Indoor-Navigation mit AR

Souverän im Unbekannten

Maximilian Reif hat zusammen mit Jonas Mattes einen Prototyp zur Indoor-Navigation mit Augmented Reality entwickelt: In nur wenigen Wochen haben die beiden Werkstudenten gezeigt, wie sich Smartphone-Besitzer ganz selbstverständlich in einer neuen Umgebung zurechtfinden und zusätzliche eingeblendete Informationen nutzen können, wie beispielsweise die Belegung eines Konferenzraums. Wenn Maximilian erzählt, klingt die Entwicklung einer AR-Navigation kinderleicht.

Maximilian, was war das Ziel deiner Arbeit?

Maximilian Reif: Die Ausgangsfrage war: Wie kann ich mich souverän in unbekannten Räumen bewegen? Unser Testgelände sind die Münchner Büros von MaibornWolff, denkbar ist so eine Lösung aber vor allem in Flughäfen, Bahnhöfen oder Museen. Oder ich finde im Supermarkt mein Lieblingsmüsli auf Anhieb, weil mich die Navigation hinführt und die richtige Packung grün blinkt.

Welche Hardware braucht es für so eine Lösung?

Maximilian Reif: Wir dachten gleich an Smartphones und VR-Brillen: Im Moment sind wir noch auf spezielle Technologien angewiesen, etwa die Hololense von Microsoft oder Smartphones mit Googles Project Tango. Solche Geräte gibt es schon von Asus und Lenovo. Diese Devices scannen nicht nur Farb-, sondern auch Tiefeninformationen und liefern damit 3D-Daten. Ich hoffe sehr, dass möglichst viele Anbieter Project Tango aufgreifen und so zum Durchbruch verhelfen werden, allen voran Apple mit seinem iPhone.

Wie geht man am sinnvollsten vor?

Maximilian Reif: Zunächst muss die Umgebung vollständig gescannt werden. Das kann man mit dem Smartphone selbst machen. Dann haben wir ein virtuelles Netz in die so entstandene Scan-Karte gelegt, und zwar mit Unity 3D. Unity 3D ist als Spiele-Engine konzipiert und hat sich hervorragend bewährt. Mit ihr haben wir Knoten und Kanten in der Karte platziert und dadurch einen so genannten Graph erzeugt. Im Graph kann man dann Points of Interest markieren: Hier ist unser AR-Lab, hier die Küche und hier steht die Kaffeemaschine. Diese Informationen lassen sich dann sehr einfach abrufen.

Auch das Tracking von Änderungen ist kein Problem: Ein Büroteil wurde zum Beispiel gerade umgebaut und wir nutzen noch denselben Graph. Beschleunigungssensor und Gyroskop des Smartphones erschließen die neuen Parameter, solange markante Punkte wiedererkannt werden. Wir sprechen hier von Sensorfusion. Über einen Server verteilen wir die Daten auf alle Tango-fähigen Handys, die unsere App installiert haben. 

Was versprechen wir uns von diesem Prototyp?

Maximilian Reif: Diese Technologie wird in Zukunft wichtiger, wir sollten uns damit frühzeitig auskennen. Außerdem ist es cool, wenn man das Besuchern zeigen kann. 

Wie ist der Stand heute?

Maximilian Reif: Das meiste funktioniert schon: Räume und neue Gebäude scannen, Graphen aufbauen, Points of Interest verteilen, den Knoten Räume zuweisen, die kürzeste Route berechnen. Die Systeme lernen die Umgebung aber noch nicht selbstständig neu kennen. Und im Moment sind sie noch nicht intelligent. Das Supermarkt-Regal im genannten Beispiel etwa müsste über ein Warenwirtschaftssystem noch zusätzliche Informationen einspielen. Heute nutzen wir noch in erster Linie Rauminformationen. 

Was braucht man, um das nachzubauen?

Maximilian Reif: Die Tools, die Google bietet, sind viel besser als ich erwartet hätte. Die Technologie funktioniert hervorragend. Man braucht ein Tango-Handy, muss die SDKs installieren, die Server-Infrastruktur aufsetzen und den Raum scannen. Dann muss man sich Gedanken machen, wie man die Punkte repräsentiert. Schreiben Sie uns, wenn Sie Interesse am Austausch über ein konkretes Beispiel haben. Eine E-Mail an christian.langenmair@maibornwolff.de genügt.

Gab es auch Stolpersteine?

Maximilian Reif: Eigentlich hat alles auf Anhieb recht gut funktioniert. Wir hatten zunächst eine Herausforderung mit OpenGL-Fehlern in einer Unity-Klasse. Wir haben sie dann einfach durch eine andere Darstellungsvariante ersetzt. Und ganz banal: Das kostet unglaublich viel Akku – man ist ständig mit Laden beschäftigt. 

Vielen Dank, Maximilian – wir sind schon auf dein nächstes Projekt gespannt!

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