Augmented Reality (AR) ermöglicht es, virtuelle, dreidimensionale Inhalte direkt
innerhalb der realen Umgebung darzustellen. Anstatt jedoch beliebige virtuelle
Objekte an einem willkürlichen Ort anzuzeigen, kann AR Technologie auch genutzt
werden, um Geodaten in situ an jenem Ort darzustellen, auf den sich die Daten
beziehen. Damit eröffnet AR die Möglichkeit, die reale Welt durch virtuelle, ortbezogene
Informationen anzureichern. Im Rahmen der vorliegenen Arbeit wird diese
Spielart von AR als "Fused Reality" definiert und eingehend diskutiert.
Der praktische Mehrwert, den dieses Konzept der Fused Reality bietet, lässt sich
gut am Beispiel seiner Anwendung im Zusammenhang mit digitalen Gebäudemodellen
demonstrieren, wo sich gebäudespezifische Informationen - beispielsweise der
Verlauf von Leitungen und Kabeln innerhalb der Wände - lagegerecht am realen
Objekt darstellen lassen. Um das skizzierte Konzept einer Indoor Fused Reality
Anwendung realisieren zu können, müssen einige grundlegende Bedingungen erfüllt
sein. So kann ein bestimmtes Gebäude nur dann mit ortsbezogenen Informationen
augmentiert werden, wenn von diesem Gebäude ein digitales Modell verfügbar ist.
Zwar werden größere Bauprojekt heutzutage oft unter Zuhilfename von Building
Information Modelling (BIM) geplant und durchgeführt, sodass ein digitales Modell
direkt zusammen mit dem realen Gebäude ensteht, jedoch sind im Falle älterer
Bestandsgebäude digitale Modelle meist nicht verfügbar. Ein digitales Modell eines
bestehenden Gebäudes manuell zu erstellen, ist zwar möglich, jedoch mit großem
Aufwand verbunden. Ist ein passendes Gebäudemodell vorhanden, muss ein AR
Gerät außerdem in der Lage sein, die eigene Position und Orientierung im Gebäude
relativ zu diesem Modell bestimmen zu können, um Augmentierungen lagegerecht
anzeigen zu können.
Im Rahmen dieser Arbeit werden diverse Aspekte der angesprochenen Problematik
untersucht und diskutiert. Dabei werden zunächst verschiedene Möglichkeiten
diskutiert, Indoor-Gebäudegeometrie mittels Sensorsystemen zu erfassen. Anschließend
wird eine Untersuchung präsentiert, inwiefern moderne AR Geräte, die
in der Regel ebenfalls über eine Vielzahl an Sensoren verfügen, ebenfalls geeignet
sind, als Indoor-Mapping-Systeme eingesetzt zu werden. Die resultierenden Indoor
Mapping Datensätze können daraufhin genutzt werden, um automatisiert
Gebäudemodelle zu rekonstruieren. Zu diesem Zweck wird ein automatisiertes,
voxel-basiertes Indoor-Rekonstruktionsverfahren vorgestellt. Dieses wird außerdem
auf der Grundlage vierer zu diesem Zweck erfasster Datensätze mit zugehörigen
Referenzdaten quantitativ evaluiert. Desweiteren werden verschiedene
Möglichkeiten diskutiert, mobile AR Geräte innerhalb eines Gebäudes und des zugehörigen
Gebäudemodells zu lokalisieren. In diesem Kontext wird außerdem auch
die Evaluierung einer Marker-basierten Indoor-Lokalisierungsmethode präsentiert.
Abschließend wird zudem ein neuer Ansatz, Indoor-Mapping Datensätze an den
Achsen des Koordinatensystems auszurichten, vorgestellt
