Detailansicht
Integrating linked data in mobile augmented reality interfaces
development of a mobile AR mountain guide
Silvia Fürst
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Informatik
Betreuer*in
Wolfgang Klas
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30479.04884.660065-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Heutige Handys, sogenannte "Smartphones", stellen mächtige Umgebungen dar, die als Gateway von der realen zu einer virtuellen Welt eingesetzt werden können. Deshalb sind sie ein attraktives Ziel in der Domäne der mobilen Augmented Reality (AR). Die Grundidee von AR ist das Kombinieren der realen mit einer virtuellen Welt, indem das Livebild der Kamera mit digitaler Information überlagert wird, um auf diese Weise die unmittelbare physikalische Umgebung zu beschreiben. Folglich, erlauben mobile AR Systeme, dass User direkt auf standortspezifisch relevante Information jederzeit und überall zugreifen können.
Derzeit stellen viele mobile AR Applikationen Client-Sever-basierte Umgebungen dar, die proprietäre Datenformate verwenden und nur auf beschränkte Datenquellen zugreifen. Weiters sind einige AR Systeme auf visuelle Trackingsysteme aufgebaut. Visuelles Tracking beinhaltet komplexe Bildanalysealgorithmen, die die Hardware Ressourcen von Mobilgeräten leicht überfordern können und meistens eine permanente Verbindung zu einer serverseitigen Plattform erfordern. Dies führt dazu, dass visuelle AR Trackingsysteme oft nicht in Echtzeit auf Handys ausgeführt werden können. Aus diesem Grund basiert der Ansatz dieser Arbeit auf ein Sensorbasierendes Trackingsystem, welches den GPS-Chip, Beschleunigungssensor und digitalen Kompass des Handys benutzt, um die Position, Orientierung sowie Ausrichtung des Gerätes zu messen. Solche Systeme beinhalten ein mathematisches Modell, welches die Information über die Kameraausrichtung und der GPS Positionierung des Handys verwendet, um Objekte aus der realen Welt auf das aufgenommene Bild des Gerätes zu projizieren. Der Kernpunkt dieser Arbeit stellt die konzeptionelle sowie formale Beschreibung eines solchen mathematischen Modells
dar.
AR Systeme benötigen Zugriff auf Datenquellen, um Objekte aus der realen Welt identifizieren zu können. Das Linked Open Data Projekt, welches eine enorme Menge an verlinkten Daten umfasst und auf offenen Standards und APIs basiert, stellt dabei eine verlockende Datenquelle für AR Systeme dar. Daher wird in dieser Arbeit die Exploitation von Linked Data Ressourcen in mobilen AR Systemen untersucht, um diese in AR Interfaces integrieren zu können. Die vorliegende Arbeit beinhaltet die Entwicklung einer mobilen AR Applikation, die in Echtzeit ausführbar ist und die es erlaubt Berge der realen Welt zu identifizieren. Das System greift auf Linked Data Ressourcen von zwei verschiedenen LOD Plattformen des Webs zu und konsolidiert (das Herausfiltern von identischen Ressourcen und das Zusammenführen dieser) und speichert die Ressourcen direkt auf dem Handy. Der Prototyp ist ausführbar, ohne dass eine permanente Netzwerkverbindung zu einer Serverumgebung besteht. Daher ist die präsentierte AR Applikation unabhängig von jeglicher serverseitigen Plattform. Der entwickelte Prototyp ist im Anhang dieser Arbeit auf einer CD zu finden.
Abstract
(Englisch)
Today's mobile phones (so-called ''smartphones'') present powerful platforms and can be used as gateway from the real to a virtual world. Therefore, they are an attractive target in the domain of mobile Augmented Reality (AR). The basic idea of AR is to mix the real with the virtual world by overlaying the user's field of view with digital information (virtual graphics) to describe the immediate physical environment. Thus, AR on mobile phones allows users to directly access information that is relevant to a specific place or monument at anytime and anywhere.
Currently, many mobile AR applications present client-server-based environments that make use of proprietary data formats and access restricted data sources. Furthermore, they may be based on a vision-based tracking system which includes hardware resource consuming image pattern algorithms that require permanent connection to a server-side platform and do not allow real-time execution on mobile phones. Thus, this work focuses on sensor-based tracking which relies on the GPS radio, accelerometer, and digital compass of a mobile device to determine the current position, orientation, and heading of the device. Sensor-based AR tracking systems include a mathematical model that uses the information of the camera pose and GPS location to project real-world objects into the captured view of the device. The main contribution of this thesis is the conceptual and formal description of such a mathematical model.
Furthermore, AR systems need access to data sources to be able to identify real-world objects. Therefore, the Linked Open Data (LOD) project which provides a huge amount of interlinked data and is based on open standards and APIs, presents an appealing data source for AR systems. In consequence, this work also investigates the exploitation of Linked Data resources for integrating them into mobile AR systems in order to visualize LOD resources in AR interfaces and to identify and describe real-world objects. We demonstrate the feasibility of the presented approach in this work through the development of a proof-of-concept AR application that runs in real-time and allows the identification of real-world mountains. The system fetches Linked Data resources from two different LOD sets of the Web and consolidates (filters duplicate resources and merges them) and stores the resources directly on the mobile phone, to finally visualize them onto the screen of the device. The prototype is executable without permanent network connection and therefore does not depend on any server-side platforms. We have attached a CD-ROM to this work that contains the developed prototype.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
augmented reality linked data data consolidation mobile AR computing sensor-based AR tracking location-based services
Schlagwörter
(Deutsch)
Augmented Reality Linked Data Datenkonsolidierung Mobile AR Computing Sensor-basierendes AR Tracking standortbezogene Dienste
Autor*innen
Silvia Fürst
Haupttitel (Englisch)
Integrating linked data in mobile augmented reality interfaces
Hauptuntertitel (Englisch)
development of a mobile AR mountain guide
Paralleltitel (Deutsch)
Integration von Linked Data in mobilen Augmented Reality Interfaces – Entwicklung eines mobilen AR Mountain Guides
Publikationsjahr
2012
Umfangsangabe
165 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Wolfgang Klas
AC Nummer
AC11153746
Utheses ID
23213
Studienkennzahl
UA | 066 | 935 | |