09. März 2021
4 Min.

Move in the right direction: Kein Problem dank Indoor-Navigation

Mit Augmented Reality kann man nicht nur Pokémons jagen oder eine neue Haarfarbe ausprobieren, sondern auch endlich das sinnlose Herumirren in Gebäuden vermeiden. Da GPS im Inneren von Gebäuden nicht funktioniert, benötigt es für Indoor-Navigation eine neue Technologie. Augmented Reality ist dabei die beste Lösung: einfach, günstig und vor allem präzise.
bildhübsche fotografie | Andreas Körner | www.a-koerner.de | info@a-koerner.de | +49 711 22 11 20

Wenn möglich bitte wenden – Wie Indoor-Navigation die Zielfindung revolutioniert

„Sie haben ihr Ziel erreicht. Das Ziel befindet sich rechts von Ihnen.“ Ich glaube jeder kennt diese beiden Sätze, die zugleich das Ende der Navigation bedeuten. Man kann froh sein, wenn das gesuchte Gebäude tatsächlich an dieser Stelle ist und nicht 100 Meter weiter. Doch dann ist es mit der technischen Unterstützung vorbei. Man steht vor einem Verwaltungsgebäude mit fünf Stockwerken und will zu Frau Maier. Und nun? GPS-Signale können einem innerhalb von Gebäuden wenig weiterhelfen. Zum Glück gibt es Indoor-Navigation, die jetzt auch das ermöglicht. Dank Augmented Reality ist weder Bluetooth noch WLAN-Ortung notwendig. Davon hast du noch nie gehört? Oder zumindest war es bis jetzt keine anwendbare Lösung? Das stimmt, doch in diesem Beitrag zeigen wir dir die Zukunft der Indoor-Navigation, wie sie schon heute funktioniert.

Wie funktioniert AR-basierte Indoor-Navigation?

Augmented Reality bedeutet „erweiterte Realität“, denn bei dieser Technologie können Gegenstände, Informationen und Strukturen in unser Blickfeld projiziert werden. Die reale Welt wird um virtuelle Elemente auf dem Smartphone oder per innovativer Datenbrille ergänzt bzw. erweitert. Falls dich interessiert, wie sich Augmented Reality von Virtual Reality unterscheidet, kannst du hier nachlesen.

Um Indoor navigieren zu können, muss zunächst ein Indoortracking stattfinden, damit klar ist, wo man sich im Raum befindet. Und hier kommt der erste große Vorteil von AR-basierter Indoor-Navigation ins Spiel. Statt aufwendig und teuer entweder Bluetooth-Beacons oder WLAN-Router zu installieren, ist nichts weiter als eine Smartphone-App zum Aufbau des Netzes notwendig. Mithilfe dieser App können sogenannte Raumanker im Gebäude verteilt werden. Die Raumanker sind, wie der Name schon sagt, fest an ihrer Position verankert. Auch wenn der Nutzer sich bewegt oder die Anwendung neu startet, bleiben sie an Ort und Stelle. Zudem können mehrere User auf die gleichen Raumanker zugreifen. Eine der bekanntesten Frameworks hierfür sind Spatial Anchors von Azure. Wie die genau funktionieren findest du im Blogbeitrag Azure Spatial Anchors – Die digitale Welt wirft Anker.

Damit aus diesen Raumankern ein Navigationsnetz werden kann, ist es notwendig sie in einer Datenbank abzulegen, wie zum Beispiel in der CosmosDB. Denn zwischen den Raumankern wird ein Netz aus Verbindungslinien aufgebaut. Diese Topologie definiert welche Raumanker miteinander verbunden sind und markiert somit mögliche Wegstrecken. So passiert es nicht, dass das System einen durch eine Wand hindurch navigiert. Auf der Abbildung sind die Raumanker als blaue Punkte und die Verbindungen durch graue Linien gekennzeichnet. Ein Algorithmus berechnet dann den kürzesten Weg zum Ziel.

Topologie einer Indoor-Navigation mit Raumankern

Indoor-Navigation durch ein Stockwerk mithilfe von Raumankern.

Indoor-Navigation aufs feinste

Kommen wir zurück zu unserem Verwaltungsgebäude. Stell dir vor du kannst jetzt dein Handy aus der Tasche holen, eine App öffnen und dein Ziel eingeben. Sofort wird dir angezeigt wie viele Meter es bis dahin sind und in welche Richtung du loslaufen musst. Nach 5 Metern geradeaus zeigt ein Pfeil nach rechts und 20 Meter weiter gehst du die Treppe hoch. Und das beste? Diese Technik ist wesentlich genauer als alles andere. Bis auf wenige Zentimeter genau wird dir der Weg gezeigt. Während es bei Bluetooth oder WLAN-Lösungen oft zu größeren Ungenauigkeiten kommt und viele Geräte nicht kompatibel sind, funktioniert AR auf fast allen mobilen Geräten. Mit Unity kann zum Beispiel eine zentrale Anwendung für Android, IOS und Hololens gebaut werden, ohne dass für jede Plattform eine neue Applikation entworfen werden muss. Im Gegensatz zu vorherigen Ansätzen ist AR tatsächlich bestens für eine Indoor-Navigation geeignet, da Raumverständnis ein Grundprinzip der Technik ist. Wenn du nochmal nachlesen willst, wie genau AR eigentlich funktioniert, schau am besten hier nach. Und nicht nur das: Diese Art der Indoor-Navigation ist nicht nur in der Installation günstiger und einfacher, sondern auch in der Wartung. Denn sollten sich Raumstrukturen zum Beispiel aufgrund eines Umbaus ändern, können ganz einfach bestehende Raumanker gelöscht und neue hinzugefügt werden.

Indoor-Navigation per Smartphone mit Raumankern

Der User kann sich bis auf wenige Zentimeter genau durch das Gebäude navigieren lassen.

Die Grenzen von Augmented Reality 

Es gibt viele Situationen, in denen wir uns nicht gut orientieren können, weil alles gleich aussieht, wie zum Beispiel im Krankenhaus. Oder der Klassiker: Man findet sein Auto im großen Parkhaus nicht wieder. Auch für die Navigation stellt das eine Herausforderung dar, weil ähnlich aussehende Umgebungen und sich wiederholende Formen und Muster auf dem Boden eine Unterscheidung der Raumanker erschweren. Diese Schwierigkeiten können aber mit einer guten Topologie, also einer klar strukturierten Vernetzung der Anker, sowie mithilfe verschiedener ergänzender Technologien behoben werden. So kann zum Beispiel die Sensorik im Handy die Fehler korrigieren und auch absolute Positionierungssysteme wie GPS oder WLAN sind an dieser Stelle hilfreich.

Von A nach B – Der Übergang von GPS zu AR

Ein weiterer Knackpunkt bei der Navigation ist der Übergang vom GPS-System zum AR-basierten Indoor-Navigationssystem. Das soll natürlich am besten nahtlos passieren und ohne dass der Nutzer etwas davon mitbekommt. Dank einer innovativen Lösung über einen Transitionszone, die es so nur bei der Novatec gibt, kann jedoch auch dieses Problem gelöst werden. Wie genau das aussieht, erfahrt ihr in einem zukünftigen Blogbeitrag.

Blick in die Zukunft

Indoor-Navigation ist ein wichtiges Thema der Zukunft. Bisher gab es zwar schon viele verschiedenen Ansätze, doch bislang konnte noch keiner wirklich überzeugen. Augmented Reality bietet auf jeden Fall viele Vorteile und kann schon bald auch massentauglich eingesetzt werden. Neben der Navigation zum richtigen Gate im Flughafen ist es so zum Beispiel auch ganz einfach möglich Onboarding-Veranstaltungen ein wenig aufzupeppen. Wer würde nicht gerne ein Gebäude kennenlernen und währenddessen Münzen und Gadgets sammeln, ganz im Mario-Kart-Stil? 😉

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