TROUT GmbH

Real3DAM

Übersicht

Im Projekt Real3DAM (Reales 3D-Air Traffic Monitoring) wird in Kooperation mit dem Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut für Nachrichtentechnik aus Berlin eine autostereoskopische 3D-Darstellung des Luftverkehrs im Kontrollbereich eines Flughafens entwickelt. Link zum Projekt

Für das neuartige Infotainmentsystem wird zum einen eine neue Applikation entwickelt, die die Flugzeugbewegungen im Luftraum um den Flughafen in einer für Fluggäste attraktiven und unterhaltsamen Weise aufbereitet und in 3D-Modellen darstellt. Zum anderen erhält diese Anwendung völlig neue Ein- und Ausgabeschnittstellen in Form eines autostereoskopisches Displays zur brillenlosen räumlichen Wahrnehmung des Bildinhaltes sowie Auswahl- und Steuerungsmöglichkeiten in der 3D-Szene, die von den Benutzern berührungslos z.B. durch die Ausführung von Handgesten durchgeführt werden.

Die Visualisierungen sollen als Infotainmentanwendungen mit den Ausprägungen eines Multi-Viewers und eines Single-Viewers laufen.

Das Multi-Viewer-System wird mit ausreichend großen Displays ausgestattet, die es mehreren Betrachtern erlauben, die stereoskopischen Visualisierungen zu betrachten. Außerdem enthält das Multi-Viewer-System Komponenten zur Erfassung der berührungslosen Interaktion. Dargestellt werden soll hier eine Übersicht der Luftraumsituation.

Das Single-Viewer-System beinhaltet ein kleineres Display und ebenfalls Komponenten zur Erfassung der berührungslosen Interaktion. Es wird so gestaltet, dass dieses System durch einen einzelnen Nutzer optimal verwendet werden kann. Visualisiert werden sollen auf dem Single-Viewer-System u.a. detailliertere Informationen zu einem zuvor ausgewählten Luftfahrzeug.

Motivation

Flughäfen zählen, allein schon auf Grund von Sicherheitsaspekten, zu den Standorten mit einer der modernsten IT-Infrastrukturen. Dies trifft beispielsweise auf Flugleit­systeme, Personenkontroll-Software und Buchungs- oder Gepäckabwicklungssysteme zu. Informationssysteme für Fluggäste und ihre Begleitpersonen haben oft am Technologie-Fortschritt nicht in demselben Maß partizipiert. Das lokale Informationsmanagement für Reisende besteht seit Jahrzehnten aus einem kaum veränderten Mix aus Infoständen, Lautsprecheransagen und Textanzeigetafeln (hauptsächlich Arrivals und Departures Boards).

Es besteht eine zunehmende Diskrepanz zwischen dem gebotenen und von Flughafengästen erwarteten und benötigtem Informationsumfang und der verwendeten echtzeitfähigen Informationsmittel.

Ein zweiter Aspekt bestimmt zunehmend die Entwicklung von Zivilflughäfen: Unabhängig vom Primärziel des Flugreisens entwickeln sie sich – ähnlich wie Bahnhöfe – zu exklusiven 24-Stunden-Shopping-Centern, die sich in ihrem Angebot stark auf den Premiumsektor fokussieren. Im Wettbewerb mit Kaufhäusern in den Großstädten werden Flughäfen daher verstärkt über attraktive Mehrwerte nachdenken müssen, wie neue, auch nicht-reisende Zielgruppen erfolgreich angesprochen werden können und wie das Umsatzpotential der wartenden Fluggäste besser ausgeschöpft werden kann. Hier sind neue Infotainmentsysteme gefragt, die besonders unerwünschte Wartezeiten in informative und unterhaltsame Momente verwandeln. Einerseits besteht eine ideale Ausgangssituation, da die potentiellen Kunden anwesend sein müssen und oft die Zeit mit sinnarmen Wartetätigkeiten totschlagen. Andererseits ist die Erwartungshaltung und Anforderung an kreative Alternativen hoch, da es einen Rollenwandel vom passiven Warten hin zum aktiven Erleben und Ausprobieren erfordert.

Lösungsstrategie

Die Lösung soll entsprechend dem oben genannten u.a. folgenden Anforderungen genügen:

  • Sie soll mehr multimediale Information für Flughafenbesucher anbieten.
  • Dies soll auf attraktive und unterhaltsame Art und Weise geschehen.
  • Fluggäste sollen dabei nicht mehr nur passiv Information aufnehmen, sondern (inter-)aktiv ihre Wunschdaten selbst aussuchen.
  • Der Informationsabruf soll in spielerischer Form geschehen, die in ihrem „Joy of Use“ eine hohen hedonistische Qualität besitzt.
  • Die Lösung soll mit überschaubarem Gesamtaufwand erreichbar sein und vorerst bestehende Systemen ergänzen, ohne eine spätere Komplettmigration auszuschließen.
Eigenschaften des Systems

Um diese Ziele zu erreichen, entwickeln das HHI und die TROUT GmbH im Rahmen des Real3DAM-Projektes gemeinschaftlich ein neuartiges interaktives Flughafen-3D-Infotainmentsystem, das sich durch folgende Merkmale auszeichnet:

  • Die aktuelle Flugsituation wird als animierte 3D-Szene dargestellt und durch Zusatzinformationen wie z.B. Flugzeugdaten oder Videos angereichert. Diese Präsentation könnte die zentrale Anzeigetafel um neue, innovative visuelle Präsentationsformen ergänzen.
  • Die Darstellung erfolgt auf hochattraktiven autostereoskopischen 3D-Displays, als erster Schritt aber evtl. auch auf großen 2D-Displays oder –Projektionen.
  • Die Lösung ist hinsichtlich der Nutzeranzahl skalierbar: Große Bildschirme für mehrere gleichzeitige Betrachter und kleine für einen Nutzer.
  • Die Flughafengäste können sich - alternativ oder ergänzend zu der vorhandenen allgemeinen und an alle gerichtete Wiedergabe von Flugdaten - ihre spezifische Information individuell aussuchen. Hierzu muss eine Interaktionsmöglichkeit für Benutzereingaben geschaffen werden. Klassische Tastaturen und „Mäuse“ nützen sich aber beim Einsatz im öffentlichen Raum schnell ab, Touchscreens werden oft als unhygienisch empfunden. Daher wollen wir die Eingabe über eine berührungslose Steuerung, teilweise unter Einsatz von Gesten, realisieren.

Das avisierte Infotainment soll zukünftig im öffentlich zugänglichen Teil von Flughäfen positioniert werden, nützliche und unterhaltsame An- und Abreisedaten visualisieren und damit die Wartezeit sinnvoll überbrücken wie auch nicht-reisende Zielgruppen zum Besuch eines Flughafens animieren.

Ergänzend zur eigentlichen Fluginformation können Informationen über weitere am Flughafen verfügbare Dienstleistung und Einkaufsmöglichkeiten angeboten werden.

Visualisierung und Interaktion

Als Kern des Infotainmentsystems wird eine animierte 3D-Darstellung des Flughafens, des ihn umgebenden Luftraums und der darin befindenden Flugzeuge erstellt. Diese Darstellung soll aus den bereits bestehenden professionellen SW-Applikationen abgeleitet werden, die von der TROUT GmbH zurzeit vermarktet werden.  Diese Anwendungen (3DAM Civil, 3D-CMT) sind in der Lage, Flugbewegungen und andere flugbezogenen Daten zu messen, auszuwerten und darzustellen. Hieraus soll eine „Laienvariante“ entwickelt werden, die viele nur für Experten relevante Daten weglässt oder anders visualisiert, aber auch vielfältige, für den Fluggast relevante Information hinzufügt. Auch muss die gesamte Anwendung für Benutzereingaben geöffnet werden und situatives Feedback umgesetzt werden.

Weiterhin erfolgt durch das HHI eine Neu- und Weiterentwicklung autostereoskopischer Displays für den vorgestellten Anwendungsbereich, d.h. Displays, die das stereoskopische Sehen ohne zusätzliche Hilfsmittel wie z.B. Polarisationsbrillen für mehrere Personen im Bereich des Flughafens ermöglichen. Ausgangspunkt für diese Fragestellung sind die vom HHI seit vielen Jahren entwickelten autostereoskopischen Bildschirme, für die jedoch wesentliche Neuerungen und Zusatzfunktionen entwickelt werden müssen.

Das Konzept der berührungslosen Interaktion startet mit den entsprechenden kamera-basierten Handtracking-Technologien, die am HHI in den vergangenen Jahren entwickelt wurden. Davon ausgehend müssen intuitive Bedienmetaphern (z.B. Gesten, Rückmeldungen und Dialoge) entwickelt und evaluiert werden, die für die geplanten Anwendungsszenarios und die zukünftige Nutzergruppe geeignet sind. Die technologische Herausforderung liegt in den hohen Ansprüchen an die Erkennungsgeschwindigkeit, Fehlerfreiheit und Verfahrens-Robustheit unter Alltagsbedingungen am Zielstandort sowie der Usability für ungeübte Benutzer, die in der Regel wenig Zeit zum Erlernen der Bedienung haben.

Umsetzung

Die folgenden Graphiken zeigen Screenshots aus der als Basis der Entwicklung verwendeten Graphik-Engine.

 
Flyer
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