Forscher entwickeln "Erweiterte Realität" für mobilen Einsatz

Im Rahmen eines Projekts des Bundesforschungsministeriums entwickeln die Karlsruher Disy Informationssysteme und die Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin neuartige mobile Geodatentechnologien. Ziel des Projekts mARGo ist es, den mobilen Einsatz von geodatenbasierter Augmented Reality mit praxistauglichen Werkzeugen zu unterstützen.

Computertechnologie verändert Smartphone-Bilder

Augmented Reality - kurz AR oder deutsch erweiterte Realität - ist eine sich immer stärker verbreitende Computertechnologie, bei der Echtzeitdarstellungen (z. B. Fernseh- oder Smartphone-Bilder) durch virtuelle Objekte beziehungsweise Informationen ergänzt oder verändert werden. Die viel diskutierte "kalibrierte Linie" bei Fußballspielen zum besseren Bewerten möglicher Abseitsstellungen von Spielern stellt hier ein prominentes Beispiel dar. Bewegt sich der Anwender bei der Nutzung solcher Technologien im Raum und erhält die Zusatzinformationen mithilfe einer Spezial-Brille live in sein Sichtfeld eingeblendet oder sieht mithilfe der Kamera eines Mobiltelefons oder Tablets in Echtzeit manipulierte Bilder seiner Umgebung, dann spricht man von mobiler Augmented Reality (mAR). Diese kommt etwa beim lokationsbasierten Computerspiel Pokémon GO zum Einsatz, aber auch bei der Wartung und Reparatur von Maschinen und Anlagen.

Darstellung digitaler Objekte in Freilandumgebung

Um das große Nutzungspotenzial der mobilen AR auszuschöpfen und deren Einsatzfelder weiter auszubauen, finanziert das Bundesforschungsministerium das Projekt "Mobile Augmented Reality für Geoobjekte (mARGo)". Die Karlsruher Disy Informationssysteme (Disy) untersucht im Rahmen dieses Projekts gemeinsam mit der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin (HTW) - unterstützt vom Institut für Digitale Systemanalyse & Landschaftsdiagnose Partnerschaft Hosenfeld & Rinker, Naturwissenschaftler (DigSyLand) - den Einsatz von geodatenbasierter mobiler Augmented Reality (GeomAR). Dabei werden ohne die Verwendung von Markern oder die aufwendige Vorbereitung von Bilderkennungsverfahren möglichst wirklichkeitsnahe und im räumlichen Kontext stimmige Darstellungen von digitalen Informationen oder Objekten in ein großräumiges Bild einer Freilandumgebung eingeblendet. Genutzt werden dazu die GPS-Positionierung des Mobilgeräts, die Bewegungssensorik des Mobilgeräts und existierende Geodaten.

Visualisierung von Windkraftanlagen in der Landschaft

Da in Forschung und Praxis erst wenige Beispiele für GeomAR-Ansätze existieren, wurden in der ersten mARGo-Projektphase Anwendungsideen gesammelt, Anforderungen strukturiert, die Systemarchitektur erstellt und erste Teil-Prototypen umgesetzt. Dazu wurden mehrere Workshops mit Vertretern der öffentlichen Verwaltung durchgeführt. Hierbei wurde das Projekt von Vertretern verschiedener Landesbehörden aus mehreren Bundesländern unterstützt.

An der HTW wurde zur Szenario-Identifikation und Anforderungserhebung eigens eine auf Kreativitätstechniken basierende und auf mAR-Fragestellungen zugeschnittene Workshop-Methodik entworfen und mit den Praxisvertretern zusammen angewandt. Auf dieser Basis wurde eine Reihe möglicher mAR-Anwendungen für die öffentliche Verwaltung identifiziert und zwei Anwendungsszenarien davon wurden für die prototypische Umsetzung im weiteren Projektverlauf ausgewählt: die realitätsnahe Visualisierung der potenziellen Auswirkungen neu geplanter Windkraftanlagen auf das Erscheinungsbild der Landschaft und die Unterstützung der Durchführung, Dokumentation und Bewertung von Bodenproben im Rahmen der Flurneuordnung. Anhand der Beispielanwendungen werden in der nächsten Projektphase die ersten technischen Umsetzungen entwickelt.

Nahtlose Integration in Geodateninfrastrukturen

Die Forschungsschwerpunkte von Disy bei dieser Umsetzung sind einerseits die möglichst nahtlose Integration der AR-Technologien in existierende Geodateninfrastrukturen und andererseits die benutzerfreundliche, kollaborative Verwendung durch mehrere Anwender. Dazu wird zum Beispiel untersucht, inwieweit man die Geo-Analytics-Plattform Cadenza zur Unterstützung von mobilen Geodatenanwendungen auf Basis von GeomAR prototypisch erweitern kann.

Disy Informationssysteme