Содержание 2
Введение 4
Постановка задачи 6
Обзор литературы 7
Глава 1. Существующие решения 8
1.1. Решения от популярных картографических сервисов 8
1.2. Коммерческие решения 10
Глава 2. Технологии и алгоритмы 11
2.1. Использование беспроводных технологий 11
2.1.1 Камера 11
2.1.2 Инфракрасное излучение и ультразвук 11
2.1.3 Wi-Fi 12
2.1.4 Bluetooth 12
2.1.5 RFID и NFC 14
2.1.6 GNSS (GPS, ГЛОНАСС) 15
2.1.7 Инерциальная навигация (ИНС) 15
2.1.8 Магнитометрия 16
2.2. Определение расстояния с помощью RSSI 16
2.3. Трилатерация 17
2.4. Алгоритмы сглаживания и фильтрации данных 19
2.4.1 Сглаживание методом скользящего среднего 19
2.4.2 Фильтр Калмана 20
Глава 3. Реализация 22
3.1. Выбор технологий 22
3.2 Структура приложения 23
3.3 Определение координат 24
3.3.1. Расчет расстояния 24
3.3.2. Идентификация маяка и получение координат 27
3.4 Промежуточные результаты 28
3.5 Сглаживание и фильтрация данных 29
3.6 Упрощение алгоритма трилатерации 31
Глава 4. Обзор работы приложения 33
4.1 Результаты работы приложения 33
4.2 Последующее развитие сервиса 34
Выводы 35
Заключение 36
Список литературы 37
Приложение 39
На сегодняшний день сложно представить свою жизнь без использования навигационных сервисов. Навигация стала неотъемлемой частью нашей жизни и используется повсеместно начиная от обычных пешеходов, таксистов, служб доставки и заканчивая авиацией, военной и космической промышленностью. Благодаря развитию мобильных технологий, связи и активным внедрением глобальных спутниковых систем, таких как GPS или ГЛОНАСС, навигационные сервисы стали доступны любому человеку в любое время и практически в любом месте. Но, если попытаться применить подобные системы позиционирования внутри помещений, где сигнал от вышек сотовой связи или спутников может быть очень слабым или отсутствовать вовсе, можно столкнуться с неизбежными задержками и большими погрешностями в определении местоположения.
На рынке навигационных услуг в 2013 году экспертами была замечена тенденция на спонсирование сервисов для навигации внутри помещений. Это связано с растущим спросом на создание сервисов indoor-навигации, который по мнению экспертов в ближайшее время будет продолжать расти [1].
Для большинства организаций проблема создания системы для навигации внутри помещений стоит очень остро. Зачастую такие организации располагаются в нескольких зданиях, имеющих очень сложную и запутанную структуру. Для посетителей и персонала использование навигационного сервиса может значительно облегчить процесс поиска и построения маршрута до нужной точки на карте. Администрация же дополнительно получает возможность собирать информацию о местоположении пользователей и использовать ее для оптимизации работы.
На данный момент на рынке навигационных сервисов уже существует множество компаний, предлагающих свои услуги по созданию и развертыванию подобных систем, однако до сих пор не существует какого-либо единого и наилучшего подхода для определения координат пользователя внутри помещений. Периодически появляются решения, применяющие не используемые ранее подходы. Примером может послужить компания IndoorAtlas [2], которая внедряет технологии, основанные на обнаружении магнитных аномалий, для решения задачи навигации внутри помещений.
По итогам работы был создан прототип приложения, позволяющего определять координаты мобильного устройства в помещении с точностью до 2 метров без использования спутниковых навигационных систем и мобильной связи. Представлен ряд предложений для дальнейшей работы по улучшению сервиса.
Все поставленные задачи были выполнены в полном объеме, цели были достигнуты.
