Emerging Technologies 130 (2021), S. 103265. issn: 0968-090X. doi: https://doi.org/10.1016/j.trc.2021.103265.
Prerequisites
• Fundierte Kenntnisse im Bereich algorithmischer Verfahren.
• Solide Programmiererfahrung (z.B. Python, Rust).
• Bereitschaft zur Erfassung und Aufbereitung von Zellspurdaten mittels App.
Wichtige Hinweise
Diese Arbeit erfolgt in Kooperation mit der Zentralen Stelle für Informationstechnik im Sicherheitsbereich.
Deshalb müssen alle Bewerbungen über das INTERAMT Portal des Partners erfolgen:
• Masterarbeit: https://www.interamt.de/koop/app/stelle?id=1242375
Um Probleme bei der Bewerbung zu vermeiden, bitte die Hinweise auf der Seite gründlich lesen.
Die Bewerbung sollte mindestens folgende Informationen enthalten:
• ein kurzer Lebenslauf
• eine aktuelle Notenübersicht
• das Schlagwort ’T3-MK-CTTEG’ als Kommentar
• ein kurzes Motivationsschreiben (Optional)
Für alle Fragen und weitere Informationen zu Thema und Bewerbungsprozess:
• Julian Sturm (TUM), Email: julian.sturm@tum.de
• Forschungsreferat Telekommunikation (ZITiS), Email: t3@zitis.bund.de
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Julian Sturm (julian.sturm@tum.de)
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