Участник:GeraltFromRivia/Diploma work 3 — различия между версиями

Материал из Викиконспекты
Перейти к: навигация, поиск
(Новая страница: «== Ссылки == * [http://openbooks.ifmo.ru/ru/collections_article/2426/virtualnaya_rekonstrukciya_trapeznoy_fedorovskogo_gorodka_v_carskom_sele.html openbooks...»)
 
м (→‎См. также)
 
(не показано 5 промежуточных версий 2 участников)
Строка 1: Строка 1:
 +
= Мысли и идеи по дипломной работе =
 +
 +
Главная идея:
 +
{{Определение
 +
|definition = Реализовать приложение на основе дополненной или виртуальной реальности для реконструкции культурных наследий России на примере трапезной Федоровского городка в Царском Селе
 +
}}
 +
 +
На данный момент уже есть реализованная 3D модель трапезной. Требуется разработать, спроектировать и написать ПО, которое будет воплощать в реальность все эти идеи.
 +
 +
Есть куча вариантов, как производить indoor-навигацию для точного распознавания местоположения устройства в пространстве, и множество из них уже наверняка было реализовано на ФКТиУ для роботехники.
 +
Поэтому нужно придумать, в чем будет изюминка нашей разработки. Будет ли она в точности или "правильном" смешении нескольких технологий для более плавного распознавания. Будет ли это оптическое позиционирование с дополненной реальностью, или любое другое для виртуальной реальности.
 +
 +
== Техническая реализация ==
 +
 +
Существует ряд технологических платформ и алгоритмов для отслеживания положения объектов в реальном времени. Часть из них применима к системам определения положения внутри зданий.
 +
* GPS
 +
Старый добрый GPS, к огромному сожалению, не работает, когда не видны спутники. Да и точность — метры.
 +
Всем знаком, есть в каждом смартфоне. Можно поставить ретрансляторы GPS сигнала, но стоимость решения будет заоблачной.
 +
* Позиционирование по сотовым сетям
 +
Точность оставляет желать лучшего даже в районах с высокой плотностью базовых станций.
 +
* Инерциальные системы
 +
Стары как мореплавание. В них используется модель движения человека: если мы знаем, где были, в какую сторону и как быстро двигались, то можно рассчитать, где мы оказались через некоторое время.
 +
Сейчас это достигается с помощью гироскопов и акселерометров смартфона. К плюсами данного решения можно отнести автономность и отсутствие привязки к внешней инфраструктуре.
 +
Минусы — необходимость знать начальную точку, со временем накапливающаяся погрешность и потребность сверяться с другим источником данных, например, GPS.
 +
* WiFi/Bluetooth локация
 +
Трилатерация на базе Wi-Fi/Bluetooth передатчиков.
 +
Потенциально очень хорошие варианты для телефонов и для точности до нескольких метров, потому что не требуют ничего дополнительно, кроме того, что уже есть в телефоне.
 +
Вкупе с инерциальными системами внутри телефонов и другими дополнительными данными, скорее всего, достигнут точности меньше метра на практике.
 +
Каждый год в Барселоне на MWC показывают разработки — и каждый год очень интересно. Для того, чтобы вести человека в торговом центре к полке с товаром — очень недурно.
 +
Для робота, пожалуй, маловато. Ему нужны сантиметры, чтобы не сшибать стены и створки дверей. Плюс чаще всего нужна предварительная калибровка помещения, размещения.
 +
И, конечно, радио не требует прямой видимости — это большой плюс.
 +
* Радиокарта или “цифровые отпечатки” сигналов Wi-Fi/Bluetooth
 +
Местоположение вычисляется путем сравнения измеряемых в реальном времени мощностей сигнала от окружающих Wi-Fi/BLE точек с заранее измеренными значениями, привязанными к карте помещения.
 +
Плюсы такие же, как и в случае с трилатерацией. Недостатки – точность около 5 метров, необходимость предварительного обучения системы.
 +
* Оптическая локация
 +
Было несколько стартапов, которые предварительно сканировали помещения, а потом по картинке, например, потолка c фронтальной камеры смартфона, определяли местоположение.
 +
Интересно, но требует съемки помещения и пока не попадалось полноценной реализации.
 +
* Магнитометрия
 +
Навигация по магнитному полю с помощью компаса смартфона.
 +
Есть примеры успешных применений, но решение требует предварительной калибровки в помещении и слишком подвержено влиянию металла и магнитов.
 +
* Лидар:
 +
Точно. Красиво. Дорого. Если не дорого, то не очень удобно. Нужно сканировать. А скан — это механика. Это куда сложнее и сразу менее надежно и еще дороже.
 +
Но в целом это очень хороший датчик, если он подходит для задач и если уметь им управляться. И не нужны маяки. Можно сразу отправляться в путь в неизвестность.
 +
Как вариант — простейшие измерители расстояния на ИК сенсорах. Или более сложные — с постоянными лазерами или сканирующими лазерами и камерами.
 +
Тоже варианты. Но свои ограничения, подобные ограничениям лидаров.
 +
* Ultra-wide band (UWB):
 +
Очень круто. Скорее всего, рано или поздно будет хорошо работать. Подтянется полупроводниковая технология. Цены упадут.
 +
Как-то решится вопрос со стабильностью, фазовыми шумами, ограничением по спектральной плотности излучаемого сигнала в 41.3 dBm/MHz. Но пока как-то не очень получается заказать готовые компоненты.
 +
* GSM локация
 +
* Ультразвуковая идентификация и локация
 +
* RFID идентификация и локация
 +
 
== Ссылки ==
 
== Ссылки ==
 
* [http://openbooks.ifmo.ru/ru/collections_article/2426/virtualnaya_rekonstrukciya_trapeznoy_fedorovskogo_gorodka_v_carskom_sele.html openbooks.ifmo.ru — Виртуальная реконструкция трапезной Федоровского городка в Царском Селе]
 
* [http://openbooks.ifmo.ru/ru/collections_article/2426/virtualnaya_rekonstrukciya_trapeznoy_fedorovskogo_gorodka_v_carskom_sele.html openbooks.ifmo.ru — Виртуальная реконструкция трапезной Федоровского городка в Царском Селе]
−
* http://www.studfiles.ru/dir/cat14/subj266/file9092/view94463/page2.html
+
* [http://www.myshared.ru/slide/649210/ myshared.ru — Задачи Создание комплекса 4Р-БПЛА для решения задачи навигации в закрытых помещениях]
 +
* [https://habrahabr.ru/company/sap/blog/267433/ habrahabr.ru — Indoor навигация и позиционирование]
 +
* [https://habrahabr.ru/post/245325/ habrahabr.ru — Навигация в помещениях с iBeacon и ИНС]
 +
* [https://habrahabr.ru/post/254361/ habrahabr.ru — Indoor «GPS» с точностью +-2см]
 +
 
 +
== См. также ==
 +
* [https://en.wikipedia.org/wiki/Indoor_positioning_system wikipedia.org — Indoor навигация и её использование]
 +
* [https://github.com/Serentiny/Unity/blob/master/Дипломная%20работа.docx Результаты дипломной работы]

Текущая версия на 14:30, 5 августа 2017

Мысли и идеи по дипломной работе

Главная идея:

Определение:
Реализовать приложение на основе дополненной или виртуальной реальности для реконструкции культурных наследий России на примере трапезной Федоровского городка в Царском Селе


На данный момент уже есть реализованная 3D модель трапезной. Требуется разработать, спроектировать и написать ПО, которое будет воплощать в реальность все эти идеи.

Есть куча вариантов, как производить indoor-навигацию для точного распознавания местоположения устройства в пространстве, и множество из них уже наверняка было реализовано на ФКТиУ для роботехники. Поэтому нужно придумать, в чем будет изюминка нашей разработки. Будет ли она в точности или "правильном" смешении нескольких технологий для более плавного распознавания. Будет ли это оптическое позиционирование с дополненной реальностью, или любое другое для виртуальной реальности.

Техническая реализация

Существует ряд технологических платформ и алгоритмов для отслеживания положения объектов в реальном времени. Часть из них применима к системам определения положения внутри зданий.

  • GPS
Старый добрый GPS, к огромному сожалению, не работает, когда не видны спутники. Да и точность — метры.
Всем знаком, есть в каждом смартфоне. Можно поставить ретрансляторы GPS сигнала, но стоимость решения будет заоблачной.
  • Позиционирование по сотовым сетям
Точность оставляет желать лучшего даже в районах с высокой плотностью базовых станций.
  • Инерциальные системы
Стары как мореплавание. В них используется модель движения человека: если мы знаем, где были, в какую сторону и как быстро двигались, то можно рассчитать, где мы оказались через некоторое время.
Сейчас это достигается с помощью гироскопов и акселерометров смартфона. К плюсами данного решения можно отнести автономность и отсутствие привязки к внешней инфраструктуре.
Минусы — необходимость знать начальную точку, со временем накапливающаяся погрешность и потребность сверяться с другим источником данных, например, GPS.
  • WiFi/Bluetooth локация
Трилатерация на базе Wi-Fi/Bluetooth передатчиков.
Потенциально очень хорошие варианты для телефонов и для точности до нескольких метров, потому что не требуют ничего дополнительно, кроме того, что уже есть в телефоне.
Вкупе с инерциальными системами внутри телефонов и другими дополнительными данными, скорее всего, достигнут точности меньше метра на практике.
Каждый год в Барселоне на MWC показывают разработки — и каждый год очень интересно. Для того, чтобы вести человека в торговом центре к полке с товаром — очень недурно.
Для робота, пожалуй, маловато. Ему нужны сантиметры, чтобы не сшибать стены и створки дверей. Плюс чаще всего нужна предварительная калибровка помещения, размещения.
И, конечно, радио не требует прямой видимости — это большой плюс.
  • Радиокарта или “цифровые отпечатки” сигналов Wi-Fi/Bluetooth
Местоположение вычисляется путем сравнения измеряемых в реальном времени мощностей сигнала от окружающих Wi-Fi/BLE точек с заранее измеренными значениями, привязанными к карте помещения.
Плюсы такие же, как и в случае с трилатерацией. Недостатки – точность около 5 метров, необходимость предварительного обучения системы.
  • Оптическая локация
Было несколько стартапов, которые предварительно сканировали помещения, а потом по картинке, например, потолка c фронтальной камеры смартфона, определяли местоположение.
Интересно, но требует съемки помещения и пока не попадалось полноценной реализации.
  • Магнитометрия
Навигация по магнитному полю с помощью компаса смартфона.
Есть примеры успешных применений, но решение требует предварительной калибровки в помещении и слишком подвержено влиянию металла и магнитов.
  • Лидар:
Точно. Красиво. Дорого. Если не дорого, то не очень удобно. Нужно сканировать. А скан — это механика. Это куда сложнее и сразу менее надежно и еще дороже.
Но в целом это очень хороший датчик, если он подходит для задач и если уметь им управляться. И не нужны маяки. Можно сразу отправляться в путь в неизвестность.
Как вариант — простейшие измерители расстояния на ИК сенсорах. Или более сложные — с постоянными лазерами или сканирующими лазерами и камерами.
Тоже варианты. Но свои ограничения, подобные ограничениям лидаров.
  • Ultra-wide band (UWB):
Очень круто. Скорее всего, рано или поздно будет хорошо работать. Подтянется полупроводниковая технология. Цены упадут.
Как-то решится вопрос со стабильностью, фазовыми шумами, ограничением по спектральной плотности излучаемого сигнала в 41.3 dBm/MHz. Но пока как-то не очень получается заказать готовые компоненты.
  • GSM локация
  • Ультразвуковая идентификация и локация
  • RFID идентификация и локация

Ссылки

См. также

Источник — «http://neerc.ifmo.ru/wiki/index.php?title=Участник:GeraltFromRivia/Diploma_work_3&oldid=61874»