Augmented Reality

Augmented Reality & Drohnen

Ein Beitrag von Felix Gruber
16. Juni 2016
drohnen
Diese beiden Begriffe dürften dir (wenn du technisch interessiert bist, oder bezüglich ersterem unseren Blog verfolgst) ein Begriff sein. Wir haben uns überlegt, ob es nicht spannend wäre, eine Art “fliegende Realitätserweiterung” zu erschaffen. So entstand das Konzept für dronAR. Und ganz nebenbei: So eine Drohne macht auch ohne AR schon mächtig Spaß.

Ich wage hier einfach mal zu sagen, dass wir bei CodeFlügel doch recht viel mit Augmented Reality zu tun haben. Man könnte glatt behaupten es sei unser täglich Brot. Doch die Konkurrenz schläft nicht und die AR-Frameworks sprießen aus dem Boden wie Schwammerl nach einer verregneten Herbstnacht. Darum macht es sich immer gut, wenn man als Anbieter von AR-Anwendungen noch ein Ass im Ärmel hat – wenn das Ass dann auch noch fliegen kann (mittels Drohnen), stimmt das Konzept und potentielle Kunden kommen aus dem Staunen nicht mehr raus.

     

Das Konzept der AR Drohnen

AR ist ja an und für sich eine Technologie, die einerseits zweidimensionalen Content, aber speziell auch dreidimensionale Modelle ganz gut veranschaulichen kann. In Form von mobilen Anwendungen á la Smartphone- und Tablet-Apps ist das auch für quasi jeden, der ein solches Geräte besitzt (ja, damit meine ich auch auch Windows Phonesund sogar -*trommelwirbel*- Symbian Handies) verwendbar. Was haben wir mit einer Drohne vor, wenn’s doch mit Handheld-Geräten schon so super funktioniert?

   

Die Antwort darauf ist auch eigentlich ganz simpel: man kann mit dem Smartphone/Tablet manchmal einfach nicht die Blickwinkel einfangen wie es eine Drohne kann. Sicher ist es total cool, wenn ich beispielsweise vor habe, die eigene Wohnung neu zu möblieren und das Interieur, das ich plane zu kaufen, zuerst in den verschiedensten Variationen ansehen und durchprobieren kann (eine kurze Demo davon gibt es hier ab Minute 1 zu sehen), oder das eigene 3D-Modell als Büste auf der Visitenkarte erscheinen soll, wenn ich mit der Handykamera darauf zeige.

   

Aber denken wir kurz eine Dimension größer

Szenenwechsel: statt des Wohnzimmers, der kürzlich erworbene, noch leerstehende Baugrund. Statt des 3D-Modells eines Regals, das künftige Eigenheim. Spätestens jetzt sollte es sollte es offensichtlich sein, dass das mit der Voransicht auf dem Handheld-Gerät schwierig werden könnte, wenn ich den Marker zur Positionierung des 3D Modells (man denke dabei an ein bedrucktes Blatt A4-Papier wie im Video) der, statt auf den Wohnzimmerboden, jetzt irgendwo in die Wiese gelegt wird. Liegen wird das Blatt ziemlich gut, kein Zweifel. Wenn ich mich mit meinem Gerät jetzt aber beispielsweise 30 Meter entferne, um das Haus in Realgröße anzusehen, so wie es später einmal da stehen soll, werde ich mit ziemlicher Sicherheit Probleme bekommen, mit der Kamera den Marker noch irgendwie zu detektieren. “Marker größer drucken!”, höre ich da?

   

Guter Einwand, danke, setzen und merken für später. Trotzdem besteht nach wie vor das Problem, dass, selbst wenn ich einen Marker mit beispielsweise einem mal einem Meter plotte, auf den Boden lege und 30 Meter weg gehe, der Winkel zwischen dem Boden und Handy unter 4° beträgt. Für diese Hypothese halte ich das Handy aber auch schon in 2 Metern Höhe.

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Selbst wenn ich auf eine Leiter steige und theoretische 5 Meter erklimme, liegt der Winkel immer noch unter 10° und wird schlicht und einfach für eine verlässliche, durchgängige Detektion des Markers nicht ausreichen.

   

Hier kommt unsere fliegende Geheimwaffe ins Spiel.

   

Die Drohnen

Drohnen gibt es mittlerweile auch wie Sand am Meer, und wer sich selbst als PilotIn versuchen will, kann schon um wenig Geld winzige Drohnen kaufen, loslegen und viel Spaß damit haben (man frage bei uns im Entwicklerbüro nach). Für unseren Einsatz reicht diese Lösung aber nicht ganz aus, wie man sich vielleicht selbst zusammenreimen kann. Da muss schon eine leistungsstärkere Alternative her, die zusätzlich noch eine Kamera besitzt. In dieser Liga gibt es wohlgemerkt natürlich auch große Unterschiede in der Ausstattung der Fluggeräte und folglich bei deren Preis.

   

Wir haben uns für die DJI Phantom 4 entschieden, ein Modell mit stabilisierter, schwenkbarer Kamera und Objekterkennungssensoren. Dadurch können kurze Unachtsamkeiten des Piloten während des Flugs, wie bspw. übersehenen, vom Fluggerät selbst erkannt werden. Zusätzlich kann, wenn gewünscht, das Fluggerät einstellen, meiden oder umfliegen. Diese Drohne streamt, neben der Foto- und Videoaufnahme-Funktion auf eine Speicherkarte, die direkt auf dem Fluggerät selbst untergebracht ist, das aktuelle Kamerabild in 720p mit 30 Bildern pro Sekunde zur Fernsteuerung, auf der ein Handy bzw. vorzugsweise ein Tablet montiert wird, welches als Monitor für die Kamera-Live-Ansicht dient.

   

Wer sich von der Qualität der Kamera überzeugen möchte sollte sich das folgende Video ansehen. Dabei wurde mit dem gleichen Drohnenmodell, für das wir uns auch entschieden haben, ein Video in der bestmöglichen Qualität aufgenommen. Stellt man die Auflösung auf Youtube auf 720p ein, bekommt man nebenbei einen guten Eindruck der Qualität des Livestreams.

Und weiter, was mache ich mit solchen Drohnen?

Nun ja, hier wird es dann technischer und alle Details wollen wir auch nicht herausrücken, sonst war’s das mit dem “Ass im Ärmel” schnell wieder.

   

Nur so viel: Wir haben jetzt also quasi ein fliegendes Auge, das den Marker aus der Luft sehen kann. Unter der Voraussetzung, dass dieser groß genug ist. Der Einwand bezüglich “größeren Marker verwenden” ist somit total richtig und relevant für eine gute Erkennung – ja, selbst bei der hohen Auflösung der Kamera gibt es auch hierbei Grenzen.

   

Ähnlich wie auf einem Smartphone oder Tablet wird der ankommende Kamerastream von einer Software verarbeitet. Diese kümmert sich um die Detektion des Targets und das Einfügen des 3D-Modells unter Berücksichtigung der Lage im Raum. Die fertige Augmented Reality,  muss schlussendlich nur mehr angezeigt werden. Dann kann man, um das Gedankenexperiment von vorher weiterzuführen, das eigene Haus in der realen Umgebung, bestaunen.

   

Weitere Details und Hirngespinste zur technischen Realisierung und ähnlichem überlasse ich aber deinem kreativen Kopf. Du kannst damit ja anstellen und zusammenbauen was du willst – in Gedanken zumindest. Oder du kaufst dir auch eine Drohne. Solltest du das tun, kannst du dich gerne bei mir zum Wettfliegen melden.

CodeFlügel Felix Gruber

Über den Autor

Felix Gruber

Felix liebt Kaffee und Memes - ach ja, Technologie darf man natürlich nicht vergessen. Ob Hard- oder Software, alles was aussieht wie aus einem Iron Man Film oder Mr. Robot ist genau sein Ding. In seiner Freizeit versucht er sich außerdem mit Robotern anzufreunden, bevor diese die Macht übernehmen, um später gut dazustehen.