РЕФЕРАТ 2
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1 Основные понятия 8
1.1 Понятие и базовые принципы Internet of things 8
1.2 Понятие дополненной и виртуальной реальности 10
1.2.1 Дополненная реальность (AR) 10
2.1.1 Виртуальная реальность 11
1.3 Взаимодействие AR и интернета вещей 12
1.3.1 Взаимодействие в повседневной жизни 13
1.3.2 Взаимодействие в рамках индустрии 4.0 13
1.3.3 Роль AR в обработке больших данных 15
1.3.4 Выводы 15
1.4 Описание разрабатываемого приложения 16
1.4.1 Назначение 16
1.4.2 Устройства и оборудование 17
2 Разработка приложения 19
2.1 Сравнительный анализ стандартов, используемых в IoT 19
2.1.1 Стандартизация интернета вещей (IoT) 19
2.1.2 Архитектура интернета вещей (IoT) 21
2.1.3 Основные стандарты в IoT 24
2.1.4 Стандарт IEEE 802.15.4 24
2.1.5 Стандарт ZigBee 26
2.1.6 Стандарт 6LoWPAN 30
2.1.7 Стандарт WirelessHART 33
2.1.8 Выводы 36
2.2 Выбор метода построения дополненной реальности 37
2.3 Выбор среды проектирования 40
2.4 Настройка проекта в Unreal Engine 4 42
2.5 Создание объекта сцены 43
2.5.1 Class Actor 43
2.5.2 Blueprint Classes 44
2.5.3 Объекты, необходимые для работы 45
2.6 Написание функционала программы 47
2.6.1 Создание маркера 47
2.6.2 Логика привязки к реальному объекту 49
2.6.3 Создание пользовательского интерфейса 51
2.6.4 Привязка интерфейса к местоположению маркера 52
3 Тестирование приложения 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 57
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 59
Появление монитора как средства визуальной связи пользователя с управляющим устройством (компьютером), а также телевизионного приемника насчитывает историю в несколько десятилетий. По мере усовершенствования технической базы, улучшались средства записи и отображения информации, устройства становились компактнее и удобнее для потребителя. Стандартизация и миниатюризация процессоров привели к глубокому проникновению основанных на них цифровых устройств в повседневную жизнь человека, появились мобильные устройства, оснащаемые дисплеями, и наконец VR и AR устройства, которые используют виртуальную и дополненную реальность для отображения информации.
Основная идея таких устройств - наложение в поле зрения человека различного вида информации (2D и 3D графика, текст) и взаимодействие с этими объектами, их изменение и перемещение.
В стандартном представлении устройство отображения информации служит для отображения данных, передаваемых с клавиатуры, мыши или центрального процессора, то есть работает в связке с устройством ввода-вывода. Но некоторые VR и AR устройства уже сегодня не требуют наличия физического контроллера. Камеры, которыми оснащены устройства, работают для захвата движения. То есть используют технологию, основанную на захвате движения, для человеко-компьютерного взаимодействия.
Несмотря на удобство использования, интерфейсы дополненной и виртуальной реальности пока не получили массового распространения. Рост применения технологий сдерживает отсутствие платформы для работы в AR и VR окружении.
Решение этой задачи и определяет актуальность и практическую значимость данной работы. Целью данной работы является исследование технологии дополненной реальности и разработка интерфейса взаимодействия пользователя и устройства, которое является частью сети интернета вещей.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы был описан широкий спектр задач, которые пришлось решать в процессе разработки кроссплатформенного программного обеспечения.
Анализ решений в производственной сфере показал, что использование технологий виртуальной и дополненной реальности вместе с решениями интернета вещей позволяет сделать пространство более интеллектуальным и интерактивным, решая целый ряд проблем.
В отличии от стандартных решений для разработки приложений, использование движка Unreal Engine 4 позволяет в меньшей степени беспокоиться о доступности приложения под различные платформы.
Основное внимание в работе было уделено вопросам создания интерфейса виртуальной реальности и обмена данными по сети Интернет, а именно механизмам, на которые опирается большинство приложений дополненной реальности.
По итогу работы было предложено несколько программных модулей, которые могут найти широкое применение в разработке приложений для взаимодействия AR устройств и интернета вещей, самые основные из которых:
- создание маркера-привязки на основе картинки для получения данных о местоположении устройства в виртуальном пространстве, для последующего использования этих данных в модуле привязки интерфейса;
- модуль создания интерфейса, где осуществляется взаимодействие (репликация данных) между сервером и устройством клиента;
- модуль привязки интерфейса к полученному местоположению и обновления данных об устройстве в реальном времени.
Исходный код в данных модулях, как и blueprints удовлетворяют общепринятым требованиям к оформлению кода. Отдельные составляющие кода являются самостоятельными независимыми модулями.
Для работы и полноценного использования приложения не требуется регистрация или скачивание и установка дополнительного программного обеспечения.
Таким образом, цель работы была достигнута в полном объеме, а результатом работы является законченное клиентское приложение дополненной реальности, которое может скачать и установить любой пользователь операционных систем Android, iOS и Windows Hololens.
