Augmented Reality

Bei Augmented Reality handelt es sich um ein computergestütztes Verfahren, bei dem zusätzliche Informationen in der Welt, wie wir sie wahrnehmen, in Echtzeit eingeblendet werden. Diese Ergänzung kann in einem Kamerabild oder im Sichtfeld über ein Head-up-Display oder eine halbtransparente Brille realisiert werden. Es findet eine Überlagerung von virtuellen Objekten, die auch als AR-Inhalte bezeichnet werden, mit der realen Welt statt. Diese Inhalte reichen von Texten über Hervorhebungen von erkannten Objekten bis hin zu 3D Graphiken. Die technisch notwendigen Bestandteile für die Umsetzung werden als AR-System bezeichnet. Dieses besteht meist aus einer Kamera, einigen Sensoren zur Bestimmung der Lage der Kamera oder einer weiteren Kamera zur Ermittlung der Augenposition, einem Anzeigemedium und der Software.

Es wird häufig zwischen drei Varianten von AR unterschieden. Dem markerbasierten, markerlosen und geobasierten Typ. Bei der markerbasierten Variante dient eine Markierung, wie beispielsweise ein von der Kamera erkannter QR-Code, als Auslöser zum Einblenden eines virtuellen Inhalts. Der erkannte Marker kann auch für die Positionierung verwendet werden und hat den Vorteil, dass das virtuelle Objekt stabil an einem Ort in der realen Welt positioniert werden kann. Wird markerlos gearbeitet, werden häufig mit Hilfe der Mustererkennung bestimmte Strukturen oder Objekte erkannt, deren Identifizierung zur Einblendung von Informationen führt. Die geobasierte Variante bedient sich der Standortposition, um entsprechende AR-Inhalte anzuzeigen. Zur stabilen Platzierung der Inhalte in der Umgebung werden zusätzliche Sensoren für gyroskopische- oder Beschleunigungsdaten benötigt.

Ob nun als Unterstützung bei der Navigation an unübersichtlichen Kreuzungen in einem Echtzeitkamerabild oder als Markierung des vorrausfahrenden Fahrzeugs in einem Head-up-Display, wird AR mit Sicherheit in Zukunft unser Fahrerlebnis bereichern. Auch wir bei der e.solutions forschen und arbeiten an diesem Thema.

Augmented Reality im Einsatz

Darstellung Umsetzung von AR in der Navigationsanzeige auf der Fahrbahn

AR unterstützt den Fahrer schon heute beim Einparken mit zusätzlichen Informationen in den Kamerabildern. Beim Topview-Parking-System werden zum Beispiel Distanzinformationen zu erkannten Objekten angezeigt. In das Front- und Heckkamerabild wird die Fahrspur der Reifen eingeblendet. Es gibt sogar Fahrzeuge mit Nachtsichtkameras, in deren Bild erkannte Fußgänger oder Tiere farbig umrandet werden. Auch das Digitale-Matrix-Licht von Audi kann als AR-Anwendung verstanden werden. Hierbei ist es möglich über die Lichtanlage des Autos zum Beispiel die Fahrbahnbegrenzungen hervorzuheben oder erkannte Fußgänger gesondert auszuleuchten.

Ein Team der e.solutions beschäftigt sich auch mit dem Themengebiet der Augmented Reality und deren Anwendung im Fahrzeugbereich. Im Rahmen eines Vorentwicklungsprojekts haben wir uns mit dem Thema einer kamerabasierten Augmented Reality Navigationsunterstützung beschäftigt und dabei unsere komplette Inhouse-Lösung „KARL“ entwickelt. KARL steht für Kamera und AR Lösung und ist eine Bibliothek, welche die wichtigsten Funktionalitäten für die Realisierung von AR im Auto beinhaltet. Zu diesen zählt zum Beispiel die Funktion des Nick-Wank-Ausgleichs des Fahrzeuges, um einen stabil positionierten AR-Inhalt darstellen zu können. „KARL“ wurde sowohl auf seriennaher Hardware als auch im KARL-Studio erprobt und getestet. KARL-Studio ist eine eigenentwickelte Simulationsumgebung für Desktop-Rechner, die der Visualisierung von Inhalten aus der Sicht des AR-Betrachters dient. Sie ist flexibel und kann einfach durch Plugins erweitert werden.