Smart Glasses: Algorithmen bestimmen automatisch die Position

| Redakteur: Hendrik Härter

Die Algorithmen der Forscher vom Bochumer Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen sind in der Lage, die Position im Raum automatisch und ohne manuelle Kalibrierung zu erkennen.
Die Algorithmen der Forscher vom Bochumer Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen sind in der Lage, die Position im Raum automatisch und ohne manuelle Kalibrierung zu erkennen. (Bild: Roberto Schirdewahn)

Damit sich Träger einer Smart Glasses in einem Raum oder Gebäude frei bewegen können, gleicht ein Algorithmus die Position automatisch ab. Dabei muss die Software nicht manuell kalibriert werden.

Dank Augmented Reality (AR) könnten Wartungs- und Reparaturarbeiten in Gebäuden deutlich vereinfachen, indem Monteure mit intelligenten Brillen zum Einsatzort navigieren und dort Schritt für Schritt angezeigt bekommen, was zu tun ist. Damit das funktioniert, müssen die Geräte ihre Position im Raum exakt bestimmen können und verstehen, was sie gerade sehen.

Am Bochumer Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen arbeitet das Team von Prof. Dr. Markus König an Algorithmen, welche die Position automatisch ohne manuelle Kalibrierung ermöglichen. Der von Prof. König und seinem Team entwickelte Algorithmus benötigt für seine Funktion ein digitales Gebäudemodell. Er vergleicht das von der Kamera in den Smart Glasses aufgezeichnete Bild mit dem Modell. Dazu muss sich der Träger der Brille nur einmal im Raum umdrehen und der Brille dadurch möglichst viele Bildinformationen über seine Umgebung präsentieren. Der Algorithmus dreht und verschiebt das digitale Modell so lange, bis es mit der Umgebung übereinander passt. Wenn nötig geht er dabei Bildpunkt für Bildpunkt vor, wobei die Tiefeninformationen hilfreich sind, die die modernen Kameras mit aufzeichnen.

Position im Raum oder im Gebäude

Herkömmliche Verfahren setzen auf eine manuelle Kalibrierung. Sie erfolgt über mindestens zwei Punkte, die an unterschiedlichen Stellen im Raum aufgeklebt und auch im digitalen Modell verzeichnet sind: Betritt der Anwender mit den Smart Glasses den Raum, muss er die Informationen zu den Punkten zunächst ins System eingeben, damit dieses seine dreidimensionale Position im Raum berechnen kann. Das System so im Raum auszurichten funktioniert selbst dann, wenn Möbel und Accessoires die Umgebung ganz anders aussehen lassen, als sie im digitalen Modell verzeichnet sind. „Einrichtungsgegenstände stören eigentlich nicht. Es reicht, wenn ein paar markante Punkte sichtbar sind, die Kanten des Raums oder Fenster“, sagt der Forscher.

Mit ihrem Algorithmus können die Forscher nicht nur automatisch die Position der Brille in einem Zimmer bestimmen, sondern in einem gesamten Gebäude. Mit der manuellen Punkt-Kalibrierungsmethode würde das nur gehen, wenn der Anwender häufig neu kalibrieren oder sehr viele Punkte verwenden würde.

Geringe Rechenleistung

Die automatische Kalibrierung funktioniert derzeit auf 20 Zentimeter genau, was ausreichend ist, um damit zu navigieren. Für andere Anwendungen wollen die Bochumer Forscher den Algorithmus aber weiter optimieren. Wichtig ist der Gruppe auch, dass er in Echtzeit funktioniert – das klappt bereits, wenn er auf einem Smartphone läuft. Smart Glasses haben aber eine geringere Rechenleistung, sodass die Anwendung noch effizienter werden soll, um auch hier reibungslos ihren Dienst zu tun.

Zu Testzwecken wird das Team von Markus König künftig den Forschungsneubau Zess der RUB begleiten, um die Algorithmen an einem neuen Objekt in Aktion testen zu können. Kleinere Tests laufen zwischendurch auch immer wieder im Gebäude IC, in dem der Lehrstuhl Informatik im Bauwesen seine Büros besitzt. Beispielsweise programmierten die Forscher eine Anwendung, die Hololens-Träger automatisch zu den zu wartenden Feuerlöschern im Gebäude IC dirigiert.

Lesetipps

Software erstellt Augmented Reality

Software erstellt Augmented Reality

15.10.19 - Entwickler haben eine Software entwickelt, mit der eine Papieranleitung in eine Augmented-Reality-Anwendung übertragen werden kann. Vorwissen ist dazu nicht notwendig. lesen

Augmented Reality als Plattform für kleine Industrie-Unternehmen

Augmented Reality als Plattform für kleine Industrie-Unternehmen

11.09.19 - Im Rahmen eines Forschungsprojektes soll Augmented Reality (AR) über ein Plattform-Konzept auch für kleine Unternehmen nutzbar werden. Dazu gehören auch zusätzliche datenbasierte Services. lesen

Kommentar zu diesem Artikel abgeben

Schreiben Sie uns hier Ihre Meinung ...
(nicht registrierter User)

Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
Kommentar abschicken
copyright

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de/ (ID: 46213794 / HMI)