Augmented Reality im Bereich des technischen Service

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Name der Autoren: Jörg, Andre & Günter
Titel der Arbeit: Augmented Reality im Bereich des technischen Service
Hochschule und Studienort: FOM Leverkusen
Datum der Erstellung: Herbst/Winter 2009/2010



Inhaltsverzeichnis

1 Abbildungsverzeichnis

[Abbildung 1: Abgrenzung VR – AR – MR][In Anlehnung an Reality-Virtuality Kontinuum von Milgram]

[Abbildung 2: Beispiel – Avatar][Quelle: http://www.bw-eisenach.de/uploads/pics/03_ESPRIT_ Fr__sen_Freiform.jpg; zuletzt abgerufen am 13.12.2009]

[Abbildung 3: Beispiele - Fiducial Marker][Quelle:http://reactivision.sourceforge.net/ und http://www.madbrewlabs.com/index.php/2009/08/06/ future-potential-of-technology; zuletzt abgerufen am 11.12.2009]

[Abbildung 4: Handheld Pointing Device][Quelle: http://www.directindustry.com/prod/cti-electronics/single-button-handheld-pointing-device-12104-399496.html; zuletzt abgerufen am 11.12.2009]

[Abbildung 5: Binocular Omni-Oriented][Quelle: RECHENBERG, Peter und POMBERGER, Gustav (Hrsg.): Informatik Handbuch. 4. Auflage – München: Carl Hanser Verlag, 2006 S.909]

[Abbildung 6: Inhalte technischer Dokumentation][(nach Pötter, 1994)]

[Abbildung 7: AR-System - Aufbau][(nach Alt 2003)]

[Abbildung 8: AR-System - Komponenten][(nach Alt 2003)]

[Abbildung 9: CyberCompainon als Hardwarebasis]

[Abbildung 10: „Pumpe 23 bitte melden“][Quelle:https://w1.siemens.com/innovation/de/publikationen/zeitschriften_pictures_of_the_future/ npof_herbst_2002/industrie_beitraegen/augmented_reality.htm; zuletzt abgerufen am 10.12.2009]

[Abbildung 11: AR im Service][Quelle:https://w1.siemens.com/innovation/de/publikationen/zeitschriften_pictures_of_the_future/ npof_herbst_2002/industrie_beitraegen/augmented_reality.htm; zuletzt abgerufen am 24. Okt. 2009]

[Abbildung 12: Schema eines AR-Systems][In Anlehnung an GAUSEMEIER, und GRAFE (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produkt-entstehung. Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.99, Bild 1]

[Abbildung 13: AR-Warenlager der TU München - Visualisierung via Tunnel][Quelle: http://campar.in.tum.de/Students/DaNavLogistics; zuletzt abgerufen am 03.12.2009]

[Abbildung 14: Pavlidis-Verfahren ][Quelle: http://vis.pku.edu.cn/research/publication/inspire/inspire0001.jpg; zuletzt abgerufen am 10.12.2009]

[Abbildung 15: Modell AR-Umgebung im Produktionsbetrieb][In Anlehnung an GAUSEMEIER, und GRAFE (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produkt-entstehung. Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.215]

[Abbildung 16: Gartner Hype Cycle - Augmented Reality][Quelle: http://www.mobile-zeitgeist.com/2009/08/12/gartners-2009-hype-cycle-augmented-reality -on-the-rise; zuletzt abgerufen am 03.12.2009]

[Abbildung 17: Kontaktlinsen mit Innenleben][Quelle: http://spectrum.ieee.org/biomedical/bionics/ augmented-reality-in-a-contact-lens/0;  zuletzt abgerufen am 03.12.2009]

2 Abkürzungsverzeichnis

AR  
Augmented Reality
bzw.  
beziehungsweise
d.h.  
das heißt
FOM  
Fachhochschule für Ökonomie und Management
ggf.  
gegebenenfalls
GPS  
Global Positioning System, System zur Positionsbestimmung
Hrsg. 
Herausgeber
i.d.R.
in der Regel
IH  
Instandhaltung
MR  
Mixed Reality
o.Ä.  
oder Ähnlich
PDA  
Personal Digital Assistant
S.  
Seite(n)
VR  
Virtual Reality
z.B.  
zum Beispiel
z.Zt. 
zur Zeit

3 Einleitung

Die ersten Ansätze künstlicher Intelligenz wurden von Computer-Wissenschaftlern in den 50er Jahren entwickelte. Die strategische Weiterentwicklung durch alle Industrienationen hat zu breiten Innovationen geführt. Die Verknüpfung wissensbasierter Programme und Expertensysteme mit den Möglichkeiten des Zugriffs der gewünschten Information zu jeder Zeit und an jedem Ort bietet einen hohen Mehrwert. Doch erst die Telepräsenz, die mit der Entwicklung computergenerierten Kontext-Informationen und der gleichzeitigen visuellen, akustischen und haptischen Erweiterungen gegeben ist, wird den Begriff des Mensch-Maschine-Interface neu definieren. In dieser Fallstudie wird auf die Vorteile die der Einsatz der „Augmented Reality“ für technische Services bietet, Bezug genommen. Produktion, Installation und Instandhaltungstätigkeiten geschehen heutzutage unter immer mehr Zeitdruck, an laufenden Maschinen oder bei ausgeschalteten Schutzeinrichtungen und gehen deshalb oftmals mit einem hohen Gefahrenpotential einher. Eine Augmented Reality -basierte Arbeitsunterstützung, die den Mitarbeiter während der Aufgabenausführung mit den in der konkreten Situation benötigten Informationen, Sicherheitswarnungen etc. versorgt, kann hier entscheidend die Qualität und Sicherheit erhöhen.[1]

Anhand von zwei Beispielen aus den Bereichen Instandhaltung und Produktion werden die Möglichkeiten und heutigen Grenzen der Augmented Reality -Technologie dargestellt. Diese stehen exemplarisch für die zahlreichen, meist prototypischen Augmented Reality -Anwendungen, die in den vergangenen Jahren entwickelt wurden. Grundlegende Funktionen und die hierfür benötigte Infrastruktur werden aufgezeigt, sowie die technischen, ergonomischen und kostenbedingten Probleme, die mit der eingesetzten Hardware verbunden sind. Den Abschluss bilden Theorien, die hinsichtlich der weiteren Entwicklung der Augmented Reality als relevant zu erachten sind.


'Zitat: „Der einzig wahre Realist ist der Visionär.“'

Federico Fellini (*1920) ital. Filmemacher und Regisseur

4 Motivation / Definition / Abgrenzung

4.1 Motivation

Wachsender Wettbewerbsdruck in der Industrie verursacht steigende Produktkomplexität, eine hohe Anzahl von Produktvarianten und immer kürzere Entwicklungs- und Produktionszyklen. Dies erfordert im Bereich der technischen Services hohe Effizienz in der Entwicklung, Produktion sowie bei der nachgelagerten Analyse möglicher Fehler und der Instandsetzung im laufenden Betrieb. Bisher konnten die sich stetig steigernden Anforderungen durch multimedial aufbereitete Informationen sowie durch geeignete Trainingsmaßnahmen kompensiert werden. Es ist jedoch absehbar, dass die Komplexität, sowohl im Bereich der Produktion als auch in den Bereichen Betrieb, Wartung und Instandhaltung, nicht mehr mit konventionellen Mitteln ausgeglichen werden kann.

Die zeitaufwändige Suche nach Informationen, sowohl in gedruckter als auch in elektronischer Form, verursacht Wartezeiten, welche häufig hohe Folgekosten generieren. Es sind effiziente Mensch-Maschine-Schnittstellen erforderlich, die situationsgerecht die Mobilität (d.h. nahezu uneingeschränkte Bewegungsfreiheit) als auch die Agilität (z.B. der Einsatz beider Hände gleichzeitig) der handelnden Personen sicherstellen. Mit Hilfe von Techniken aus den Bereichen Virtual Reality und Augmented Reality als Verbund zu Mixed-Reality Technologien, können hierbei entscheidende Verbesserungen erzielt werden. [2]

Die Technologie verspricht eine Vielzahl von Nutzenpotential für industrielle Anwendungen. So kann eine Augmented-Reality-Ausrüstung Wartungstechniker bei komplexen Aufgaben unterstützen. In den beiden AR-Fallstudien wird tiefer auf diese Thematik eingegangen. Weitere Möglichkeiten sind die Informationsvisualisierung erklärungsbedürftiger Produkte und Unterstützung in der Fertigungsplanung und im Vertrieb.[3]

4.2 Definition

Im Folgenden sollen die Begriffe Virtual Reality, Augmented Reality, Mixed Reality und Immersion erläutert werden, sowie eine Abgrenzung der durch diese Technologien bereitgestellten Funktionalitäten.

Bildschirm, Tastatur und Maus bilden die am häufigsten verwendeten und allgemein akzeptierten Schnittstellen zwischen Mensch und Computer. Sie bestimmen wie computerbearbeitete Informationen wahrgenommen werden, doch ist der Umgang nicht intuitiv sondern muss erlernt werden. Anfang der 70er Jahre gab es erste experimentelle Alternativen, über die Benutzer mittels Gesten und über natürliche Bewegungsabläufe mit dem Computer kommunizieren konnten. Im Zusammenhang mit diesen Experimenten wurde das erste Mal der Begriff Virtuelle Realität geprägt.[4]

In der Virtual Reality (im Weiteren VR interagiert der Benutzer in Echtzeit mit dreidimensionalen digitalen Modellen. Ein VR-System stellt ein meist plattform- und applikationsunabhängiges Autorensystem mit vordefinierten Standardobjekten, Schablonen und Vorlagen, welche zur Inhaltsgenerierung verwendet werden, zur Verfügung. Hierdurch sind beispielsweise Echtzeitsimulationen realisierbar, ggf. unter Verwendung entsprechender Sensoren und Displaytechnologien.[5]


Erstmalig im Jahr 1990 wurde im nächsten Schritt für die Wahrnehmung nicht mehr nur ein künstlich generierter Raum gewählt, sondern die reale Umgebung um computer-generierte Informationen angereichert, was den Begriff erweiterte Realität (eng. augmented reality) prägte.[6]


Augmented Reality (im Weiteren AR) ist der pragmatische Gegenentwurf zu VR. AR „funktioniert“ als computergestützte Erweiterung der menschlichen Wahrnehmung. Statt den Menschen mit Brillen und Handschuhen in die Welt des Computers zu entführen, reichert AR die reale Umgebung um zusätzliche Informationen an, dort wo diese benötigt werden. Ein AR-System erfasst zuerst sensorisch die reale Welt, um dann in Echtzeit Informationen und Gegenstände in das Umfeld einzublenden.[7]

Diese “Erweiterte Realität” ist ein Überbegriff für alle computergenerierten Kontext-Informationen und visuelle Erweiterungen. Die Aufgabe dieser Technik ist es, die Interaktionsfähigkeit des Menschen mit der Umgebung zu verbessern, indem relevante Informationen in Echtzeit präsentiert werden.[8]

Der Benutzer interagiert mit dreidimensionalen Modellen, wobei Projektions- und Interaktionssysteme zum Einsatz kommen, um den Benutzer immersiv in eine virtuelle Welt zu versetzten.

Mixed Reality (im Weiteren MR) führt die Funktionalitäten der VR & AR zusammen, so dass die Telepräsenzansätze, d.h. die Erweiterung des realen Umfeldes und die Möglichkeit von Echtzeitsimulationen als umfassende und flexible Plattform realisiert werden können.[9]

Zur Einordnung von VR- und AR-Systemen kann das sogenannte Reality-Virtuality Kontinuum von Paul Milgram herangezogen werden, siehe Abbildung.

Gemischte Realität

Die Realität, so wie der Mensch diese wahrnimmt kann in diesem Modell ohne weiteres auch ein Live-Video darstellen. Die virtuelle Realität im anderen Extrem bilden künstlich erzeugte Objekte. Die Grenzen zwischen VR & AR, die zusammen die Mixed Reality bilden, sind fließend.

MR Technologien werden in Automotive-Konzernen bereits seit Jahren im operativen Bereich der Fahrzeugentwicklung und technischer Services (After Sales) vorangetrieben. Die hierbei im Fokus stehende „Digitale Baubarkeit“ dient der Sicherung der Qualität getroffener Entscheidungen in Ergänzung zu Untersuchungen auf Basis der VR.[10]

Das Eintauchen in eine fiktive Umgebung wird als Immersion bezeichnet, wobei je nach verwendeter Infrastruktur unterschiedliche Qualitäten erreicht werden. Bei Desktopsystemen steht nur die Standardinfrastruktur zur Verfügung auf der die VR- oder AR-Applikation abläuft. Der Anwender kann nur stark begrenzt in die künstliche Welt eintauchen, weshalb diese Systeme auch als nicht-immersiv bezeichnet werden

Immersive Systeme erfordern spezielle, häufig am Körper getragene Hardware, um das ungestörte Eintauchen in die künstliche Welt zu ermöglichen. Hierzu gehören spezielle Ein- und Ausgabegeräte wie z.B. Datenhandschuhe oder Head Mounted Displays (HDMs).[11]

Hierauf wird im Abschnitt „Technische Grundlagen und Voraussetzungen“ gesondert Bezug genommen.

4.3 Abrenzung zwischen industrieller und nichtindustrieller Nutzung

Aufgrund ihrer hohen Verbreitung werden AR-Technologien im nichtindustriellen Bereich derzeit vor allem auf Basis von Funktionalitäten, wie diese von mobilen Endgeräten der Klasse Smartphone o.Ä. bereitgestellt werden, entwickelt. Die meisten der eingebauten Kameras dieser Geräteklasse erfassen Videos, die Prozessorleistung sowie die Qualität der Sensoren und der Displays steigern sich mit jeder Gerätegeneration. Aktuelle High-End-Smartphones umfassen meist Internet-Flatrate, GPS-Empfänger, Kompass und Lagesensor. Diese Kombination reicht erst einmal grundsätzlich aus, um standortbezogene Informationen live aus dem Netz auf den Bildschirm zu bringen. Dem für einen Internetzugriff notwendigen WebBrowser ist für die Nutzung der AR der „World Browser", mitunter auch „Reality Browser“ genannt, vergleichbar. Für die vorab genannte Geräteklasse sind dies z.Zt. Wikitude, Layar und Gamaray. Sie ergänzen das Kamerabild mit den jeweils relevanten Informationen zur Abfrage. Hierbei orientiert sich der Browser anhand der Himmelsrichtung, der Horizontlinie und Entfernung nach im Netz hinterlegten geografischen Daten, wobei die georeferenzierten Informationsquellen als „Layer" oder auch Schichten bezeichnet werden.[12]

Im industriellen Bereich wird jedoch mehrheitlich an eigenständigen beziehungsweise neuen Technologien zur Aufbereitung und Bereitstellung der abgefragten Informationen entwickelt.

Informationen werden vermehrt über sogenannte Head-Up Displays (was sinngemäß heißt, dass das Anzeigefeld in Blickrichtung liegt) angezeigt, entweder in Windschutzscheiben oder in Brillen, aber auch noch auf klassischen Displays, die sich nicht in der eigentlichen Blickrichtung befinden sondern „extra" betrachtet werden müssen.


Der Fokus dieser Fallstudie liegt auf der industriellen Nutzung der AR-Technologie.

5 Technische Grundlagen und Voraussetzungen

Intuitive Wahrnehmung und natürliche Interaktion sind die wichtigsten Ziele der AR. Im Folgenden werden die gängigsten Ein- und Ausgabegeräte beschrieben und deren Abgrenzung zur Nutzung von immersiven und nicht-immersiven AR-Systemen.

5.1 Navigation

Bei nicht-immersiven AR-Systemen befindet sich der Benutzer in einer fixen Position zur Bildausgabe und muss die Navigation innerhalb einer dreidimensionalen AR-Umgebung mittels Steuerhebeln o.Ä. selbst vornehmen. Bei immersiven AR-Systemen agiert der Benutzer innerhalb einer dreidimensionalen Umgebung, weshalb seine Position und Orientierung (i.d.R. durch am Körper getragene Sensoren) permanent ermittelt werden muss.[13]

Damit ein videobasierendes AR-System seine Aufgabe erfüllen kann, muss es zunächst seine Position und Orientierung im Raum bestimmen, dann die passenden virtuellen und realen Objekte aus einer Datenbank abrufen, diese angemessen visualisieren und das Ergebnis als Mischung aus Video und Rendering ausgeben; in Echtzeit, interaktiv und ohne Aussetzer bzw. Ruckeln. So beträgt die Bildverarbeitung fest installierter AR-Systeme derzeit 10 bis 15 Bilder pro Sekunde, die Leistung mobiler Geräte liegt weit darunter.

AR-Anwendungen, bei denen die relative Orientierung der aufgenommenen Objekte zur Positionsbestimmung ausreicht, produzieren in die Aufnahme ein dreidimensionales Draht-, Flächen- oder Volumenmodell, einen sogenannten Avatar.[14]

Beispiel - Flächenmodell

Die Mehrzahl von AR-Projekten arbeiten jedoch ortsbezogen, wozu eine absolute geografische Position benötigt wird. Hier ist die aktuell gegebene Sensor-Hardware (GPS, Kompass, Beschleunigungs- und Lagesensoren, etc.) zur exakten Positionierung auch in Kombination zu ungenau.[15]

Eine Positionsbestimmung nur auf Basis von GPS-Daten ist nur im Freien anwendbar und aufgrund ungenügender Genauigkeit und Signaldämpfung unzureichend. Dehn- oder Gleitschlupf zwischen den unter Reibkontakt stehenden mechanischen Elemente bei der Abfrage von Bewegungssensoren führen zu Abweichungen. Satellitengestützte Navigation in Verbindung mit zusätzlichen Referenzstationen und Informationen aus dem Mobilfunknetz (GSM), sogenanntes ‚Assisted GPS’ bieten hier eine höhere Genauigkeit und kürzere Startphasen.

Kontaktfreie Navigationssensoren für geschlossene und offene Räume arbeiten nach unterschiedlichen physikalischen Prinzipien (z.B. Infrarot, Funk, Ultraschall, Magnetismus).

Die einfachste Methode setzt auf im realen Raum platzierte 2D-Barcodes „Fiducial Markers“ genannt. Dieser Ansatz eignet sich gut für kontrollierte Umgebungen wie Fabriken. Für flächendeckende Anwendungen oder im freien Feld ist diese Technik nicht einsetzbar. Verfahren ohne Marker arbeiten deshalb mit Referenzbildern von Objekten.

Beispiel: Fiducial Marker
Beispiel: Fiducial Marker

Eine weitere Möglichkeit bietet die Positionierung mittels Laserscannern und passender Fehlermodelle. Messungenauigkeiten infolge von Objektkrümmungen oder nahezu parallel zum Laserstrahl verlaufenden Objektoberflächen können hierbei durch passende Fehlermodelle auf Basis gaußscher Zufallsprozesse eliminiert werden.

Ein weiterer Ansatz der Auswertung, von mittels der über Laserdaten aufgenommenen Positionierungen, ist die Suche nach einem ersten bekannten Messpunkt und der nachfolgenden Zusammenfassung weiterer Tiefenwerte zu einem Objekt. Krümmung und Dicke eines Objektes werden aufgenommen und die entsprechenden Tiefenwerte ausgewertet. Dieser Ansatz der Berechnung ist schneller als der vorgenannte, jedoch wenig robust in der Erkennung verdeckter Objektstrukturen oder gegenüber Messfehlern.

Optisches GPS“ nutzt das Verfahren eines Partikelfilteralgorithmus. Ist nicht nur die Position eines Objektes, sondern auch deren Orientierung unbekannt, wird hierbei ein rotationsinvarianter Ansatz gewählt. Objektpartikel werden hierbei mit einer zufälligen Gleichverteilung um das Gebiet der geschätzten Position initialisiert. Als Bewertungskriterium für die Güte wird der Partikel auf Schwerpunkte hin überprüft.[16]

Alternativ besteht die Möglichkeit, die Projekt-Umgebung statt über Referenzbilder über vereinfachte 3D-Modelle abzubilden. Das AR-System berechnet anhand der Kantenerkennung der Kamera durch den Raum eigenes 3D-Bild der Umgebung und legt beides deckungsgleich übereinander. Dieses Verfahren ist aufwendiger aber höchst flexibler und auch bei wechselnden Lichtverhältnissen einsetzbar, jedoch noch im Status der Forschung.[17]

Eine hochgenaue, lagerichtige Überblendung der realen Objekte im Videobild mit den reellen Informationen erfordert eine präzise Kalibrierung des Gesamtsystems. Um Jittereffekte zu minimieren müssen mehrer Messreihen durchgeführt werden. Final erfolgt die Registrierung der aufgenommenen Objekte anhand markanter Abfragepunkt im System. Überlagerte Messwerte müssen verdeckt werden um keine visuelle Überfrachtung zu erzeugen.[18]

5.2 Manipulation

Wie auch in der Navigation sollte der Benutzer die Manipulation der computergenerierten Objekte intuitiv vornehmen können, wie zum Beispiel durch das Zeigen mit dem Finger auf das künstliche Objekt. Dies ermöglichen z. B. Datenhandschuhe anhand der Erkennung von Bewegung und Gelenkkrümmung. Alternativ ist die Manipulation mittels spezieller Zeigegeräte (Handheld Pointing Devices) möglich.[19]

Handheld Pointing Device

5.3 Ausgabe

Die Ausgabe in AR-Systemen beschränkt sich i.d.R. auf realitätsnahe Virtualisierung der generierten Umgebung. Für eine realistischere Wahrnehmung wird dieses mittels akustischer und haptischer Ausgabegeräte ergänzend unterstützt.

5.3.1 optische Ausgabe

Grundsätzlich wird in zwei Formen der visuellen Ausgabe zwischen videobasierenden- und auf optischen Durchsichtsystemen basierende AR-Lösungen unterschieden.

Videobasierende AR-Systeme verknüpfen das Live-Videobild einer Kamera und die zur aufgenommenen Szene gehörenden virtuellen Objekte.

Bei monitorbasierenden Displaysystemen und damit der einfachsten Form der visuellen Ausgabe erfolgt diese durch Bildschirme (Desktop-Systeme). Optional ist dieses mit stereoskopischer Wiedergabe kombinierbar, was jedoch das Tragen einer entsprechenden 3-D Brille (auf shuttered-LCD Technologie oder Polarisation basierend) erforderlich macht.

Ein höherer Immersionsgrad wird durch mobile Ausgabegeräte wie z.B. Head Mounted Video Displays (HMDs) erreicht. Integrierte Navigationssensoren ermitteln hierbei die Bewegung des Kopfes.

Auf optische Durchsichtsystemen basierende AR-Lösungen blickt der Anwender direkt auf die reale Umgebung, diese wird jedoch über ein durchsichtiges Medium (z.B. einem Head-Up-Display) um die computergenerierte Information angereichert, was der Begriffsdefinition Augmented Reality am nahesten kommt.


In Einsatzbereichen, in denen das Gewicht tragbarer Durchsichtgeräte nicht akzeptabel ist oder die Zeit zum Anlegen und zur Kalibrierung dieser Systeme nicht zur Verfügung steht, bieten Binocular Omni-Oriented Monitors (BOOMs) eine Alternative. Bewegungen werden durch Sensoren an den Gelenken des Schenkarms, der ein Durchsichtgerät, welches in der Funktion einem Head-Up-Display, entspricht gemessen und in Echtzeit in die dreidimensionale Darstellung einbezogen. Ein weiterer Vorteil ist, dass der Kabelbaum im Gerätearm integriert ist. Aufgrund dieser Eigenschaften sind BOOMs gut für den professionellen Einsatz geeignet.[20]

Binocular Omni‐Oriented

Besondere Arten der Visualisierung wie z.B. das Cave Automatic Virtual Environment (CAVE), bei der ein ganzer virtueller Raum abgebildet wird der den Betrachter vollständig umgibt, finden derzeit im industriellen Bereich noch keinen Einsatz.

5.3.2 akustische Ausgabe

Durch den Einsatz von Kopfhörern oder von dreidimensionalen Audiosystemen kann die räumliche Ortung in virtuellen Umgebungen und somit den Immersionsgrad einer AR-Lösung steigern. Die Berücksichtigung des persönlichen Hörvermögens der Nutzer und die Berechnung von Position, Größe und Reflektionseigenschaften der virtuellen Objekte, stellen einen extrem hohen Rechenaufwand für die AR-Systeme dar, so dass aus betriebswirtschaftliche Aspekten meist eine starke Vereinfachung bei der Realisierung der akustischen Ausgabe vorgenommen wird.

5.3.3 haptische Ausgabe

Haptische Ausgabegeräte dienen der Wahrnehmung virtueller Objekte über den Tastsinn und die Muskulatur. Sie sind zu unterscheiden in Touch-Feedback- und Force-Feedback Systeme.

Touch-Feedback Systeme sprechen nur die Tastsensoren der Hand an, wobei auf der Handfläche aufliegende pneumatische Kissen durch schnelles aufblähen und zusammenziehen die Berührungen simulieren. Eine Alternative hierzu bieten Systeme, bei denen kleine Stacheln auf der Haut aufliegen, welche mittels elektrischer Impulse bewegt werden.

Force-Feedback Systeme sprechen die Muskeln des Menschen an. So kann die Kraft, die für das wegschieben eines Objektes notwendig ist, simuliert werden. Diese Systeme arbeiten mit Motoren oder pneumatischen Systemen. Auch Eingabegeräte, wie Steuerknüppel und Datenhandschuhe können zwecks realistischer Rückmeldung an den Benutzer mit haptischen Funktionen versehen werden. Auch das Erfühlen von Temperaturen kann simuliert werden.[21]

5.4 Methoden & Werkzeuge

Methoden, Techniken und Werkzeuge zur Entwicklung und den Betrieb einer AR-Anwendung stellen für sich ein Kapitel von hoher Komplexität dar. Die Registrierung der realen und computergenerierten Objekte in AR-Systemen muss hochpräzise erfolgen. Fehlerhaft implementierte Bewegungsabläufe, oder visueller Versatz führen zu Wahrnehmungs-differenzen, wodurch Übelkeit, Schwindelgefühle oder Kopfschmerzen erzeugt werden können (Motion Sickness). Sowohl statische Fehler bei der Abbildung fester computergenerierter Objekte durch ungenaue Positionssensoren, als auch dynamische Fehler bei der Bewegung virtueller Objekte müssen erkannt und korrigiert werden. Der hierfür zu berücksichtigende Aufwand ist betriebswirtschaftlich zu einzubeziehen. [22]


6 AR-Lösungen in der Instandhaltung

AR ist sehr breit einsetzbar. Im Bereich der Dienstleistung ist der Einsatz in der Instandhaltung, der Bereich, der in diesem Kapitel bearbeitet wird. Um ein Verständnis zu vermitteln um was es sich handelt, sind als erstes ein paar Definitionen fällig.

„In Abgrenzung zur Warenproduktion (materielle Güter) spricht man bei der Dienstleistung von immateriellen Gütern. Als typisches Merkmal von Dienstleitung wird die Gleichzeitigkeit von Produktion und Verbrauch angesehen“.[23]


Instandhaltung umfasst gemäß DIN 31051 alle "Maßnahmen zur Bewahrung und Wiederherstellung des Sollzustandes sowie zur Feststellung und Beurteilung des Ist-Zustandes von technischen Mitteln eines Systems". Die Maßnahmen werden definitionsgemäß untergliedert in:

  • Wartung (Maßnahmen zur Bewahrung des Sollzustandes -> planende Instandhaltung) 
  • Inspektion (Maßnahmen zur Beurteilung des Ist-Zustandes -> planende Instandhaltung)   
  • Instandsetzung (Maßnahmen zur Wiederherstellung des Sollzustandes -> korrektive Instandhaltung)“.[24]

Um die Produktivität durch eine hohe Maschinenverfügbarkeit zu steigern und gleichzeitig die Betriebskosten zu senken, ist eine effiziente Instandhaltung unabdingbar.

6.1 Instandhaltungsproblem

Eines der Probleme in der Instandhaltung liegt in der Instandhaltungsdokumentation. Dieses Problem lässt sich selbst durch hochqualifiziertes Personal nicht kompensieren. Immer aufwendigere Anlagen und Produktionsstraßen benötigen eine umfangreiche Instandhaltung um Gefahrensituationen zu vermeiden und im Störfall eine schnelle Instandsetzung zu Gewährleisten.

Inhalt technischer Dokumentation (nach Pötter,1994)

Instandhaltungsanleitung beinhalten alle Maßnahmen zur Beschreibung und Durchführung von Wartungen, Inspektionen und Instandhaltungen die frist- und sachgerecht durchzuführen sind (DIN 31 052). In der Praxis erfüllen viele dieser Dokumentationen nicht die Anforder-ungen der Instandhalter. Sie sind i.d.R. nicht ablauforientiert und unstrukturiert verfasst.

In Anlehnung an Behnke (2005) lassen sich weitere Faktoren aufführen, die die Arbeit mit Instandhaltungsanleitungen zusätzlich behindern können:[25]

  • Vergessen von Sachverhalten, die der Anleitung entnommen wurden, insbesondere bei vielen zu erinnernden Informationen
  • umständliche Handhabung gedruckter Unterlagen
  • Spielräume bei der Interpretation technischer Unterlagen
  • optische Unzugänglichkeit abgebildeter Bauteile in der Realität, wenn diese von anderen Bauteilen verdeckt werden
  • in der Anleitung nicht verzeichnete Bestandteile der Anlage und des Aggregats
  • Blickwechsel zwischen Dokumentation und dem zu betrachtenden Aggregat
  • unzureichende Vertrautheit mit dem zu wartenden Aggregat

Diese Faktoren erschweren dem Instandhalter seine Aufgaben Qualitätsgerecht zu erfüllen. In den letzten Jahren hat man verstärkt nach Lösungsansätzen gesucht, um dieses Dokumentationsproblem in der Instandhaltung zu beseitigen.

Als eine Lösungsmöglichkeit, ist in den letzten Jahren immer mehr der Bereich der AR in den Fokus genommen worden, um die herkömmliche Instandhaltungsdokumentation zu ersetzen. Angepasste und Situationsabhängige virtuelle Informationen sollen dem Instandhalter über ein Sichtfeld bei der Erfüllung seiner Arbeiten unterstützen. Wie in den Kapiteln zuvor erläutert wurde, ist die Technik schon heute auf dem Stand, in Echtzeit visuelle Informationen auf entsprechenden Anzeigegeräten darzustellen und dem Instandhalter zur Verfügung zu stellen.Ein Beispiel, wie in der Praxis so ein Aufbau aussehen könnte wird im nachfolgenden beschrieben.

6.2 Aufbau eines AR-System zur Unterstützung der Instandhaltung

Ein typischer Aufbau eines AR beinhaltet folgende Komponenten:[26]

  • Tracking-System,
  • Datenhaltungssystem
  • Szenengenerator
  • Anzeigegerät
AR-System nach Alt 2003

Im Datenhaltungssystem werden alle Informationen zur Instandhaltungsmaßnahme vorgehalten. Diese Informationen können CAD Zeichnungen, Technische Informationen wie im Bild oben zusehen ist Daten über diesen Motor sein. Diese Informationen werden mit den Trackingdaten im Szenengenerator zu einem dem Szenario entsprechendem Bild zusammen geführt und über das Anzeigegerät der IH zu Verfügung gestellt.

Bei der Art des Anzeigegerätes, ist darauf zu achten, dass die Durchsicht nicht zu stark getrübt wird. Ein zu stark eingefärbtes Display kann je nach Einsatzgebiet zu Sichteinschränkungen führen die den Instandhaltenden in gefährliche Situationen bringen kann (Arbeiten in größer Höhe, oder der Nähe von Gruben, usw.).

6.3 AR in der Instandhaltung

Die meisten Informationen gewinnen Instandhalter beim Blick über eine technische Anlage. Hierbei gewinnt der Instandhalter Eindrücke über den Zustand der Anlage, aber auch über äußere Einflüsse.

Vom Einsatz eines AR-Systems in der Instandhaltung verspricht man sich eine Effizienzsteigerung. Hierbei hat man im Besonderen an die Optimierung von Suchprozessen nach aktuellen Informationen wie z.B. CAD Zeichnungen, Prozessdaten gedacht. Die Steigerung der Effizienz, soll durch die Zeitersparnis, welche sich durch die eine Erhöhung Aufmerksamkeit bildet, begründet werden. So muss der Instandhalter nicht mehr den Blick zwischen Papier (CAD-Zeichnungen usw.) und Anlage wandern lassen, um Situationen und Daten der Papierform abzugleichen.[27]

Vielmehr bleibt der Blick konzentriert auf die Anlage gerichtet. Dabei werden dem Instandhalter Informationen in Realtime eingespielt, so dass diese gemeinsam wahrgenommen werden können.[28]

6.4 Anforderungen an ein AR-System in der Instandhaltung

Die AR-Systeme die in der Instandhaltung eingesetzt werden, unterliegen einer speziellen Anforderung die erfüllt sein muss. Um eine zusammenfassende Aufführung der Anforderungen darstellen zu können wurden die Anforderungen in zwei Kategorien aufgeteilt und zugeordnet. Ein AR-System sollte folgenden Anforderungen gerecht werden: [29]


technische und ergonomische Anforderungen:


  • keine Einschränkung der Sicherheit des Benutzers (z.B. durch Sichtfeldeinschränkung oder niedrige Transparenz von HMDs)
  • Ergonomie der Systemkomponenten (z.B. Gewicht, Größe, kabelloser Betrieb, Sprachsteuerung, Handhabung)
  • Zuverlässigkeit
  • keine Beeinflussung der Umgebung bzw. keine Beeinflussbarkeit durch die Umgebung
  • keine negative Beeinflussung der Instandhaltungs-Arbeit (z.B. durch Tätigkeiten, die ohne Verwendung des Systems nicht anfallen würden, etwa Einrichtungszeiten)
  • Plattformunabhängigkeit
  • Mobilität

 

funktionale Anforderungen:

  • Darstellung situationsgerechter und räumlich abgeglichener Informationen
  • Erhöhung des Situationsbewusstseins des Benutzers
  • Ermöglichung einer breiten Orientierung in der Anlage
  • benutzerorientierte Benutzungsoberfläche
  • Ermöglichung des Informationsaustausches mit externen Informationsstrukturen (z.B. Navigati-on und Suche in Datenbanken)
  • Ermöglichung einer Fernzusammenarbeit
  • Gewährleistung der Weitergabe von und des Zugriffs auf Erfahrung und Wissen
  • Multimodalität
  • Inhaltsveränderung vor Ort
  • Off-line Modus (zur Vorbereitung auf die Arbeit z.B. in einer Büroumgebung)
  • automatische Protokollierung der Arbeit
  • Wirtschaftlichkeit[30]

6.5 Einsatzproblem eines AR-System in der Instandhaltung

Unterschiedliche Problemfelder erschweren die Einführung eines AR-Systems mit den o.g. Anforderungen.

Probleme können wie folgt gegliedert werden:[31]

  • Technische und ergonomische Hardware-Probleme von:
  • Tracking-Systemen
  • Anzeigegeräten
  • tragbaren Rechnern


  • Probleme bei der Gestaltung der Mensch-CAR-Interaktion im Hinblick auf die:
  • benutzergerechte Gestaltung der Benutzungsoberflächen
  • Umsetzung der Spracheingabesteuerung
  • Probleme des Informationsflusses im Zusammenhang mit:
  • der Informationsbereitstellung
  • Authoring-Systemen


  • Kostenbedingte Probleme

6.6 Hardware-Probleme

Hardware-Probleme können sowohl als technische als auch ergonomische Faktoren bei Tracking-Systemen auftreten. Wie in Kapitel 3.1 Navigation schon erwähnt wurde besteht gerade in der Instandhaltung ein Problem, wenn die Bilder nicht in Echtzeit sondern mit Verzögerungen im Anzeigegerät dem Instandhalter übermittelt werden. Dabei kann es zur Einschränkung der Auge-Handkoordination kommen. Weitere Probleme können durch die Qualität eines Tracking-System Auftreten. Ein Qualitätsmerkmal stellt z.B. die Auflösung des Tracking-System dar. Weitere Probleme stellen die Anzahl der Komponenten, Größe und Gewicht da, die den Instandhalter in keiner Weise belasten sollte.[32]

6.7 Lösungsmöglichkeit

Ziel ist es, ein System zu konstruieren, dass von dem Instandhalter bei der Instand-setzung aber auch bei Wartung von Systemen bestmöglich unterstützt. Die nachfolgende Abbildung zeigt, aus welchen wesentlichen Komponenten ein System bestehen sollte.

Komponenten eines AR-gestützten Wartungssystem

Im PLM System werden alle Instandhaltungs- und Wartungsoperationen und die damit verknüpften CAD-Geometrien, relevante Dokumentationsteile und Teilpläne bereitgestellt. Für die Spezifikation konfigurationsspezifischer Wartungspläne muss der Planer dieser Prozesse die bereitgestellten Informationen:

  • Zusammen als technologisch sinnvolle und konfigurationsabhängig Verkettung von Teilpläne
  • Ergänzen von textliche Informationen, in der Geometrie von Werkzeugen, aus der konkreten Konfiguration
  • Ableitung & Modifikation von Arbeitsschritten und der notwendigen Geometrie sowie Festlegung der Visualisierungsart

Bei dieser Aufgabe wird er von einem Planungstool unterstützt.[33]

Alle zu visualisierenden Dokumente und Informationen einer AR-Umgebung, müssen in ein definiertes Format umgesetzt und wie in Kapitel "Aufbau eines AR-System zur Unterstützung der Instandhaltung" erläutert im Szenengenerator verarbeitet werden.

6.8 Technische Umsetzung

Die Firma accavia GmbH aus Bremen hat einen Prototypen mit der Bezeichnung „CyberCompainion“ entwickelt welches ein tragbares System darstellt, siehe Abbildung 9.

Dieses System wird in Verbindung mit einem „optoakustischen“ Tracking-System verwendet. Marker, die für das Tracking-System benötigt werden, sind fest in das HMD integriert. Der „CyberCompainon“ arbeitet mit einer Genauigkeit von ca. 1cm. Eine Überlagerung der realen Umgebung mit den Wartungsinformationen erfolgt über die halbdurchlässige Brille des CyberCompainon. Über eine WLAN Schnittstelle werden die Trackingdaten übertragen und in der AR-Anwendung geladen.[34]

Cybercompainon als Hardwarebasis

7 AR im Produktionsbetrieb

Der einstige Trend, die Spielerei Augmented Reality ist zur Zukunftsvision von Morgen geworden.

Zitat: „Pumpe 23 bitte melden!“, spricht der Techniker in sein Headset. Pumpe 23 beginnt auf dem Display seines mitgeführten Laptops an zu blinken. Die Darstellung auf dem Display zeigt eine reale Nachbildung der Wirklichkeit an so, dass der Monteur nur das Displaybild mit der Realität vergleichen muss.

AR bei SIEMENS

Anlagenteile werden in Zukunft sprechen können. Einzelne Bauteile sollen zukünftig eine eigene IP-Adresse bekommen, welches durch die Einführung des IPv6-Protokolls auch problemlos zu realisieren sein wird. Jedes kann von nun an seine Daten, zum Beispiel die Nutzungsdauer, Verweildauer oder seinen Zustand direkt an den Produktionsbetrieb weitergeben. Der Produktionsbetrieb erhält alle relevanten Daten in Echtzeit und ist somit ständig informiert über den Anlagenzustand. Reparaturen können somit zukünftig genau geplant werden und es hilft im „Worst-Case-Fall“ eine schnelle Diagnose der Anlage zu machen und fehlerhafte Bauteile zu lokalisieren.

In Abbildung 10 ist ein Ingenieur an einem AR-Systems SEAR zu sehen. Im rechten Bildabschnitt ist eine typische Darstellung eines Anlagenteils zu sehen. Der Laptop, mit integrierter Webcam nimmt dabei die Augenpositionen des Benutzers auf und kann somit die Displaydarstellung verschieben und anpassen. Des Weiteren ist im linken Bildabschnitt eine Spitzenwert-Anzeige zur Kontrolle der Sprachaufnahme dargestellt.[35]

Das Aufspüren von Fehlerquellen bei größeren Anlagen – ob auf einer Bohrinsel, in einer chemischen Fabrik, einer Raffinerie oder einem Montagewerk – kann so kompliziert sein wie den Ausgang im sagenhaften Labyrinth von Knossos zu finden.

AR im Service

Probleme zeigen sich in der Regel erst, wenn ein Alarm ertönt oder eine der vielen Anzeigen in den modern ausgestatteten Leitständen beginnt zu blinken oder leuchten. Der Schichtmeister oder Anlagenverantwortliche muss nun interagieren. Der Anlagenteil muss lokalisiert werden, es müssen die richtigen Pläne des Anlagenteils herausgesucht werden, der Handwerker muss informiert und instruiert werden und jetzt muss auch noch das Bauteil welches versagt hat gefunden werden, bzw. das Problem lokalisiert werden. Selbst wenn das Problem schnell erkannt wurde und es z.B. nur ein kleiner Messfühler war, der ausgefallen ist, so muss nun geschaut werden, ob er auf Lager ist oder bestellt werden muss. Die von der SIEMENS Corporate Research in den USA entwickelte Technologie soll hier Abhilfe schaffen..[36]


7.1 Das SEAR System

SEAR ist ein Akronym für „Speech Enabled Augmented Reality“, was übersetzt für sprachunterstützte erweiterte Realität steht. Der zuständige Anlagenverantwortliche oder ein Handwerker erhält auf seinem PDA oder Laptop eine Nachricht, dass eine Pumpe in einem Teil der Anlage einem Defekt unterliegt und die Produktion gestört ist. Der Zuständige kann sich nun auf den Weg zu dem Bauteil begeben, um sich persönlich ein Bild von der Situation machen zu können. Er muss nur noch den Weg dorthin finden und dies in schnellstmöglicher Zeit, da ein Anlagenstillstand pro Stunde mehrere Tausende von Euro betragen kann.Eine einfache Lösung wäre ein Navigationsgerät, das jedoch aufgrund zusätzlicher Belastung eines weiteren zu handhabenden Gerätes, der Kosten für dieses, sowie ebenfalls das am Mann tragen wäre unpraktisch. Hier ersetzt der PDA in dem Fall das Navi. [37]

Eine einfache Lösung wäre ein Navigationsgerät, jedoch aufgrund zusätzlicher Belastung eines weiteren handzuhabenden Gerätes, der Kosten für dieses, sowie ebenfalls das am Mann tragen wäre unpraktisch. Hier ersetzt der PDA in dem Fall das Navi.

Infrarotsensoren, welche überall in der Produktionsanlage angebracht sind und in dem PDA eingebaute 3D-Beschleunigungssensoren verfolgen sämtliche Bewegungen. Die in der Produktionsanlage installierten Infrarotsensoren übermitteln hierbei pro Sekunde ca. 2 spezielle Identifikationssignale, welche der PDA empfängt und verarbeitet. Anhand der übermittelten Signale wird die Position des Monteurs im PDA errechnet. Dies geschieht durch eine Umrechnung in ein VRML-Modell (Virtual Reality Markup Language), welches ein wirklichkeitsgetreues, räumliches Bild erzeugt. Genau wie bei den Navigationsgeräten für Autofahrer wird die Position und Richtung durch einen Pfeil markiert. Da der PDA per WLAN mit der digitalisierten Datenbank der Fabrik interagiert, kann er sämtliche Geräte, Anlagen sowie Bauteile mit ihrer jeweiligen Ortsposition genau bestimmen.

Schema eines AR-Systems

Die größte Hürde am Projekt SEAR ist das Aufsetzen der Datenbank gewesen, da jedes Bauteil eingebracht werden musste. Es musste mit Ortsdaten, Bauteildaten, Funktion in der Anlage, Reparatur-daten, etc. versehen und eingebracht werden. Nur aufgrund akribischer Eingabe sämtlicher Daten ist eine gute Funktion des Systems möglich. Ein großer Vorteil liegt hierbei im Einsatz eines ERP-Systems wie beispielsweise SAP. Da SAP bereits jedem Bauteil eine eigene Nummer zugeordnet hat und auch eine 2D-Struktur vorhanden ist, können diese Information sehr gut benutzt werden, um in SEAR integriert zu werden. SEAR bietet auch Möglichkeiten mit SAP direkt zu interagieren und könnte somit defekte Bauteile im System kenntlich machen oder Neubestellungen veranlassen.

Sind alle Daten im oben beschriebenen Zustand vorhanden, kennt das System das Zielobjekt des Monteurs und kann Diesem mit Hilfe schriftlicher oder mündlicher Kommandos den Weg weisen. Ist der Anlagenverantwortliche in direkter Nähe zu dem gesuchten Objekt, weisen Ihm visuelle Marker den Weg.


Jeder Marker besteht aus speziell kombinierten Punkten. Wenn der Anlagenverantwortliche die Kamera seines PDA in die Richtung hält, in die er blickt, so werden dort die Marker auf dem Display sichtbar.

AR-Warenlager der TU München - Visualisierung via Rahmen

Durch die Vergleiche zwischen der Realität mit dem Display werden von der Kamera des PDA Bilder vom Monteur aufgezeichnet und die Stellung und Blickwinkel berechnet. So können auch Objekte ermittelt werden wo kein Marker angezeigt wurde. Neue Informationen werden aus der zentralen DB der Produktionsanlage abgerufen und es stehen erneut die benötigten Daten zur Verfügung. Ist das defekte Bauteil geortet, werden alle benötigten Daten zur Behebung des Fehlers in den PDA geladen. Ebenso alle Maßnahmen die zu beachten sind wie bei der der Pumpe 23 die anstehenden Drücke, durchfließendes Medium, Temperatur oder die Wartungshistorie. Je komplexer die Datenbank zu dem entsprechen Bauteil gepflegt wurde umso mehr Informationen lassen abrufen und nahezu unbegrenzt Nachfragen stellen.[38]

Unter Zuhilfenahme der mobilen AR kann der Handwerker oder Ingenieur lagerichtige Montageanweisungen direkt vom Display ablesen und umsetzen. Fehler werden so von vornherein vermieden und Stillstandszeiten sowie fehlerhafter Einbau vermieden oder reduziert.[39]

Simulation eines Gespräches mit einer Pumpe. Der Ingenieur, oder Handwerker fragt die Pumpe: "Wie hoch ist der aktuelle Druck?" SEAR übersetzt die Sprache durch ein von SIEMENS speziell für diese Anforderungen entwickeltes Spracherkennungsprogramm um und leitet die Anfrage durch die WLAN Verbindung des PDA an die DB. Dort werden nun mögliche Antworten generiert aufgrund der implementierten Information. Gibt es eine Antwort die zur eventuellen Lösung des Problems geeignet ist, sendet SEARS diese als 3D-Stimme zurück und gibt diese dann im Kopfhörer des Monteurs so wieder als käme die Stimme vom Objekt selbst. Somit bleiben dem Monteur die Hände frei und er kann durch seine Stimme die Bedienung vornehmen.

Die Entwicklung geht bei den mobilen AR-Systemen mittlerweile weiter und verknüpft wie bereits schon erwähnt, Hard- und Softwarekomponenten. Die Verknüpfung eines PDA oder UltraMobilePC (UMPC) mit einem HUD ist eine ideale Lösung. Im ersten Schritt werden die aufgenommenen Daten der Kamera, welche im HUD untergebracht ist, mit den CAD-Daten der Anlagendokumentation verglichen. Korrespondieren diese Aufnahmen miteinander wird mit der Projektion der Informationen begonnen. Ist das auszutauschende Bauteil korrekt montiert, so stimmt im Idealfall das virtuelle Bild der Kamera mit der CAD-Zeichnung der Anlage unter Bezug auf das zu verbauende Bauteil überein. [40]

7.2 Das Pavlidis-Verfahren

Um eine gute Erkennung zu gewährleisten, werden bei mobilen Systemen Abstriche in Kauf genommen. Die "Vor-Ort-Leistung" sind für mobile Anwendungen vorgesehen und verfügen nicht über High-End-Leistungen um die Akku-Leistung zu schonen. Ebenfalls ist es kaum möglich, Endgeräte aufzurüsten durch neuere Grafik- oder Rechenprozessoreinheiten. Deshalb ist es ausgeschlossen die erforderlichen Berechnungen vor Ort zu gestalten. Sie werden in die Hochleistungsrechner im RZ verlegt. Um selbst dort Kapazitäten einzusparen, wurde das Pavlidis-Verfahren zur Bilderkennung entwickelt. Es ist ein Kompromiss zwischen Effektivität und Effizienz. Die Kantenextraktion eines Objekts erfolgt hierbei in mehreren Schritten. Dabei werden Pixel einer Punktemenge extrahiert und durch verschiedene Filter sortiert. Übrig bleibt bei dem Pavlidis-Verfahren eine ideale Kontur der Sollinformationen.:[41]


Pavlides-Verfahren Split und Merge

Hierbei werden betrachtet:[42]

  • Pixel Bildpunkt Enthält zwei wichtige Informationen: seine Position im Bild und seinen Farbwert.
  • Ähnlichkeit Zwei Pixel heißen ähnlich, wenn ihre Farbwerte sich ähnlich sind. Um Subjektivität hierbei auszuschließen, arbeitet man hier häufig mit vorgegebenen Schwellenwerten.
  • Regionen Eine zusammenhängende Menge von Pixeln.
  • Segmente Eine Region, in der sich alle Pixel ähnlich sind.
  • Segmentierung Zerlegung eines Bildes in visuell unterschiedliche Regionen, die in Bezug auf gewisse Eigenschaften wie z.B. Grauwert, Farbe oder Textur homogen sind.
  • Homogenität Gleichartigkeit benachbart: Zwei Pixel heißen benachbart, wenn sich ihre Spalten- oder Zeilennummer um maximal 1 unterscheidet.
  • Nachbar Pixel Pixel die im Bild direkt an den Bildpunkt angrenzen; unterschieden wird zwischen 4er- und 8er-Nachbarschaft.

4er Nachbarschaft

o
o X o
o

8er Nachbarschaft

o o o
o X o
o o o

Stimmen die Informationen mit den geforderten Werten überein können nun Befehle durch SEAR umgesetzt werden.

7.3 Das Gesamtmodell

Das Peripheriemodell bildet in Verbindung mit der Software das Verhaltensmodell, welches auch Simulationsumgebung genannt wird. Unter Einbindung des Physikmodells, welches die Produktionsanlage realitätsgetreu nachbildet, sowie die 3D CAD Modelle der Bauteile entsteht durch Interaktion mit dem Menschen die Virtual Reality.[43]

Modell AR-Umgebung im Produktionsbetrieb

Der Einsatz virtueller Prototypen in der Produktentwicklung (Virtual Prototyping) belegt die Notwendigkeit der Anwendung von rechnerunterstützten Hilfsmitteln im Entwicklungsprozess. Die Rechnereinheit, die im Wesentlichen das Herzstück darstellt, muss über eine gute Rechengeschwindigkeit und Grafikleistung verfügen. Wenn die Verarbeitungsgeschwindigkeit für Informationsanfragen ein gutes bis sehr gutes Ergebnis liefert, ist der Monteur oder Entwickler (Ingenieur) durch kurze Wartezeiten weniger strapaziert. Zunehmend wird die virtuelle Welt erweitert. Die Produkte und auch deren Entstehungsprozesse werden zunehmend komplexer und schwieriger zu handhaben. Die Entwicklungszeiten müssen kürzer werden, um konkurrenzfähig zu bleiben und dem wachsenden Kostendruck standhalten zu können.[44]

Die Aufgabe die es zu lösen gilt ist, den Anwender in dem betrachteten Einsatzbereich durch die Verwendung von AR-Technologie zu unterstützen. Diese soll anhand der situationsbedingten Visualisierung von Anweisungen und dem Produkt kongruent überlagerten visualisierten Bauteilen bei der Orientierung und Tätigkeitsdurchführung helfen. Selbst individuell für Kunden gefertigte Produkte sind trotz der damit verbundenen stetig wachsenden Variantenvielfalt und daraus entstehenden Komplexität problemlos zu beherrschen. Der Monteur kann eine korrekte Abarbeitung von Aufgaben an diesen Produkten sofort, ohne Einarbeitungszeit in die Maschine vollbringen.

Wichtige Eckpunkte für den Einsatz von AR im Produktionsbereich sind:.[45]

  • schnelle Reaktionszeit der mobilen Endgeräte
  • gute Auflösung des HUD- oder HMD-Displays
  • Beherrschung der Variantenvielfalt einer Industrieanlage

Die Fabrik der Zukunft will ständig ihren Stand der Dinge ablesen können und dies in Echtzeit. Kundenspezifische Anforderungen müssen zeitnah umzusetzen sein.

8 Wirtschaftliche Betrachtung

Augmented Reality wird dort Ihren Vorteil ausspielen, wo Informationen direkt vor Ort benötigt werden, aber nicht die Zeit für Abstraktionsleistungen zur Verfügung steht..[46] Zurzeit ist der breite Einsatz dieser Technologie in der Industrie noch nicht erkennbar, eher im Bereich der Forschung oder in VR-Projekten von Großunternehmen. In Forschungsprojekten sind eher Individuallösungen unter Laborbedingungen vorzufinden, die z.T. als Reaktion zu konkreten Kundenanforderungen und den damit verbundenen Herausforderungen an die Industrie aufgegriffen werden, aber auch aufgrund von Projekten, die dem Technology-Push-Prinzip folgen. Diese Lösungen werden ursächlich isoliert betrachtet und entwickelt. Systemintegration, Einführung und Etablierung stehen somit nicht im Fokus. Aktuell in Großunternehmen eingesetzte Lösungen sind jedoch keine Standardlösungen, die sich problemlos installieren und betreiben lassen. Die Erwartungen neuer potentieller AR-Kunden sind jedoch geprägt von hoher Qualität und photorealistischer Darstellung, unabhängig davon ob diese sinnvoll und physikalisch plausibel sind oder nicht. Insbesondere ist die Einführung von AR-Lösungen mit hohen Kosten und Herausforderungen an den Betrieb verbunden. Betriebswirtschaftlich sind bei der geplanten Einführung von AR-Systemen die Aspekte und Bedürfnisse aus Sicht der drei Benutzergruppen - Anwender, Unterstützer und Betreiber - zu berücksichtigen:

Die Anwender der AR-Technologien müssen geschult und sensibilisiert werden. Die AR-Strategie muss entsprechend in die Unternehmenskultur aufgenommen werden. Unterstützer für Einführung, Anpassung, Installation & Wartung müssen etabliert werden. Der IT-Bereich Betreiber eines VR-Rechenzentrum mit entsprechender Infrastruktur an Hard- und Software (Systeme, Interfaces, CAD Programme für 3-dimensionale Dateiverarbeitung und Modellierung) muss etabliert werden.[47]

Die erfolgreich flächendeckende Einführung von AR-Lösungen in der Industrie ist abhängig von klar definierten Parametern. Der nutzenbringende Einsatz einer VR-Lösung wird nicht in der eingesetzten Technologie sondern der Umsetzung begründet.

Komplexere mobile AR-Projekte werden jedoch zurzeit noch durch den Funktionsumfang der aktuell verfügbaren mobilen Geräte begrenzt. Momentan sind Smartphones, iPhones, PDAs und vergleichbare Systeme mit Ihrer eingeschränkten Sensorik, CPU- und Grafikleistung für komplexere AR-Anwendungen ungeeignet, Sie werden aber mit den entsprechenden Anwendungen die Wegbereiter für die Augmented Reality sein.[48]

Werden die in diesem Abschnitt genannten Herausforderungen gemeistert, ist zu erwarten, das "Augmented Reality" schnell von der Industrie aufgenommen wird, denn die Technik hat gute Argumente, um der digitale Trend der Zukunft zu werden.

Die Gartner Group zeigt den Trend der AR als „Technologie Trigger“ im aktuellen Hype Cycle auf und erwartet die Etablierung dieser Technologie als Mainstream in einem Zeitraum von fünf bis zehn Jahren. Dies zeigt die folgende Abbildung auf.


Gartner Hype Cycle - Augmented Reality

9 Fazit

Das Web der Zukunft ist allgegenwärtig und bildet eine zweite Wahrnehmungsebene, eine virtuelle Schicht, die über allem liegt. Alles ist vernetzt, alles ist verlinkt, alles ist Information. Erweiterte Realität könnte in praktisch allen Bereichen des Alltags zum Einsatz kommen. Soldaten oder Katastrophenhelfer könnten sich Ziele und Gefahrenzonen im Gelände anzeigen lassen und Ingenieure mit tatsächlich und virtuell anwesenden Kollegen am selben dreidimensionalen Modell arbeiten.

Der Technologie sind kaum Grenzen gesetzt: Elektronische Geräte, die nur virtuell existieren, aber auf echte Berührungen reagieren, künstliche Sinneserweiterungen wie den "Röntgenblick" und hochkomplexe Computerspiele in freiem Gelände. Inzwischen scheinen solche Visionen realistisch, die technischen Entwicklungen der letzten Jahre machen dieses deutlich.

Wissenschaftler arbeiten hier bereits an einem dauerhaften Mensch-Maschine-Interface. Ein Beispiel hierfür ist die Forschung an einer bionischen Kontaktlinse, die Informationen und Bilder direkt an das Auge überträgt, an der Universität von Washington. Wenn man solche Kontaktlinsen trägt, sieht man kontinuierlich kontextbezogene Informationen direkt im eigenen Sichtfeld.[49]

Kontaktlinsen mit Innenleben

"Augmented Reality" wird zum Bindeglied zwischen dem bisher klassischen Internet und der realen Welt. "Web Squared" (also "Web hoch zwei") nennt das der Web-2.0-Vordenker Tim O' Reilly. Gemeint ist damit ein zukünftiges Internet, das nicht nur Menschen, sondern auch Dinge aller Art miteinander verbindet und die heute noch vorhandenen Grenzen zwischen der realen Welt und den digitalen Informationen im Web verwischen soll.[50]

"Web²" versteht sich dabei mehr als Gesamtorganismus und weniger als Ansammlung einzelner Komponenten. Zudem werden nicht mehr nur Menschen an ihren Tastaturen das Netz mit Inhalten füllen: Sensoren aller Art liefern zunehmend Daten, die wiederum verarbeitet werden können. Genau hier knüpft "Augmented Reality" an.[51]


In Neal Stephensons Buch „Snow Crash“ nennen sich die Menschen, die ihre Realität durch die ständige Einblendung kontextbezogener Daten durch Brillen erweitern “gargoyles“. Auch wenn man weniger futuristisch denkt, könnte Vergleichbares ein Teil unseres Alltags werden, wenn Augmented Reality Systeme sich durchsetzen.[52]


Die anfänglich genannte Verschmelzung von VR & AR zur Mixed Reality wird hierbei von Deutschland durch die Plattform „Instant Reality“ des Fraunhofer Institutes (www.instantreality.org) entscheidend beeinflusst werden.[53]

10 Links

http://www.iss-hamburg.de/service/presse/0207-2/service-wissen.php

http://psydok.sulb.uni-saarland.de/frontdoor.php?source_opus=2234&la=de

http://www.process.vogel.de/index.cfm?pid=2799&pk=3104

http://www.zeit.de/online/2009/35/augmented-reality-smartphone

http://www.industriehansa.de/leistungen-storage/energy/technische-dokumentation/virtual-reality-augmented-reality.html

http://ge.ecomagination.com/smartgrid/#/augmented_reality

http://www.tecware-gmbh.de/produkte/pvi2000/handbuch/DefinitionInstandhaltung.html

http://www.tu-dresden.de/mw/imm/ktc/start/start.htm.

11 Literaturverzeichnis

11.1 Monographien

Alich, Katrin, Arentzen, Ute und Winter, Eggert:Wirtschaftslexikon; Wiesbaden: Gabler Verlag, 2006;
Alt, Thomas: Augmented Reality in der Produktion. München: Utz Verlag, 2003;
Behnke, Ralf: Verbesserung der Positionserkennung bei CAR-Systemen durch Kopplung. s.l. : Papierflieger, 2005;
Bullinger, Hans-Jörg:Künstliche Intelligenz in Konstruktion und Arbeitsplanung. – 1. Auflage – Augsburg: Verlag Moderne Industrie AG & G., 1989; ISBN 3-478-41380-X
Elzer, P., Behnke, R. und Boussoffara, B.: Multi-Media und VR-Techniken für Wartung und Training an technischen Systemen. 1999;
Gausemeier, Jürgen und Grafe, Michael (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung. – 1. Auflage – Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008; ISBN 978-3-939350-51-4
Nikolic, Vesna: Einsatz der Computer Augmented Reality in der Instandhaltung: eine alternative gebrauchstaugliche und kostengünstige Systemlösung. Göttingen : Cuviller, 2006.
Pötter, Godehard: Die Anleitung zur Anleitung; Leitfaden zur Erstellung technischer Dokumentationen.: Vogel-Verlag, 1994;
Rechenberg, Peter und Pomberger, Gustav (Hrsg.): Informatik Handbuch. – 4. Auflage –München: Carl Hanser Verlag, 2006; ISBN 978-3-446-40185-3


11.2 Zeitschriftenartikel

BARCZOK, HIMMELEIN, KÖNIG: Mit dem Dritten sieht man besser. In: C’t Heft 20 – 1. Auflage – Hannover: Heise Zeitschriften Verlag GmbH & Co. KG, 2009, S. 122 bis 129 ISBN 389990124X

11.3 Internetquellen

Disselhoff, Felix: Die vierte Dimension des Sehens. Hamburg, 2009 URL http://www.stern.de/digital/computer/neuer-online-trend-die-vierte-dimension-des-sehens-15083; zuletzt abgerufen am 25.09.2009
Liebs, Nadine: Computer Augm. Real. in der technischen Instandhaltung, Potsdam 2007 URL: http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2008/1982/; zuletzt abgerufen am 17.11.2009
Schwerin, Ruwen: Fünf neue Technologien, die unser Leben verändern werden. München, 2009 - URL http://www.cio.de/news/cionachrichten/2214083/index.html;zuletzt abgerufen am 13.01.2010
Stefan Zachow, Johann-Habakuk Israel, Kai Köchy: VR Ausgabegeräte URL http://user.cs.tu-berlin.de/~kai/vrmed/node5.html; zuletzt abgerufen am 11.12.2009
Stelzer, Ralph, Steger, Wolfgang und Saske, Bernhard. Effiziente Wartung komplexer Systeme mittels Augmented Reality. http://www.tu-dresden.de/mw/imm/ktc/start/start.htm; zuletzt abgerufen 19. 12 2009
 
Ohne Verfasser: URL https://w1.siemens.com/innovation/de/publikationen/zeitschriften_pictures_of_the_future/npof_herbst_2002/industrie_beitraegen/augmented_reality.htm; zuletzt abgerufen am 10.12.2009
Ohne Verfasser: URL http://www.tu-ilmenau.de/fakmb/Beschreibung-und-Zie.5560.0.html; zuletzt abgerufen 03.01.2010
Ohne Verfasser: URL http://www.tecware-gmbh.de/produkte/pvi2000/handbuch/DefinitionInstandhaltung.html; zuletzt abgerufen 06. 12 2009
Ohne Verfasser: URL http://lenahess-lich.gmxhome.de/data/skripte/split-and-merge.pdf; zuletzt abgerufen am 12.12.2009
Ohne Verfasser: URL http://de.mt.com/de/de/home/supportive_content/magazines/Specialty_chemicals_Newsletter_Industrial_Weighing.z2vUzxjPy0vKAxrVCMLHBfbHCI4XmtK4oa--.specialty_chemicals_newsletter.MediaFileComponent.html/News_Spezialitaeten_Chemie_Nr1.pdf; zuletzt abgerufen am 12.12.2009

12 Glossar

Avatar

 

Ein Avatar ist ein grafischer Stellvertreter eines reelen Objektes in der virtuellen Welt.

 

Binocular Omni-Oriented Monitor (BOOM) Visuelles Ausgabegerät mit den Eigenschaften eines HMD.

Ermöglicht das Eintauchen in die virtuelle Umgebung durch Heranziehen des BOOM und ein ebenso schnelles Verlassen.

 

bionisch Abgeleitet vom deutschen Kofferwort Bionik (zusammengesetzt aus Biologie und Technik). In der Bionik werden für technische Probleme gezielt Lösungen in der Biologie gesucht

 

Cave Automatic Virtual Environment (CAVE) wörtlich übersetzt: Höhle mit automatisierter, virtueller Umwelt. Bezeichnet einen Raum zur Projektion einer dreidimensionalen Illusionswelt der virtuellen Realität

 

Fiducial Marker

 

 

Zum Tracking umrandete 2D-Barcodes zur Identifizierung auf Videobildern und weiteren Berechnung  der Position und Orientierung innerhalb einer 3D-Anwendung.

 

Head-Mounted-Display (HMD) Auf dem Kopf getragenes visuelles Ausgabegerät, das am Computer erzeugte Bilder auf einem augennahen Bildschirm darstellt oder direkt auf die Netzhaut projiziert.

 

Head-Up-Display (HUD) Kopfaufsatz, meist in Form eines Helmes, über den mittels kleiner LCD Displays Informationen meist in stereoskopischer Form eingeblendet werden.

 

immersiv Immersiv bedeutet "einträufelnd", es meint also im Bereich der AR die unbemerkte, allgemeingültige & globale Bereitstellung von Informationen.

 

Jittereffekt

 

 

Jitter (engl. für „Fluktuation“ oder „Schwankung“) bezeichnet in der Übertragungstechnik einen abrupten und unerwünschten Wechsel der Signalcharakteristik.

 

Motion Sickness „Gefühl der Übelkeit“ dessen Ursache die Täuschung oder Irritation der Sinnesorgane durch unvereinbare widersprüchliche Information ist.

 

Pavlidis T. Algorithmus Lösungsverfahren (definierte Handlungsvorschrift) zur Graphik und Bildverarbeitung.

 

Schlupf Dehnschlupf bezeichnet den bei Haftreibung fast linear auftretenden Versatz durch Dehnung bzw. Verkürzung von Treibriemen oder  -Rollen. Gleitschlupf bezeichnet das Durchrutschen zwischen An- und Abtriebsrad.

 

 

 

Sensorik

 

 

Sensorik bezeichnet in der Technik die Wissenschaft und die Anwendung von Sensoren zur Messung und Kontrolle von Veränderungen von umweltlichen, biologischen oder technischen Systemen.

 

shuttered-LCD 3D-Brille Stereoskopische Brille, bei der synchron zur Projektion eines jeweils für das linke & rechte Auge bestimmten Videobildes, das entsprechend andere Auge abgedunkelt wird. Konzeptionell bedingt führt diese Technologie zur Halbierung der Bildrate.

 

Telepräsenz

 

 

Telepräsenz beschreibt den Zustand, sich in einer entfernten Umgebung anwesend zu fühlen. Je höher der Grad der Immersion, desto mehr fühlt sich der Benutzer telepräsent.

 

UltraMobilePC (UMPC) Geräteklasse  tragbarer Computer, die hauptsächlich über den berührungsempfindlichen Bildschirm oder mit Stiften bedient werden.

 

Multimodalität Multimodalität bezeichnet einen wesentlichen Aspekt von Multimedia. Man unterscheidet hier in zeitunabhängigen Medien wie Text, Grafik und Bild, sowie zeitabhängigen Medien wie Audio, Video und Animation. Die Multimodalität im Sinne der Definition von Multimedia ist geprägt durch die Begriffe Interaktivität, Parallelität und Multitasking.

 

Interaktivität Interaktivität bezeichnet die Interaktion zwischen Eingabe und Ausgabe, genauer die Möglichkeit des Benutzers, die Medien-präsentation durch Eingaben zu unterbrechen bzw. zu steuern.

 

Parallelität Parallelität spricht die parallele und gleichzeitige Ausgabe mehrerer Medien bzw. Sinneskanäle sowie die simultane Eingabe von Daten über verschiedene Endgeräte (z.B. Maus, Tastatur, Mikrofon, Datenhandschuh).

 

Multitasking Multitasking bezeichnet zeitlich parallelen Ablauf komplexer Prozesse.

 

Personal Digital Assistant Personal Digital Assistant, PDA)(engl. für persönlicher digitaler Assistent) ist ein kompakter, tragbarer Computer, der neben anderen Programmen hauptsächlich für die persönliche Kalender-, Adress- und Aufgabenverwaltung benutzt wird.

13 Fußnoten

  1. ↑ LIEBS Nadine: Computer Augmented Reality in der technischen Instandhaltung, Potsdam 2007 URL: http://opus.kobv.de/ubp/volltexte/2008/1982/; zuletzt abgerufen am 13.01.2010
  2. ↑ Vgl. GAUSEMEIER, Jürgen und GRAFE, Michael (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung. – 1. Auflage – Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.18
  3. ↑ Vgl. BARCZOK, HIMMELEIN und KÖNIG: Mit dem Dritten sieht man besser. C’t Heft 20 Hannover: Heise Zeitschriften Verlag GmbH & Co. KG, 2009, S. 122 bis 129
  4. ↑ Vgl. RECHENBERG, Peter und POMBERGER, Gustav (Hrsg.): Informatik Handbuch.– 4. Auflage – München: Carl Hanser Verlag, 2006 S.905
  5. ↑ Vgl. GAUSEMEIER, Jürgen und GRAFE, Michael (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung. – 1. Auflage – Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.24
  6. ↑ Vgl. RECHENBERG, Peter und POMBERGER, Gustav (Hrsg.): Informatik Handbuch. – 4. Auflage – München: Carl Hanser Verlag, 2006 S.905
  7. ↑ DISSELHOFF, Felix: Die vierte Dimension des Sehens. Hamburg, 2009URL: h ttp://www.stern.de/digital/computer/neuer‐online‐trend‐die‐vierte‐dimension‐des‐sehens‐15083 zuletzt abgerufen am 25.09.2009
  8. ↑ SCHWERIN, Ruwen: Fünf neue Technologien, die unser Leben verändern. München, 2009 URL http://www.cio.de/news/cionachrichten/2214083/index.html; zuletzt abgerufen am 17.11.2009
  9. ↑ Vgl. RECHENBERG, Peter und POMBERGER, Gustav (Hrsg.): Informatik Handbuch. – 4. Auflage – München: Carl Hanser Verlag, 2006 S.905
  10. ↑ Vgl. GAUSEMEIER, Jürgen und GRAFE, Michael (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung. – 1. Auflage – Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.178
  11. ↑ Vgl. RECHENBERG, Peter und POMBERGER, Gustav (Hrsg.): Informatik Handbuch. – 4. Auflage – München: Carl Hanser Verlag, 2006 S.905
  12. ↑ Quelle: DISSELHOFF, Felix: Die vierte Dimension des Sehens. Hamburg, 2009 URL: http://www.stern.de/digital/computer/neuer‐online‐trend‐die‐vierte‐dimension‐des‐sehens‐ 15083; zuletzt abgerufen am 25.09.2009
  13. ↑ Vgl. RECHENBERG, Peter und POMBERGER, Gustav (Hrsg.): Informatik Handbuch. – 4. Auflage – München: Carl Hanser Verlag, 2006 S.905
  14. ↑ Vgl. BULLINGER, Hans‐Jörg: Künstliche Intelligenz in Konstruktion und Arbeitsplanung.– 1. Auflage – Augsburg: Verlag Moderne Industrie AG & G., 1989 S.20
  15. ↑ Vgl. GAUSEMEIER, Jürgen und GRAFE, Michael (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung. – 1. Auflage – Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.324ff
  16. ↑ Vgl. GAUSEMEIER, Jürgen und GRAFE, Michael (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung. – 1. Auflage – Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.324ff
  17. ↑ Vgl. BARCZOK, HIMMELEIN und KÖNIG: Mit dem Dritten sieht man besser. C’t Heft 20 Hannover: Heise Zeitschriften Verlag GmbH & Co. KG, 2009, S. 122 bis 129
  18. ↑ Vgl. GAUSEMEIER, Jürgen und GRAFE, Michael (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung. – 1. Auflage – Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.301ff
  19. ↑ Vgl. RECHENBERG, Peter und POMBERGER, Gustav (Hrsg.): Informatik Handbuch. – 4. Auflage – München: Carl Hanser Verlag, 2006 S.908
  20. ↑ Quelle: ZACHOW, Stefan; ISRAEL, Johann‐Habakuk und KÖCHY, Kai: VR Ausgabegeräte URL http://user.cs.tu‐berlin.de/~kai/vrmed/node5.html zuletzt abgerufen am 11.12.2009
  21. ↑ Vgl. RECHENBERG, Peter und POMBERGER, Gustav (Hrsg.): Informatik Handbuch. – 4. Auflage – München: Carl Hanser Verlag, 2006 S.909ff
  22. ↑ Vgl. RECHENBERG, Peter und POMBERGER, Gustav (Hrsg.): Informatik Handbuch.– 4. Auflage – München: Carl Hanser Verlag, 2006 S.915ff
  23. ↑ httpAlich, Katrin, Arentzen, Ute und Winter, Eggert. Wirtschaftslexikon. Wiesbaden : Gabler, 2004.
  24. ↑ tecware-gmbh.de. [Online] [Zitat vom: 06. 12 2009.] http://www.tecware-gmbh.de/produkte/pvi2000/handbuch/DefinitionInstandhaltung.html.
  25. ↑ Behnke, Ralf. Verbesserung der Positionserkennung bei CAR-Systemen durch Kopplung. s.l. : Papier-flieger, 2005.
  26. ↑ Alt, Thomas. Augmented Reality in der Produktion. München : Utz, 2003.
  27. ↑ Vgl. ELZER, P., BEHNKE, R., BOUSSOFFARA, B. (1999c). Multi-Media und VR-Techniken für Wartung und Training an technischen Systemen. In: HOLLECZEK, P. (Hrsg.), PEARL Verlag 1999: Workshop über Realzeitsysteme (Boppard/Rhein, Germany), 21-28
  28. ↑ Nikolic, Vesna. Einsatz der Computer Augmented Reality in der Instandhaltung: eine alternative gebrauchstaugliche und kostengünstige Systemlösung. Göttingen : Cuviller, 2006.
  29. ↑ Nikolic, Vesna. Einsatz der Computer Augmented Reality in der Instandhaltung: eine alternative gebrauchstaugliche und kostengünstige Systemlösung. Göttingen : Cuviller, 2006.
  30. ↑ Nikolic, Vesna. Einsatz der Computer Augmented Reality in der Instandhaltung: eine alternative gebrauchstaugliche und kostengünstige Systemlösung. Göttingen : Cuviller, 2006.
  31. ↑ Nikolic, Vesna. Einsatz der Computer Augmented Reality in der Instandhaltung: eine alternative gebrauchstaugliche und kostengünstige Systemlösung. Göttingen : Cuviller, 2006.
  32. ↑ Alt, Thomas. Augmented Reality in der Produktion. München : Utz, 2003.
  33. ↑ Stelzer, Ralph, Steger, Wolfgang und Saske, Bernhard. Effiziente Wartung komplexer Systeme mittels Augumented Reality. Webseite der tu-Dresden. [Online] [Zitat vom: 19. 12 2009.] http://www.tu-dresden.de/mw/imm/ktc/start/start.htm.
  34. ↑ Stelzer, Ralph, Steger, Wolfgang und Saske, Bernhard. Effiziente Wartung komplexer Systeme mittels Augumented Reality. Webseite der tu-Dresden. [Online] [Zitat vom: 19. 12 2009.] http://www.tu-dresden.de/mw/imm/ktc/start/start.htm.
  35. ↑ Quelle:https://w1.siemens.com/innovation/de/publikationen/zeitschriften_pictures_of_the_future/npof_herbst_2002/industrie_beitraegen/augmented_reality.htm; zuletzt abgerufen am 10.12.2009
  36. ↑ Quelle: https://w1.siemens.com/innovation/de/publikationen/zeitschriften_pictures_of_the_future/ npof_herbst_2002/industrie_beitraegen/augmented_reality.htm; zuletzt abgerufen am 10.12.2009
  37. ↑ Quelle: http://de.mt.com/de/de/home/supportive_content/magazines/Specialty_chemicals_Newsletter _Industrial_Weighing.z2vUzxjPy0vKAxrVCMLHBfbHCI4XmtK4oa--.specialty_chemicals_newsletter. MediaFileComponent.html/News_Spezialitaeten_Chemie_Nr1.pdf; zuletzt abgerufen am 12.12.2009
  38. ↑ Quelle:https://w1.siemens.com/innovation/de/publikationen/zeitschriften_pictures_of_the_future/npof_herbst_2002/industrie_beitraegen/augmented_reality.htm; zuletzt abgerufen am 10.12.2009
  39. ↑ Vgl. GAUSEMEIER, Jürgen und GRAFE, Michael (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung. – 1. Auflage – Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.169
  40. ↑ Quelle:https://w1.siemens.com/innovation/de/publikationen/zeitschriften_pictures_of_the_future/ npof_herbst_2002/industrie_beitraegen/augmented_reality.htm; zuletzt abgerufen am 10.12.2009
  41. ↑ Vgl. GAUSEMEIER, Jürgen und GRAFE, Michael (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung. – 1. Auflage – Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.171
  42. ↑ http://lenahess-lich.gmxhome.de/data/skripte/split-and-merge.pdf abegrufen am 12.12.2009
  43. ↑ Vgl. GAUSEMEIER, Jürgen und GRAFE, Michael (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung. – 1. Auflage – Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.169
  44. ↑ Quelle: http://www.tu-ilmenau.de/fakmb/Beschreibung-und-Zie.5560.0.html; zuletzt abgerufen 03.01.2010
  45. ↑ Quelle: http://www.tu-ilmenau.de/fakmb/Beschreibung-und-Zie.5560.0.html; zuletzt abgerufen 03.01.2010
  46. ↑ Vgl. BARCZOK, HIMMELEIN und KÖNIG: Mit dem Dritten sieht man besser. C’t Heft 20 Hannover: Heise Zeitschriften Verlag GmbH & Co. KG, 2009, S. 122 bis 129
  47. ↑ Vgl. GAUSEMEIER, Jürgen und GRAFE, Michael (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung. – 1. Auflage – Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.247 ff
  48. ↑ Quelle: DISSELHOFF, Felix: Die vierte Dimension des Sehens. Hamburg, 2009 URL http://www.stern.de/digital/computer/neuer-online-trend-die-vierte-dimension-des-sehens-15083; zuletzt abgerufen am 25.09.2009
  49. ↑ Quelle: SCHWERIN, Ruwen: Fünf neue Technologien, die unser Leben verändern. München, 2009 URL http://www.cio.de/news/cionachrichten/2214083/index.html; zuletzt abgerufen am 17.11.2009
  50. ↑ Quelle: DISSELHOFF, Felix: Die vierte Dimension des Sehens. Hamburg, 2009 URL http://www.stern.de/digital/computer/neuer-online-trend-die-vierte-dimension-des-sehens-15083; zuletzt abgerufen am 25.09.2009
  51. ↑ Quelle: DISSELHOFF, Felix: Die vierte Dimension des Sehens. Hamburg, 2009 URL http://www.stern.de/digital/computer/neuer-online-trend-die-vierte-dimension-des-sehens-15083; zuletzt abgerufen am 25.09.2009
  52. ↑ Quelle: SCHWERIN, Ruwen: Fünf neue Technologien, die unser Leben verändern. München, 2009 URL http://www.cio.de/news/cionachrichten/2214083/index.html; zuletzt abgerufen am 17.11.2009
  53. ↑ Vgl. GAUSEMEIER, Jürgen und GRAFE, Michael (Hrsg.): Augmented & Virtual Reality in der Produktentstehung. – 1. Auflage – Paderborn: W.V. Westfalia Druck GmbH, 2008 S.19
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