Neue Wege mit AR: indoor-Navigation

English follows German

Um unsere internen Entwicklungen voranzutreiben, setzen wir neben der Betrachtung bereits bekannter technologischer Entwicklungen auch auf eigene Forschungsprojekte. Durch eine Masterarbeit, die im Mai dieses Jahres ihren Abschluss fand, untersuchten wir unterschiedliche Methoden zur Navigation innerhalb von Räumen, um die dabei gesammelten Erkenntnisse für die Weiterentwicklung unserer App INA zu nutzen. Mit der Technologie, die hinter INA steckt, können Nutzer heutzutage bei Annäherung an ein Objekt mittels iBeacons zusätzliche Informationen erhalten. Die Führung entlang verschiedener Objekte durch eine integrierte Navigationsfunktion bietet den Nutzern der App daher einen echten Mehrwert.

 

Was genau wurde untersucht?

Um eine geeignete Technologie für die indoor-Navigationsfunktion zu finden, wurden zunächst verschiedene Ansätze untersucht. Betrachtet wurden unter anderen: Bildbasierte Technologien, Visible Light Technologien, die Inertialnavigation sowie die Navigation anhand von Beacons. Da die Grundfunktionalität der INA App auf iBeacons beruht, wurde der Ansatz, mithilfe von iBeacons durch einen geschlossenen Raum zu navigieren, zunächst genauer betrachtet. Im Laufe der Forschungsarbeit wurde getestet, unter welchen Bedingungen sich die Beacon-Sender für die genaue Erkennung von Positionsdaten und die Weiterverarbeitung der Information für die Navigation eignen.

 

Was war das Ergebnis?

Links: Ansicht mit manueller Auswahlmöglichkeit des Referenzpunkts; Rechts: Kartenansicht mit Wegeinzeichnung

Nachdem dieser Ansatz eine Weile verfolgt wurde, die Ergebnisse jedoch nicht den initialen Erwartungen entsprachen, wurden weiterführende Tests mit iBeacons eingestellt. Letztendlich reichte die Genauigkeit der Sender nicht aus, um die Position des Nutzers im Raum exakt genug bestimmen und weiterverarbeiten zu können. Als deutlich geeignetere Technologie stellte sich im weiteren Verlauf der Arbeit die in Mobiltelefonen integrierte AR-Funktion heraus. Um diese für die Navigation nutzen zu können, wird auf inertiale Messeinheiten im Gerät zurückgegriffen. Parallel dazu werden Daten aus der Kamera ausgewertet. Durch diese Informationskombination lässt sich die Position des Nutzers bis auf wenige Zentimeter genau bestimmen. Um diese Technologie jedoch nutzen zu können, muss zum Start der Navigation ein Referenzpunkt im Raum ausgewählt werden. Für das Setzen solcher Referenzpunkte eignen sich wiederum iBeacon-Sender sehr gut, da sie ihre eigene Position exakt angeben können.

 

Möchten Sie mehr Informationen zu den Ergebnissen der Masterarbeit erhalten oder sind Sie interessiert an der Verprobung des daraus entstandenen Prototyps? Sind Sie auf der Suche nach einem Partner, der einen an Ihre Visionen angepassten Prototyp erstellt? Dann wenden Sie sich mit Ihrem Anliegen gern an Mario Holder

------

In order to expedite our internal developments, we focus not only on already known technological developments but also on our own research projects. In a master thesis, which was completed in May of this year, we investigated different methods of navigation within rooms in order to use the findings for the further development of our INA app. At this state, we use iBeacons to provide users with additional information when approaching an object. The guidance along different objects by an integrated navigation function therefore offers the users of the app a real added value.

 

What exactly did we investigate?

In order to find a suitable technology for the indoor navigation function, different approaches were examined at first. These were, among others: Image-based technologies, visible light technologies, inertial navigation and navigation using beacons. Since the basic functionality of the INA app is based on iBeacons, the approach of navigating through a confined space using iBeacons was first examined in more detail. In the course of the research, we tested under which conditions the Beacon transmitters were suitable for the exact recognition of position data and the further processing of the information for Navigation.

 

What was the result?

Left: View with manual selection of the reference point; Right: Map view with route marking

Since the results of this initial testing did not meet our expectations, no further testings with iBeacons were conducted. Ultimately, the accuracy of the transmitters was not sufficient to determine and process the user's position in the room accurately enough. Meanwhile, the AR function integrated in mobile phones was proved to be a much more suitable technology. In order to be able to use this function for navigation, inertial measurement units in the device in combination with data from the camera are being used. This combination of information allows the user's position to be determined with an accuracy of just a few centimeters. To be able to use this technology, however, a reference point in the room must be selected before starting the navigation. For that, iBeacon transmitters are very suitable, as they can precisely specify their own position. 

Would you like to get more information about the results of the master thesis or are you interested in testing the developed prototype? Are you maybe looking for a partner to create your very own prototype, adapted to your visions? Feel free to contact Mario Holder with your request.