Visual Positioning System
Visuelles Positionsbestimmungssystem
Das visuelle Positionsbestimmungssystem (VPS) ist eine aufkommende Technologie, die es Geräten wie Smartphones, Drohnen und Robotern ermöglicht, ihren Standort und ihre Ausrichtung in der physischen Welt anhand visueller Hinweise zu bestimmen, die in der Regel von Kameras oder optischen Sensoren erfasst werden. Im Gegensatz zur traditionellen GPS-Technologie, die auf Satellitensignalen basiert, nutzt VPS Computervision-Algorithmen, um Bilder zu analysieren und sie mit einer Datenbank geo-referenzierter visueller Merkmale abzugleichen. Diese Technologie ist besonders nützlich in GPS-unzugänglichen Umgebungen, wie z. B. in Innenräumen oder städtischen Gebieten mit hohen Gebäuden, wo Satellitensignale blockiert werden.[1]
Geschichte
Die Idee der visuellen Navigation hat ihre Wurzeln in der frühen Computervision-Forschung, doch VPS als praktische Anwendung gewann mit Fortschritten in der Maschinenlerntechnik und Bildverarbeitung an Bedeutung. Google begann etwa 2018–2019, VPS im Rahmen seiner Google Maps-Plattform zu testen, wobei eine Technik namens globale Lokalisierung genutzt wurde, die Street View-Bilder und neuronale Netze integriert, um die Standortgenauigkeit zu verbessern. Im Dezember 2022 führte Google die ARCore Geospatial API ein, die VPS einbezieht, um weltweit präzise erweiterte Realitäts-Erfahrungen zu ermöglichen.[2]
Funktionsweise
VPS erstellt eine visuelle Karte aus einer Reihe geo-referenzierter Bilder, indem es Schlüsselmerkmale wie Umrisse von Gebäuden oder Landmarken identifiziert. Diese Merkmale werden in eine durchsuchbare Datenbank indexiert, die oft durch Tiefe neuronale Netze ergänzt wird, die stabile visuelle Elemente über lange Zeiträume erkennen können. Wenn ein Gerät neue Bilder aufnimmt, vergleicht das VPS-System diese mit der Datenbank, um die Position und Ausrichtung des Geräts zu berechnen. Die Implementierung von Google nutzt beispielsweise eine 3D-Punktwolke, die aus Milliarden von Street-View-Bildern erstellt wurde, um hohe Genauigkeit auch in anspruchsvollen Umgebungen zu erreichen.[2]
Anwendungen
- Innenraum-Navigation: VPS löst die Einschränkungen von GPS in Innenräumen und bietet präzises Standorttracking für Nutzer in Einkaufszentren, Flughäfen oder Museen.
- Erweiterte Realität: Über Tools wie Googles Live View überlagert VPS AR-Anweisungen und Informationen auf den Kamerabildschirm des Nutzers.
- Robotik und Drohnen: VPS ermöglicht autonome Navigation in Umgebungen, in denen GPS unzuverlässig ist.
- Barrierefreiheit: Es kann visuell beeinträchtigten Personen durch Echtzeit-Visuallenkung helfen.[3]
Vorteile
VPS bietet mehrere Vorteile im Vergleich zur traditionellen GPS-Technologie, darunter:
- Hohe Genauigkeit in städtischen Schluchten und Innenräumen.
- Unterstützung für standortbasierte Marketing- und Geschäftsanalysen.
- Kompatibilität mit verschiedenen Transportmitteln und AR-Anwendungen.[1]
Einschränkungen
Die Genauigkeit von VPS hängt stark von der Qualität der Eingabebilder und der Vollständigkeit der visuellen Datenbank ab. Schlechte Beleuchtung, Verdeckungen oder veraltete Referenzbilder können die Wirksamkeit verringern. Zudem erfordert eine flächendeckende Nutzung erhebliche Rechenressourcen und Infrastruktur.[4]
Siehe auch
Quellen
Externe Links
- ARCore Geospatial API Dokumentation (falls verfügbar)
- Google Maps Live View