BA – Urbane Fahrradnavigation mit Augmented Reality

Der Einsatz von Augmented Reality zur Zielführung mit Einblendung verkehrsrelevanter Informationen über eine Brille kann in Kombination mit einer an die persönlichen Bedürfnisse angepassten Routenplanung das Fahrradfahren in urbanen Räumen sicherer und effizienter gestalten. Durch das dichte und komplexe Verkehrsaufkommen in urbanen Räumen unterstehen „schwächere“ Verkehrsteilnehmer wie Fahrradfahrer einem höheren Unfallrisiko gegenüber Kraftfahrzeugen. Eine Abwendung des Blickes und der Aufmerksamkeit weg vom Verkehrsgeschehen hin zum Navigationsgerät oder Smartphone steigert dieses erheblich. Navigationsanweisungen und verkehrsrelevante Informationen direkt ins Blickfeld des Fahrradfahrers zu bringen, kann dieses Risiko senken.

Meine Arbeit befasst sich mit der Konzeption und Gestaltung einer Applikation für Augmented Reality Brillen die es Fahrradfahrern ermöglicht die für sie optimale Route zu finden und Navigations- sowie Verkehrsinformationen während der Fahrt zu erhalten ohne dabei den Blick vom aktuellen Verkehrsgeschehen abzuwenden. Zusätzlich kann auf Gefahrenquellen hingewiesen werden, die mit den Sinnen nicht erfassbar oder rechtzeitig wahrnehmbar sind.

Konzept

In urbanen Räumen stehen theoretisch eine Vielzahl an verkehrsrelevanten Information zur Verfügung. Durch Zugriff und Verbindung dieser Informationen kann eine, den persönlichen Bedürfnissen angepasste, ausgereifte Routenplanung erfolgen. Die zusätzliche Erfassung und Verwertung dynamischer live Daten, macht die Nutzung einer Augmented Reality Brille zur Zielführung und Steigerung der Effizienz und Sicherheit beim Fahrradfahren möglich.

Zentraler Hauptbestandteil des Konzeptes bildet eine Smartphone Applikation, welche für die Nutzung von AR Smart Glasses ausgelegt ist. Die App beinhaltet eine umfassende auf Fahrradfahrer ausgelegte Routenplanung und Einstellungsmöglichkeiten für die Brille. Die Brille kann als erweitertes Display gesehen werden und ist während der Fahrt die zentrale Informationsquelle.

NavAR App

Klickprototyp

Aufbau AR Brillen Display

Da bei Fahrradfahren das Blickfeld überwiegend geradeaus gerichtet ist, ist der Aufbau des AR Displays an das menschliche Gesichtsfeld angelehnt. Im Zentrum liegt der Bereich des scharfen Sehens, in welchem Objekte detailliert und größer wahrgenommen werden. Hier können Informationen dadurch kleiner und detaillierter dargestellt werden. Nach außen hin nimmt die Auflösung ab, die Effizienz zur Wahrnehmung von Bewegung aber steigt, wodurch stärker mit Bewegung und unscharfen Formen gearbeitet werden kann.

Route

Wurde zuvor eine Route geplant oder ausgewählt, wird diese als semi-transparente Einblendung direkt auf die Umgebung gemapt. Die Kontur der Route ist opaker, um die Route deutlich sichtbar zu machen und dennoch zu gewährleisten, dass der Untergrund durch die Überblendung detailliert genug erfasst werden kann. Soll über die Route zudem noch Information zu Steigung oder Straßenbelag eingeblendet werden, erfolgt dies über die Farbgebung.

Statusleiste

Obwohl dieser Bereich am oberen Rand liegt, finden sich hier optisch klar definierte, überwiegend numerische Informationen. Diese sind, sofern ausgewählt dauerhaft sichtbar. Neben der Uhrzeit lässt sich hier die aktuelle Geschwindigkeit sowie die bereits gefahrene und noch zu bestreitende Wegstrecke nach metrischem oder angloamerikanischem Maßsystem ablesen. Auch wenn diese nicht zur Wiedergabe über die AR Brille angeschaltet wurde, wird diese bei Bedarf mit Hinweis zur Reduzierung eingeblendet.

Ampelphasen

Die Information über Lichtsignalanlagenstatus erhält einen eigenen Bereich. Diese wird zusammen mit einem Countdown zum nächsten Wechsel eingeblendet. Die Information erscheint aber nur, wenn man sich einer Ampel nähert, welche aufgrund der aktuellen Geschwindigkeit eventuell nicht mehr in der „Grünphase“ geschafft werden kann. Zeitgleich wird über einen Abwärtspfeil an der Geschwindigkeitsanzeige deutlich gemacht, dass man die Geschwindigkeit reduzieren sollte. Das Umschalten von rot auf grün wird ebenfalls eingeblendet, um beim Heranfahren effizienter agieren zu können und nicht kurz vor der Signalumschaltung vom Fahrrad absetzt oder sich an einer roten Ampel stehend wieder rechtzeitig auf das Weiterfahren konzentrieren zu können.

Hinweisbereich

In dem Bereich werden Informationen dargestellt, die sich auf den angesteuerten Straßenbereich allgemein beziehen. Dies sind zumeist Untergrundhindernisse wie beispielsweise Schienen oder verzeichnete Straßenschäden.

Positionsbezogene Hindernisse

Positionsbezogene Hindernisse sind beispielsweise Baustellen oder mögliche aufgehende Autotüren. Ein grafischer Hinweise hierzu wird in dem Bereich eingeblendet und mit einem konkreten Bezugspunkt in der Umgebung verbunden, um das mögliche Hindernis exakt zu lokalisieren.

Gefahrenquellen

Über den rechten und linken Randbereich wird auf Gefahrenquellen aus der entsprechenden Richtung in Form eines animierten roten Schimmers hingewiesen. Dies sind beispielsweise schnell herannahende Fahrzeuge oder einfach Fahrzeuge, die aus einer Seitenstraße ohne Ampelregelung kommen und eventuell nicht schnell genug wahrgenommen werden können.

AR Visualisierungen

Fazit

Der Einsatz von Augmented Reality zur Navigation kann besonders Radfahrern ein höheres Maß an Sicherheit bieten. Eine auf den Verkehrsteilnehmer angepasste Routenplanung spielt dabei eine große Rolle. Eine ausgereifte, einheitliche Technik für Augmented Reality Brillen, welche das komplette Gesichtsfeld abdecken, steckt noch in den Kinderschuhen. So wird es wohl noch einige Jahre dauern, bis diese effektiv zum Einsatz gebracht werden kann. Aus der durchgeführten Umfrage und dem Usability Test für die Applikation geht aber hervor, dass AR Brillen speziell für den Einsatz zur Fahrradnavigation als besonders sinnvoll und bereichernd erachtet werden. In wie weit die eingeblendeten Inhalte aber tatsächlich hilfreich sind und nicht verwirrend oder ablenkend wirken, muss über Testläufe mit funktionsfähigen AR Glasses erprobt werden. Erste Tests können jedoch mit einem Low-Fi Prototypen in Kombination mit einem Video, welches die Fahrradfahrt simuliert, erfolgen. Auch der Zugang zu relevanten Verkehrsdaten, deren Aktualität und die kontinuierliche exakte Bestimmung der Position und Blickrichtung müssen gewährleistet sein und weiter ausgebaut werden.