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15.07.2020

In Outdoor Navigation mit Augmented Reality und Spatial Anchor

Update: Wir haben für dieses Projekt einen Bronze Award des Deutscher Digital Award gewonnen.

Während meines Studiums war es oft schwierig, die richtigen Räume auf dem Campus zu finden. Sei es noch frisch im ersten Semester, weil ich mich hoffnungslos verloren hatte oder auch während des Hauptstudiums, als Vorlesungen beispielsweise kurzfristig von Raum „304“ nach Raum „520“ verschoben wurden. Logischerweise würde nun jeder zum 5. Stockwerk laufen und den entsprechenden Raum suchen. Auf diesem Campus war die Raumfindung jedoch mindestens genauso kompliziert wie mathematische Beweisführungen. Der Grund: Raum „304“ war in Gebäude „2“ im 1. EG und Raum „520“ befand sich in Gebäude „11“ im 4. Stockwerk – easy, oder?

Wahrscheinlich wird es nicht in jeder Bildungseinrichtung so kompliziert sein, aber das Auffinden von Räumen, Professoren oder jeglicher Art von Points of Interest gehört meist zum Campus-Alltag der Studierenden. Und das kann dauern. Insbesondere wenn man auf einem großen Campus studiert, der knapp 2 Quadratkilometer umfasst.

Wie wäre es also mit einer nervenfreundlichen Navigationslösung?

Es ist ja nicht so, dass gar keine Navigationslösungen für dieses Szenario existieren würden. Aber schon der Spagat zwischen Indoor- und Outdoor-Navigation ist technologisch oft eine große Herausforderung. Und spannende Technologien wie Bluetooth unter Verwendung von Beacons, Marker-basierte Möglichkeiten via Bild oder QR-Code oder gar magnetische Sensorik, um die Lokalisierungsproblematik innerhalb von Räumen zu lösen, jagen leider schnell die Betriebskosten hoch. Und da stemmen sich das Facility Management oder gar der Architekt mit ihren ohnehin kleinen Budgets dagegen.

Ein beispielhafter Übersichts-Screen, auf dem verschiedene Points of Interest des Geländes markiert sind.Wir als CAMAO TEC haben daher im Auftrag des KODIS-Teams des Fraunhofer IAO eine auf Augmented Reality und Spatial Anchor basierende Navigationslösung als Proof-of-Concept (PoC) für die Heilbronner Smart Campus Initiative realisiert, welche komplett „Markerless“ und ohne zusätzliche Sensorik auskommt. Es wird lediglich benötigt: Ein ARCore bzw. ARKit fähiges Smartphone und eine Internetverbindung.

Wie kann das ohne “klassische” Navigationstechnologien funktionieren?

Naja, die komplette Rezeptur wäre für diesen Beitrag wohl zu lang, aber ich kann euch die Hauptzutaten verraten, die bei dieser neuartigen Navigationslösung eine Rolle gespielt haben:

  • ARKit (Apple)
  • ARCore (Google)
  • Azure Spatial Anchor (Microsoft)
  • Unity3D und 3D-Modelle
  • Künstliche Intelligenz

Das Besondere ist dabei die Art, wie wir mit Hilfe von Spatial Anchor, KI, ARKit und ARCore die Lokalisierung realisiert haben und insbesondere die Art und Weise, wie wir mit Hilfe von Unity3D navigieren.

Konkret bietet die Lösung eine Funktion, um Points-of-Interest (auch PINS genannt) zu suchen und die Navigation zum ausgewählten PIN zu starten. Die Navigation wird dabei in AR angezeigt und berechnet stets den kürzesten Weg zum Zielpunkt, ausgehend von der aktuellen Position. Dabei spielt es keine Rolle, ob der Benutzer sich innerhalb eines Gebäudes oder im Außenbereich befindet – auch Übergänge zwischen Außen- und Innenbereich sind nahtlos möglich.

Zu dem Projekt haben wir jetzt auch einen formschönen Vierminuter produziert, schaut mal rein:

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Campus is not the limit

Das Tolle an diesem System ist, dass es nicht auf den Einsatzort Campus beschränkt ist. Es kann problemlos in vielen anderen Einrichtungen, wie zum Beispiel Krankenhäusern, Shopping-Centern, Flughäfen, Freizeitparks oder Messehallen eingesetzt werden.

Unsere Lösung ist in ihrer Einfachheit neu und nur auf ein Smartphone als Hardware angewiesen. Wenn ihr also Bedarf an einer schlanken und zuverlässigen Navigationslösung habt: Schreibt uns! Entweder an hello@camao.one oder direkt eine persönliche Nachricht an mich.

Der Autor


Emre Bodur