Idee der Augmented Reality data glasses

Die AR data glasses sind ein modulares Front-End-System. Der Anwender kann die Datenbrille nach seinen Anforderungen hinsichtlich der Hard- und Software selbst konfigurieren und somit im eigenen Prozess optimal einbinden.

Vorteile des modularen Systems

  • Datenbrillenmodule können an verschiedene Träger wie Kopfbänder, Schutzhelme, Stoßkappen, Schutzbrillen usw. angebracht werden
  • Automatische Anpassung an jede Kopfgröße
  • Geringes Gewicht mit ca. 200g in der Konfiguration Kopfband
  • Ergonomischer bequemer Sitz während der ganzen Tragedauer
  • Kein integrierter Prozessor, somit keine erhöhte Wärmerzeugung und Leistungsaufnahme
  • Hardwaremodule selbst konfigurierbar, z.B. keine Kamera-Hardware für Umgebungen mit erhöhter Geheimhaltung
  • Minimale Betriebszeit von 8 Stunden
  • Durch Standardschnittstellen wie Wi-Fi oder Bluetooth mit fast allen Reicheneinheiten kombinierbar.
    • z.B. Tablets, Smartphones, Smartwatches, PCs oder Steuerrechner
  • Datenbrille unabhängig vom Betriebssystem koppelbar z.B. Windows, Android, iOS, Linux etc.
  • Alle Optiken sind transparent (see-through)
  • Helligkeit der virtuellen Informationen und Sonnenschutz durch Nutzer selbst konfigurierbar
  • Field of View (Blickfeldgröße) von 20° bis 40°vom Nutzer selbst konfigurierbar
  • Dioptrien-Anpassung der Datenbrillen Optik durch Nutzer selbst möglich
  • Lizenzfreie Basis Software z.B. zur Erstellung von Workflows, Lehranweisungen oder Skype mit der Datenbrille
  • Geringe Kosten. Für weniger als 1000€ kann eine einzelne Datenbrille mit der Basis-Software bezogen werden
  • Für größere Abnahmemengen können günstiger Volumenpreise angeboten werden

Probleme bisher verfügbarer Datenbrillen

  • Keine Möglichkeit, die Datenbrille hinsichtlich des Field of View, der virtuellen Helligkeit und der Aufnahme an verschiedenen Trägern anzupassen
  • Für Brillenträger meistens nicht geeignet
  • Wärmeentwicklung an der empfindlichen Kopfhaut
  • Kleine Akkus ermöglichen oft nur eine Betriebszeit von ca. 2 Stunden
  • Komplexe an ein einfaches Lesebrillen-Gestell montierte Elemente wie Prozessor, Akku, Optik und Mechaniken reduzieren die Robustheit
  • Datenbrillen mit integriertem Prozessor ermöglichen kein Hardwareupgrade, somit sind Prozessor und Betriebssystem nach kurzer Zeit veraltet
  • Datenbrillen mit integriertem Prozessor werden aus der IT-Sichtweise als autarke Rechner betrachtet und erfordern zusätzlichen Administrationsaufwand
  • Datenbrillen mit integriertem Prozessor sind stark personalisiert und hinterlassen digitale Spuren wie Browser-Historie, Pausenzeiten, Kamerauaufnahmen etc.

Konzeption der „Augmented Reality data glasses“

Die Grundidee dieser Produktlinie ist ein modulares Baukastensystem, welches über Standard-Datenschnittstellen mit jedem beliebigen Rechensystem unabhängig vom Betriebssystem zusammenarbeiten kann. Die modularen Komponenten können mechanisch an verschiedene Träger wie z.B. Kopfbänder, Schutzhelme oder Stoßkappen in verschiedenen Konfigurationen angebracht werden. Die Hauptkomponente ist das Datenbrillen-Modul, dieses besteht aus einer Bluetooth-Elektronik (ohne Rechner), welche wie ein Headset mit jedem beliebigen Computer betriebssystemunabhängig verbunden werden kann. Über ein standardisiertes Bluetooth-Protokoll werden dann die in der Datenbrille darzustellenden Informationen empfangen. Am Displaymodul können Durchsicht-Optiken mit verschiedenen Bildvergrößerungen (Field of View FOV) angebracht werden. Der Nutzer kann somit selbst für die Anwendung das ideale FOV sowie die Transparenz der Datenbrille konfigurieren. Durch eine Langlochjustierung und eine Kugelgelenkaufnahme der Optik besitzt das Modul mehrere Freiheitsgrade, um für jeden Anwender mit oder ohne Brille die Datenbrillen-Optik in die richtige Durchblickposition zu bringen. Das Optikmodul ermöglicht ebenfalls eine Anpassung der Dioptrien. Das Kameramodul ist eine eigenständige Kamera mit WLAN-Schnittstelle. Die Kamera kann unabhängig vom Datenbrillenmodul betrieben werden und über eine P2P-Verbindung direkt mit einem Computer verbunden oder als Client in ein vorhandenes WLAN-Netzwerk als IP-basiertes Gerät integriert werden. Vom Kameramodul können über Standard-Datenschnittstellen entweder einzelne Bilder oder ein Video-Audio-Datenstrom abgerufen werden. Es ist somit z.B. unproblematisch über Skype ein Audio-Video-Chat zu starten. Ein Akkumodul versorgt das Datenbrillen- und Kameramodul mit Energie und ist so ausgelegt, dass eine minimale Betriebszeit von 8h erreicht wird.

Einbindung in die IT-Struktur

Die Systemkonzeption der Augmented Reality data glasses ermöglicht eine Entkopplung zwischen Datenbrille und fest integriertem Computersystem. Durch die Standard-Funkanbindungen entsteht eine nicht störende kabellose Kommunikation zwischen Datenbrille und Computersystem. Von Vorteil ist, dass die IT-Administration vertraute bzw. zertifizierte Computer- bzw. Betriebssystem-Distributionen einsetzen kann und nur diese administrieren muss. Abhängig vom Use Case gibt es verschieden mögliche Computereinheiten. Die einfachste Möglichkeit ist z.B. für eine Logistikanwendung die Ankopplung von Datenbrillen- und Kameramodul an eine Smartwatch. Die Tasten der Smartwatch können z.B. zur robusten Nutzereingabe verwendet werden. Ebenfalls kann ein Smartphone, Tablet oder Desktop-PC als Applikationsrechner eingesetzt werden.

 

Auszeichnung der AR Datennbrille als Best of 2018 in der Kategorie Hardware

Innovationspreis Mittelstand Best of

Datenbrille mit kleinem Prisma an einer Kopfbandaufnahme

AR data glasses Kopfband

Datenbrillenmodul am Schutzhelm

Helmet Glass der GESIS mbH

AR Datenbrille am Kopfband montiert

Augmented Reality data glasses

AR data glasses an Stoßkappe montiert

Datenbrille an Stoßkappe

Helmet Glass @ Feuerwehr-Helm

Datenbrille an ballistischer Schutzbrille

Behörden Datenbrille

Bilderläuterung der Datenbrillenfunktionen

Funktionsbeschreibung der AR data glasses

Anwender konfiguriert die Optik der Datenbrille selbst

Konfiguration von Optik und Transparenz

Datenbrille auch für kleine Kopfgrößen geeignet