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Indoor Tracking mit Smartphones

Zusammenfassung

Basierend auf zuvor festgelegten Strukturen, welche auf der Aufnahme der Kamera eines mobilen Endgeräts gefunden werden, ist das im Rahmen der Thesis entwickelte Programm in der Lage, einen relativen dreidimensionalen Raum zu rekonstruieren. Dieser rekonstruierte Raum entspricht den realen Gegebenheiten in der zu analysierenden Räumlichkeit und ermöglicht es dem Benutzer bei der späteren Verwendung des Tools, seine Position anhand einzelner Bilder der Kamera seines mobilen Endgerätes zu bestimmen.

Schlüsselbegriffe

Java, OpenCV, EJML

Zielsetzung

Im Rahmen der Bachelor Thesis soll ein System entwickelt werden, welches die Lokalisierung der Besucher mit Hilfe von Strukturen ermöglicht, welche sich in einer Räumlichkeit befinden. Die Besucher sind mit einem Helm ausgestattet, auf welchem sich ein Smartphone befindet. Mit der Kamera des Smartphones sollen die Strukturen der Umgebung ausgelesen werden.

Dabei steht nicht primär ein Produkt, sondern eine Machbarkeitsstudie im Zentrum der Aufmerksamkeit. Diese wird schriftlich festgehalten und beinhaltet verschiedene Lösungsansätze, Designentscheidungen und deren Begründungen sowie eigene Versuche anhand von Prototypen.

Ausgangslage

Im Badischen Bahnhof Basel konnten Besucher vor einigen Wochen eine ganz spezielle Kunstinstallation erleben: Jeder Besucher konnte einen Helm aufsetzen, der den Besuchern über einen Kopfhörer an gewissen Stellen passende Texte und Geräusche abspielte.
Künstler nutzten dieses System, um für die Besucher eine virtuelle, „erhörbare“ Welt zu simulieren.
Damit das System im richtigen Moment die richtige Audiosequenz abspielen kann, muss das System zu jedem Zeitpunkt berechnen können, wo sich die Besucher befinden. Im Badischen Bahnhof wurde dieses Tracking mit einer aufwändigen Kombination aus optischem Tracking und RFID-Lokalisierung realisiert. Dazu musste der Raum zuerst ausgemessen und die Decke aufwändig mit Infrarot-Kameras ausgestattet werden.
Für zukünftige Ausstellungen soll ein Indoor-Tracking realisiert werden, welches ausser der Smartphone-Kamera keine weiteren Sensoren oder Installationen benötigt. Das Smartphone soll sich also selbst lokalisieren können, indem das Kamerabild mit einer vorgängig erstellten Point-Cloud verglichen wird.

Ergebnisse

Das im Rahmen dieser Bachelor-Thesis entwickelte System, welches die Lokalisierung mit Hilfe von Strukturen ermöglicht, konnte erfolgreich umgesetzt werden. Basierend auf zuvor festgelegten Strukturen, welche auf der Aufnahme der Kamera eines mobilen Endgeräts gefunden werden, ist das Programm in der Lage, einen relativen dreidimensionalen Raum zu rekonstruieren. Dieser rekonstruierte Raum entspricht den realen Gegebenheiten in der zu analysierenden Räumlichkeit und ermöglicht es dem Benutzer bei der späteren Verwendung des Tools, seine Position anhand einzelner Bilder der Kamera seines mobilen Endgerätes zu bestimmen.

Projektdaten

Zeitraum:           Februar bis August 2014

Aufwand:            360h

Teamgrösse:       eine Person

Bachelor Thesis:  Indoor Tracking mit Smartphones

Auftraggeber

Institut für 4D-Technologien,

FHNW Brugg / Windisch

Projektteam

Lukas Sebastian Walter

Kontakt

Simon Felix, felix.simon@fhnw.ch

André Csillaghy, csillaghy.andre@fhnw.ch

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