Hoe maakt Navteq 3D-kaarten?

Kaartenmaker Navteq start in 2012 met een nieuwe manier om onze wereld te digitaliseren. Met behulp van een soort laserkanon wordt het voortaan mogelijk om te navigeren in een uiterst gedetailleerde 3D-wereld.

Onze collega"s van PC Magazine brachten een bezoek aan het Europese hoofdkantoor van Navteq in Eindhoven. Daar gunde men hen niet alleen een blik achter de schermen van ‘s werelds grootste kaartenmaker, ze mochten ook meerijden met een wagen die gebruikt wordt om het wegennet te digitaliseren. Dat blijkt nog steeds een hele klus omdat het behoorlijk wat menselijke interactie vereist.

Tijdens het rijden worden er immers voortdurend commando’s doorgegeven aan de registratiesoftware. Op basis van wat de bijzitter waarneemt, worden verkeersborden en verkeerssituaties geïnterpreteerd. Waarnemingen kunnen zowel rechtstreeks in het systeem ingegeven worden via een touchscreen (bijvoorbeeld een snelheidsbeperking) als via de stem, waarbij de audio achteraf wordt geanalyseerd.

Er worden ook frontale camerabeelden gemaakt, maar die dienen alleen als referentie. Uit een gesprek met de bestuurders blijkt dat vooral snelheidsaanduidingen regelmatig veranderen, en daarnaast maakt men van kruispunten vaak rotondes. In elk geval worden al die data bij thuiskomst in het centrale systeem gestopt en vervolgens verwerkt door een gespecialiseerd team.

Dat team heeft ook contacten met de (lokale) overheid en het is bijvoorbeeld op de hoogte van tijdelijke wegenwerken. Daarnaast is er nog de reisinformatie van de gebruikers van Navteq-kaarten. Zo kan het gebeuren dat er in sommige Afrikaanse landen plots een heleboel gebruikers over een onbestaande weg lijken te rijden.

Voor Navteq is dat het signaal om de situatie ter plekke te gaan bekijken. Op die manier kan het navigatiebedrijf vier keer per jaar een grote update van zijn kaarten uitbrengen.

Laserbeelden
Vandaag is het mogelijk om op 2D-kaarten 3D-objecten (bijvoorbeeld gebouwen) te plaatsen, waar vervolgens aan verschillende kanten foto’s aan worden geplakt. Toch blijft dat redelijk abstract en kan het veel gedetailleerder. Er zijn dan ook plannen om in 2012 wereldwijd zo’n 45 gespecialiseerde auto’s te gaan inzetten die zijn uitgerust met een Lidar-systeem.

Lidar, ofwel Light Detection And Ranging of Laser Imaging Detection And Ranging, is een technologie die de afstand tot een object of oppervlak bepaalt door middel van laserpulsen. De techniek is vergelijkbaar met radar, al werkt dat met radiogolven in plaats van licht.

De afstand tot het object of het oppervlak wordt bepaald door de tijd te meten tussen het uitzenden van een puls en het opvangen van een reflectie van die puls. De technologie bestaat al langer, maar Navteq zegt dat zijn variant de omgeving in 360 graden kan scannen, in tegenstelling tot de 90 graden van andere systemen.

Naast de Lidar-technologie bevat de wagen ook verschillende camera’s die continu en vanuit verschillende hoeken beelden maken.

Deze cameratechnologie is afkomstig van Microsoft. Door het combineren van deze informatie kan er een natuurgetrouwe digitale versie van een wegennetwerk en zelfs een volledige stad gemaakt worden. Lidar pikt zowat alle objecten in het straatbeeld op. Het registreert hoe de gevel van gebouwen eruitziet, waar het voetpad zich bevindt of waar de bomen en zelfs vuilbakken staan.

Het kan verkeersborden herkennen, het aantal rijstroken scannen en registreren hoe hoog een brug is. Deze nieuwe generatie van navigatieauto’s betekent ook dat menselijke interactie nauwelijks nodig is: verkeersborden worden volautomatisch herkend en aan de database toegevoegd.

In totaal kunnen zo’n 400 parameters aan een bepaald traject worden toegewezen, al geeft men bij Navteq toe dat op dit moment niet al die parameters even goed worden herkend.

Streetside
Het is geen toeval dat Navteq hiervoor samenwerkt met Microsoft. Navteq is immers eigendom van Nokia en nu die laatste het mobiele besturingssysteem van Microsoft adopteerde voor zijn aankomende smartphones, zijn het dikke vrienden.

Microsoft had al Bing Maps – waarvoor de kaartinformatie van Navteq kwam – en een Google Street View-kloon genaamd Streetside. Die lijken op termijn te zullen opgaan in Navteq en, belangrijker, de Nokia Drive-navigatiesoftware. Met die laatste wil Nokia zich onderscheiden van andere Windows Phone-fabrikanten, al is de kans reëel dat Microsoft daar een stokje voor steekt.

Meer info
De gedigitaliseerde 3D-wereld is nog maar het begin. Bedoeling is om daar nog verschillende lagen aan toe te voegen. Het aantal points of interest bijvoorbeeld wordt niet alleen groter, maar kan ook veel meer informatie bevatten. De camera’s op de wagens hebben immers zo’n hoge resolutie dat ze zelfs de menukaart van een restaurant kunnen registreren wanneer die buiten aan de deur hangt.

Een andere informatielaag is die van het openbaar vervoer. Zo kunnen gebruikers van navigatiesoftware voor de auto naadloos overschakelen naar trein, tram of bus. Voor het echter zover is, moeten er op lokaal niveau nog heel wat afspraken gemaakt worden.