Update vom 12. Mai 2019:

Da die Augmented-Reality-Navigation in Google Maps mittlerweile an alle Nutzer ausrollt, publizieren wir den Artikel mit aktuellem Datum erneut.

Außerdem würde mich interessieren, wie verlässlich die AR-Navigation in eurer Umgebung arbeitet. In meiner Heimatstadt Frankfurt brauchte es bei meinen ersten Tests immer nur wenige Sekunden, bis die Pixel-Kamera den Smartphone-Standort anhand der Häuserfassade exakt verortet hat. Anschließend erscheinen die AR-Einblendungen ziemlich exakt in der Umgebung. VPS ist einigermaßen erstaunlich.

Ursprünglicher Artikel vom 16. Februar 2019:

Bei Maps zeigt Google, wie es aus riesigen Datenmengen und KI-Technologie neue Produkte erschafft.

Seit einigen Tagen rollt Google Augmented-Reality-Navigation an ausgewählte Google-Maps-Nutzer aus. Hält man sein Handy mit geöffneter Kamera zum Beispiel auf eine Straßenkreuzung, wird ein digitaler 3D-Wegweiser eingeblendet, der die Richtung vorgibt.

Die AR-Navigation soll die Erstorientierung in einer unbekannten Gegend speziell in Städten erleichtern, wenn GPS nicht genau genug oder die 2D-Maps-Darstellung zu abstrakt ist.

Gerade in Städten arbeitet GPS häufig ungenau, da das Signal durch die vielen Gebäude abgelenkt wird – das führt dann beispielsweise dazu, dass man auf der falschen Straßenseite lokalisiert wird.

GPS-Positionierung in der Stadt kann ganz schön Nerven kosten. Das liegt daran, dass das Signal durch die vielen Gebäude abgelenkt wird. Bild: Google

GPS-Positionierung in der Stadt kann ganz schön Nerven kosten. Das liegt daran, dass das Signal durch die vielen Gebäude abgelenkt wird. Bild: Google

GPS kann ein Smartphone außerdem nur zweidimensional von oben lokalisieren, nicht jedoch den Winkel, in dem es gehalten wird. Dieses Defizit kann zwar durch die im Smartphone verbauten Lagesensoren theoretisch aufgefangen werden, aber deren Zuverlässigkeit ist nicht besonders hoch. Wer ab und an mit seinem Smartphone eine Acht in die Luft zeichnen darf, um den Kompass zu kalibrieren, kennt das Problem.

Visuelle Positionierung mittels Street-View-Daten

Daher erfanden Googles Maps-Entwickler ein neues Positionierungsverfahren: den Visual Positioning Service. VPS verlässt sich für die Orientierung nicht wie GPS auf Satellitensignale, sondern analysiert stattdessen die sichtbare Umgebung aus Perspektive des Smartphone-Halters. In Googles KI-Blog teilen die Entwickler jetzt Details zur Funktionsweise.

VPS orientiert sich wie ein Mensch: Über die Kamera betrachtet die Software die Umgebung und hält Ausschau nach markanten Orientierungspunkten, vornehmlich an Gebäuden, da diese sich – im Gegensatz beispielsweise zu Bäumen – wenig verändern. Eine KI entscheidet, welche Bildpunkte besonders langlebig und daher für die Positionierung vorzuziehen sind.

Nach dem Umgebungsscan vergleicht VPS die Bilder der Smartphone-Kamera mit einem VPS-Bildindex, der aus Googles Street-View-Bildern generiert wird. Laut Google orientiert sich VPS an Billionen Referenzpunkten in der Umgebung. Die folgende Animation veranschaulicht das Prozedere:

Die Mischung aus VPS, Street View und KI-Technologie bezeichnet Google als “Global Localization”. Das folgende Video zeigt, wie das Verfahren im Vergleich zu reiner GPS-Verortung präziser arbeitet.

ARCore bettet digitale Elemente in VPS-Daten ein

Die digitalen Wegweiser in Maps AR-Navigation werden mit Googles ARCore anhand der VPS-Positionierungsdaten in die Umgebung eingebettet. ARCore beachtet sogar die Umgebungsbeleuchtung und kann so beispielsweise den Schattenwurf des Wegweisers perspektivisch korrekt darstellen. Das verstärkt den Eindruck, dass er Teil der Umgebung ist.

In Zukunft wird's schwer, sich zu verlaufen. Bild: Google

In Zukunft wird’s schwer, sich zu verlaufen. Bild: Google

Laut Googles Entwicklern sind die ersten VPS-Ergebnisse vielversprechend. Allerdings benötige die Technologie noch reichlich Feinarbeit, damit sie unter allen erdenklichen Bedingungen funktioniere, beispielsweise in der Dunkelheit oder während eines Schneesturms. Langfristig könne VPS in Kombination mit AR eingesetzt werden, um “neue Arten wertvoller Erfahrungen” zu ermöglichen.

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