AR-Navigation auf dem Bildungscampus Heilbronn

Gängige Navigations-Lösungen ermöglichen unter freiem Himmel eine zuverlässige und genaue Positionierung. In dicht bebauten Arealen und Innenräumen stoßen sie jedoch schnell an ihre Grenzen. Diese Navigationsbarriere kann mithilfe der in Smartphones verbauten Sensorik durchbrochen werden. Welche Möglichkeiten gibt es, die sensorische Navigation in Innenräumen als verlässliche alternative Positionierungstechnologie umzusetzen?

Um dieser Frage nachzugehen, wurde am Forschungs- und Innovationszentrum KODIS auf dem Bildungscampus Heilbronn gemeinsam mit den AR-Spezialisten von CAMAO eine prototypische Navigations-App entwickelt und unter Realbedingungen auf ihre Anwendbarkeit untersucht. Hierfür haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die kameragestützte Erkennung optischer Ankerpunkte mit den AR-Funktionalitäten gängiger Smartphones mithilfe Künstlicher Intelligenz kombiniert. 

Aus technischer Sicht basiert das entwickelte Proof-of-Concept (PoC) auf einer neuartigen Kombination bestehender KI-Module. Die Positionsbestimmung von Personen auf dem Campus erfolgt dabei über die Technologie »Azure Spatial Anchors«, die auf die im Smartphone installierten Sensoren und die Kamera zurückgreift. Für diese Art der Bilderkennung sucht die Kamera die Umgebung nach sogenannten Punktwolken ab. Dabei handelt es sich um markante Strukturen, welche von der App wiedererkannt werden und somit schnelle Orientierung auf dem Campus ermöglichen. Mithilfe eines erstellten 3D-Modells der Campusgebäude kann die kürzeste Route zum Ziel anhand eines Gittermodells berechnet werden.

In der Anwendung der entwickelten App sahen die Studierenden diese Route mittels Augmented-Reality-Elementen (AR) direkt im Kamerabild und konnten sich schnell und einfach zu ihrem Arbeitsplatz in der Bibliothek oder zum Vorlesungssaal navigieren lassen. So entstand ein völlig neuartiges Navigationserlebnis. Die Daten, welche von den Nutzenden während der Positionierung und Navigation erzeugt wurden, wurden permanent (DSGVO-konform) synchronisiert. Die integrierten Algorithmen (AI-Service) ermöglichten so, die Genauigkeit und Zuverlässigkeit weiter zu verbessern, je mehr die Nutzenden die Navigation auf dem Campus verwendeten.

Die Anwendung wird als Beta-Version in der bald erscheinenden Campus-App verfügbar sein. Auch eine Weiterentwicklung und die Untersuchung der Übertragbarkeit auf andere Anwendungsfälle ist geplant, wie z.B. die Entwicklung einer AR-Literatursuche in der Hochschulbibliothek.