Gängige Navigations-Lösungen ermöglichen unter freiem Himmel eine zuverlässige und bis auf wenige Meter genaue Positionierung. In dicht bebauten Arealen und Innenräumen stoßen sie jedoch schnell an ihre Grenzen. Wenn diese Navigationsbarriere in Zukunft durchbrochen werden soll, sind verlässliche alternative Positionierungstechnologien essenziell.
Bisherige Indoor-Lösungen setzen meist auf fest im Gebäude installierte Bluetooth-Beacons oder QR-Marker. Neben einem hohen Installationsaufwand bringen erstere zudem Ungenauigkeiten durch architektonisch bedingte Abschirmungseffekte mit sich. Welche weiteren Möglichkeiten gibt es also, um auf Basis der im Smartphone verbauten Sensorik eine Navigation im Innenraum zu ermöglichen? Um dieser Frage nachzugehen, wurde am Forschungs- und Innovationszentrum KODIS auf dem Bildungscampus Heilbronn in den letzten Monaten gemeinsam mit den AR-Spezialisten von CAMAO eine prototypische Navigations-App entwickelt und unter Realbedingungen auf deren technische Reife und Nutzerfreundlichkeit untersucht. Hierfür haben die Wissenschaftler*innen die kameragestützte Erkennung optischer Ankerpunkte mit den AR-Funktionalitäten gängiger Smartphones kombiniert.
Um die technische Machbarkeit einer kombinierten Indoor- und Outdoor-Navigation möglichst praxisnah zu untersuchen, hat das Team eine prototypische Anwendung für den Bildungscampus in Heilbronn entwickelt.
Aus technischer Sicht basiert das entwickelte Proof-of-Concept (PoC) auf einer neuartigen Kombination bestehender Lösungen. Die Positionsbestimmung wird über die Technologie »Azure Spatial Anchors« ermöglicht. Diese wandelt das von der Smartphone-Kamera erfasste Bild in markante Punktwolken um. In diesen wiederum können sogenannte Ankerpunkte hinterlegt und wiedererkannt werden. Sind die Ankerpunkte mit einem 3D-Modell eines Gebäudes verknüpft, kann die aktuelle Position des Smartphones in Relation zu diesem Modell bestimmt werden. Da die Position aller potenziellen Zielpunkte hier ebenfalls gespeichert ist, kann die kürzeste Route zum Ziel anhand eines Gittermodells berechnet werden. Nutzende sehen die Route mittels Augmented-Reality-Elementen (AR) direkt im Kamerabild, wodurch ein völlig neuartiges Navigationserlebnis entsteht.
Das Ziel war es, den technischen Reifegrad sowie die Nutzungsfreundlichkeit des Prototyps auf dem Bildungscampus in Heilbronn unter möglichst realen Bedingungen zu testen. Dabei zeigte sich in den Funktionstests, wie nah der Prototyp einer marktreifen Lösung bereits heute kommt. So war die Navigation im Innen- und Außenbereich bereits auf weiten Teilen des Campusgeländes möglich und auch der Übergang zwischen einzelnen Stockwerken sowie zwischen Innen- und Außenbereich funktionierte problemlos. Besonders anspruchsvoll ist die Positionierung immer dann, wenn die Innenräume bspw. von spiegelnden Flächen geprägt sind, welche keine markanten Strukturen aufweisen.
Die Testpersonen zeigten großes Interesse an der neuartigen Form der Navigation und konnten bereits nach kurzer Eigewöhnungsphase intuitiv zu verschiedenen Zielen navigieren.
Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO