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Eric van Rees Di, Feb 8, '22 4 min read

Indoor-Positionierung: der Schlüssel zu AR in Ihrer digitalen Fabrik

Indoor-Positionierung ist eine der Schlüsseltechnologien für AR-Anwendungen in digitalen Fabriken, welche wiederum neue Möglichkeiten der Zusammenarbeit und Entscheidungsfindung anhand aktueller, zuverlässiger Standortdaten eröffnen.

AR-Technologien (Augmented Reality) bringen für Fertigungsunternehmen viele Vorteile mit sich. So können sie beispielsweise dabei helfen, für mehr Sicherheit am Arbeitsplatz zu sorgen, Veränderungen zu erkennen, sowie in Echtzeit einen Überblick über sämtliche ablaufende Prozesse zu gewinnen. Für ein nahtloses AR-Erlebnis in Innenräumen braucht es jedoch eine Ortungstechnologie, um den eigenen Standort auf einer Karte genau bestimmen zu können und den digitalen Zwilling mit der physischen Umgebung mittels des AR-fähigen Gerätes zu synchronisieren.

Mobiltelefone und Tablets verfügen heutzutage über ein eigenes GPS, das die Positionsbestimmung ermöglicht, jedoch funktioniert diese Funktion nicht in Innenräumen, was daran liegt, dass GPS-Signale Gebäudewände nicht durchdringen und so auch das Gerät nicht erreichen können. Die Lösung: Indoor-Positionierungstechnologien, die auf einem Netzwerk von Geräten innerhalb des Gebäudes basieren, um Personen oder Objekte zu orten, wie z. B. Beacons, die eine Verbindung zum Internet aufbauen können.

Nutzungsvoraussetzungen und Herausforderungen

Dies ermöglicht zwar eine präzise Ortung in Innenräumen, aber ein solches Hardware-Netzwerk muss gut geplant, installiert und gewartet werden, was zusätzliche Investitionskosten und Ressourcen mit sich bringt.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass diese Art der Positionierungstechnologie nur den Standort als Punkt auf einer Karte oder in Form einer Angabe von Längen- und Breitengrad (X- und Y-Koordinaten) ermittelt, ähnlich wie GPS-Ortung im Freien. Um ein nahtloses AR-Erlebnis zu ermöglichen, benötigt man zusätzliche Positionsdaten wie die Ausrichtung oder die Richtung, in die ein mobiles Gerät gerichtet ist.

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Ein weiteres Problem, das in diesem Zusammenhang betrachtet werden muss, ist die Skalierbarkeit. Dies kann schnell zu einem Problem werden, da die meisten, wenn nicht sogar alle derzeitig verfügbaren AR-Lösungen/SDKs über eine Art von Low-Scale-Neupositionierungsfunktion verfügen. Diese kann einen Bereich erkennen, der zuvor vom SDK vorbereitet wurde, und den Inhalt innerhalb dieses Bereichs ausrichten. Diese Grenze solcher Systeme liegt i. d. R. bei etwa 200 Quadratmetern, wodurch sie für größere Innenflächen eher ungeeignet sind.

Visuelle Ortung als Alternative zur Indoor-Positionierung

Um die gerade besprochenen Herausforderungen zu überwinden, hat NavVis seine eigene skalierbare visuelle Positionierungstechnologie entwickelt, die ohne zusätzliche Hardware auskommt. Stattdessen stützt sich diese Technologie auf visuelle Signale und den Input der verbauten Kamera.

Auf der Grundlage von ein bis vier Bildern, die an einen Server gesendet werden, erhält das Gerät die genauen Standort- und Orientierungsinformationen zurückgeschickt, so dass auf einen konkreten Point of Interest (POI) und andere digitale Inhalte innerhalb des digitalen Zwillings zugegriffen werden kann.

So liefert die visuelle Positionierungstechnologie von NavVis nicht nur genaue Daten zum aktuellen Standort, sondern auch bezüglich der Position und Ausrichtung des Geräts. Durch die Berechnung aller sechs Freiheitsgrade kann die visuelle Positionierung problemlos mit AR-Technologien verbunden werden, um es Nutzern und Nutzerinnen zu ermöglichen, durch Ausrichten des Gerätes auf einen POI Daten aus dem verknüpften digitalen Zwilling abrufen zu können.

Darüber hinaus kann das SDK für die visuelle Positionierung von NavVis auf jedes beliebige Gebiet angewendet werden, wodurch mögliche Skalierbarkeitsprobleme gelöst werden und AR-Technologien in Ihren digitalen Zwilling integriert werden können.

Mögliche Anwendungsfälle für eine solche immersive digitale Fabrik

Die meisten AR-Apps bieten isolierte und räumlich begrenzte Erlebnisse. Ein Beispiel wären etwa spezielle AR-gestützte Trainings und Schulungen, bei denen KI eingesetzt wird, um technische Fertigkeiten zu vermitteln oder mehrstufige Aufgaben zu stellen, die Schritt für Schritt abgearbeitet werden sollen. Solche Trainings funktionieren bisher in der Regel nur an einer Maschine oder einem Arbeitsplatz.

Mit der visuellen Positionierungstechnologie von NavVis jedoch wäre es möglich, solche Trainingsszenarien auf eine komplette Fabrikhalle auszuweiten, so dass Informationen vor Ort auf der Grundlage der genauen Position und des jeweiligen Arbeitsplatzes abgerufen werden könnten.

Diese Technologie würde es auch ermöglichen, von verschiedenen Orten aus bzw. per Fernzugriff zusammenzuarbeiten, beispielsweise wenn eine Technikerin vor Ort Hilfe von außerhalb benötigt, um ein konkretes Problem zu lösen bzw. einen bestimmten Defekt zu beheben. Mit Hilfe der Indoor-Positionierung kann der aufgetretene Defekt schnell lokalisiert und mit einem POI verknüpft werden, um schnell und effizient eine Lösung für das Problem finden und kommunizieren zu können.

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Und nicht zuletzt kann eine solche Standorttechnologie auch dabei helfen, neue Best Practices umzusetzen. AR-Technologien können hierbei für die Konzeptabsicherung vor Ort oder aber auch für die Planung und Umsetzung von Änderungen eingesetzt werden. Das spart nicht nur Zeit, sondern trägt auch dazu bei, die Produktivität zu steigen.

Fazit

Möchten Sie gerne mehr über die Implementierung von AR in Ihrer digitalen Fabrik erfahren? Mit dem NavVis SDK und der Developer API können Sie mit AR-Anwendungen für ganze Fabriken entwickeln. Hier können Sie Kontakt mit uns aufnehmen, um mehr zum Thema AR in Ihrer digitalen Fabrik zu erfahren.

Eric van Rees ist ein unabhängiger Technik-Journalist. Er interessiert sich für neue Hardware und Softwareanwendungen im Bereich 3D-Datenerfassung und beschäftigt sich in seiner Freizeit mit Webentwicklung.