Eine der grossen Stärken von Augmented Reality ist es, die Übersetzung von zweidimensionalen Daten in den dreidimensionalen Raum stark zu vereinfachen. Nicht nur wer früher im Sport regelmässig im Wald nach OL-Fahnen suchen musste, weiss, dass das Interpretieren von 2D-Karten manchmal sehr mühsam sein kann. Es wäre unendlich viel einfacher, sich direkt in AR zum nächsten Posten lotsen zu lassen. Kein Wunder also, steht das Thema AR Navigation aktuell prominent auf der Roadmap vieler Unternehmen.

Ebenfalls kein Wunder, dass sich die Tech-Giganten versuchen gegenseitig zu übertreffen. Aktuell hat dabei Google die Nase vorne. Dessen “Live View”-Feature ist seit geraumer Zeit ausgerollt und uneingeschränkt nutzbar.

Apple arbeitet an AR-Features

Es ist kein Geheimnis ist, dass auch Apple das Thema Augmented Reality weit oben auf der Prio-Liste hat. Apple’s Stärke liegt bisher vor allem auf Geräteseite. In den meisten Belangen haben Apple-Devices bezüglich Raumerfassung gegenüber Android-Geräten Vorteile. Dies demonstrierte das Unternehmen gerade erst wieder mit dem Launch des neuen iPad Pro. Dessen neuartiger LiDAR-Scanner ist aktuell der Benchmark in Sachen Raum- und Tiefenerfassung:

Dass apple seit geraumer Zeit an einem eigenen wearable im AR-Bereich arbeitet, ist ebenfalls kein Geheimnis mehr. Wie ein Code-Review von iOS 14 nun zeigt, plant Apple jedoch noch mehr. Es sieht so aus, als erwarte uns “Apple AR Shopping”. Dabei handelt es sich um eine AR-App unter dem Arbeitstitel “Gobi”. Die app wird fähig sein, dem Konsumenten in AR Zusatzinformationen anzuzeigen, während er sich im Store befindet. Voraussetzung dafür ist, dass das Device genau weiss, wo es sich im Store gerade befindet. Die Rede ist von Indoor AR Navigation.

Indoor AR Navigation ist ein grosser Schritt

Während sich also “klassische” AR Navigation draussen bereits am etablieren ist, ist die Navigation drinnen bislang noch eine relativ grosse Herausforderung. GPS ist bei gutem Empfang auf etwa fünf Meter genau. Das reicht draussen in den allermeisten Fällen aus.
Innerhalb von Gebäuden funktioniert GPS jedoch häufig deutlich schlechter und ist daher für die Ortung ungeeignet. Also braucht es andere Ansätze.

Überblick über aktuelle Technologien

Die Frage, welcher Ansatz denn nun drinnen am besten funktioniert, befindet sich aktuell gerade in Klärung. Denn noch hat sich keiner wirklich durchgesetzt. Vielmehr wetteifern eine vielzahl Unternehmen mit sehr guten Ansätzen um die Vorherrschaft.

Ein Überblick über die verschiedenen Technologien, die aktuell im Einsatz sind:

Image Marker

AR-Marker sind seit Längerem eine beliebte Methode, um AR-Inhalte anzuzeigen. Dabei wird in der AR-App ein Bild hinterlegt und die AR-Inhalte geladen sobald dieses Bild erkannt wird. Bezogen auf die Navigation bedeutet dies, dass sobald der Marker erkannt wird das Gerät weiss, wo es sich befindet. Daraus leitet sich dann die Navigation ab.

Stand heute ist die Markerbasierte Navigation noch zu ungenau, um zuverlässig zu funktionieren. Dies liegt daran, dass beim Scan des Markers ein 3D-Modell der Umgebung geladen wird und das Device berechnet, wo genau man sich im Modell befindet. Dies geschieht anhand des Winkels, in welchem das Smartphone zum Marker steht. Bestehen nun minimale Abweichungen zwischen der Platzierung des Markers im Modell und in der Realität entsteht ein Fehler, der sich mit fortlaufender Dauer der Navigation noch verstärkt.

Dieser Effekt lässt sich durch zusätzliche Marker lösen, die in regelmässigen Abständen verteilt sind und gescannt werden müssen, um die Position neu zu kalibrieren. Darunter leidet jedoch die Nutzerfreundlichkeit.

AR Navigation mit mehreren Bildmarkern

Beacons

Ein anderer Ansatz ist die Orientierung mithilfe von Beacons. Beacons sind kleine Bluetooth-Sender, welche den verbundenen Geräten Informationen senden. Prominentes Beispiel für die Verwendung von Beacons zu Navigations-Zwecken ist der Flughafen London Gatwick. Dort wurden 2’000 Beacons installiert, welche die AR-Navigation innerhalb des Flughafens ermöglichen.
Die Standortgenauigkeit von Beacons ist mit offiziellen +/- 3 Metern einigermassen hoch. Allerdings haben Beacons den Nachteil, dass sie in der Beschaffung nicht ganz günstig sind und Wartung benötigen, da die Batterien ab und zu ausgewechselt werden müssen.

 

Visual Positioning System (VPS)

Einen Schritt weiter geht Google, das mit “Live View”- in Google Maps bereits ein AR Navigation-Feature flächendeckend ausgerollt hat.
Live View orientiert sich anhand des von Google entwickelten “Visual Positioning Systems”. Dieses kombiniert GPS-Daten mit dem Kamera-Feed. Per GPS wird also ermittelt, wo der User sich ungefähr befindet. Die exakte Positionierung erfolgt dann über die Interpretation der Umgebung. Dabei greift Google auf die selbst gesammelten Street View-Daten zurück.
Auf derselben Technologie basiert die “SBB AR”-App, die als Preview-App im Play Store verfügbar ist. Die App ermöglicht es, im Hauptbahnhof Zürich mithilfe von Augmented Reality zu navigieren und sich an bestimmten Orten zusätzliche Infos anzeigen zu lassen. Die ausserhalb von Gebäuden also bereits erprobte Technologie funktioniert also auch innerhalb von Gebäuden. Der Hauptbahnhof Zürich ist dabei eine aussagekräftige Testumgebung, da die verschiedenen Etagen die Komplexität zusätzlich erhöhen.

Wenn man so will ist Google’s VPS ein vielversprechender Schritt in Richtung einer AR Cloud.

 

Apple Indoor Maps

Einen ähnlichen Weg wie Google schlägt nun auch Apple ein. Wie sein grosser Konkurrent setzt das Unternehmen dabei auch auf eine Kombination von verschiedenen Lokalisierungsmechanismen. Statt GPS plus Kamera setzt man bei Apple jedoch auf eine Kombination aus WiFi und den Bewegungs-Sensoren im Smartphone.

In der Theorie sieht das dann so aus:

Obwohl Konkurrent Google schon deutlich weiter ist sehen erste Tests vielversprechend aus. Als direkten Vergleich gibt es sogar einen Test aus dem Hauptbahnhof Zürich:

 

Doch nicht nur das: DentReality, Apple’s offizieller Technologiepartner für die Indoor AR Navigation, veröffentlichte kürzlich zusätzliche Test-Videos. Diese zeigen, wie Apple noch einen Schritt weiter geht und die Navigation so genau hinbekommt, dass Keiichi Matsuda’s Konzept der “Hyper Reality” nicht mehr ganz so unrealistisch erscheint:

 

Wir verfolgen die Entwicklungen sehr gespannt, da auch wir immer wieder mit dem Thema AR Navigation experimentieren.

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