Transcript Prezentacja z obrony pracy
Slide 1
PRACA MAGISTERSKA
Ireneusz BĄCZEWSKI
Automatyzacja identyfikacji informacji do sterowania
przestrzennego obiektami mobilnymi w technologii SIP
Promotor:
dr inż. Szymon Supernak
WARSZAWA 2013
Slide 2
PLAN PRACY
•
Wstęp
•
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID i ich przeznaczenie
•
Charakterystyka urządzeń akwizycji informacji do baz danych
•
Badanie potrzeb informacyjnych do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi
•
Koncepcja systemu informatycznego i technologii do sterowania przestrzennego obiektami
mobilnymi
•
Określenie wymagań funkcjonalnych do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi
w technologii SIP
•
Specyfikacja wymagań funkcjonalnych i pozafunkcjonalnych obiektów mobilnych
•
Analiza funkcjonalna systemu identyfikacji informacji i sterowania
•
Projekt bazy danych w technologii SIP
•
Projekt interfejsu użytkownika urządzenia do sterowania obiektem mobilnym
•
Podsumowanie i wnioski
2
Slide 3
Wstęp
•
Zakres pracy obejmuje wykorzystanie automatyzacji identyfikacji informacji do sterowania obiektami
mobilnymi w technologii SIP.
•
System Informacji Przestrzennej SIP jest systemem nadrzędnym nad Systemem Informacji
Geograficznej GIS (Geographic Information System).
•
Bez Systemu Informacji Przestrzennej niemożliwe byłoby zbudowanie systemu pozycjonowania
i nawigacji.
•
Większość popularnych systemów nawigacji opiera się na nawigacji satelitarnej.
•
Istnieje potrzeba stworzenia systemu nawigacji opartego na innym źródle informacji, niż pochodzące
ze sztucznych satelitów ziemi sygnały radiowe.
3
Slide 4
Wstęp cd.
•
Celem pracy jest zweryfikowanie następującej hipotezy roboczej:
Automatyzacja identyfikacji informacji umożliwia opracowanie systemu, który ułatwi
sterowanie obiektami mobilnymi w przestrzeni pozbawionej możliwości korzystania
z popularnych systemów nawigacji satelitarnej.
•
Do osiągnięcia założonego celu oraz do zbadania szczegółowych problemów zastosowano
następujące metody badawcze:
–
Metoda analizy, która posłużyła do analizy literatury przedmiotu.
–
Metoda syntezy, która pozwoliła na wyciągnięcie wniosków z literatury.
–
Metoda analogii, która umożliwiła porównanie istniejących rozwiązań.
–
Metoda modelowania, w której badanie modelu dało informacje na temat modelowanej rzeczywistości.
4
Slide 5
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID
i ich przeznaczenie
•
•
•
Kody kreskowe
–
Jednowymiarowe
–
Dwuwymiarowe
RFID
–
Aktywne
–
Pasywne
Karty elektroniczne i magnetyczne
–
Zbliżeniowe
–
Kontaktowe
•
Biometria
•
Rozpoznawanie pisma, głosu i obrazu
5
Slide 6
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID
i ich przeznaczenie cd.
•
Kody kreskowe
–
Jednowymiarowe
–
Dwuwymiarowe
6
Slide 7
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID
i ich przeznaczenie cd.
•
RFID
–
–
–
Źródło zasilania
•
Pasywne
•
Aktywne
•
Semiaktywne (zwane także semipasywnymi)
Rodzaj zapisu danych
•
RO (Read Only – tylko do odczytu)
•
WORM (Write Once Read Many – do jednokrotnego zapisu i wielokrotnego odczytu)
•
RW (Read Write – do wielokrotnego odczytu i zapisu)
Częstotliwość pracy
•
Niska
•
Średnia
•
Wysoka
7
Slide 8
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID
i ich przeznaczenie cd.
•
Karty elektroniczne i magnetyczne
–
–
–
Sposób zapisu danych
•
Tłoczone (zwane także wypukłymi)
•
Magnetyczne
•
Elektroniczne
Sposób komunikacji
•
Stykowe
•
Bezstykowe
Rodzaj wbudowanego układu scalonego
•
Karty pamięci
•
Karty procesorowe
8
Slide 9
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID
i ich przeznaczenie cd.
•
Biometria
–
–
Identyfikatory fizjologiczne
•
Obraz twarzy
•
Odciski palców
•
Geometria dłoni
•
Obraz tęczówki
Identyfikatory behawioralne
•
Podpis
•
Głos
9
Slide 10
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID
i ich przeznaczenie cd.
•
Rozpoznawanie pisma, głosu i obrazu
–
OMR (Optical Mark Recognition)
–
OCR (Optical Character Recogniotion)
•
ICR (Inteligent Character Recognition)
–
IWR (Inteligent Word Recognition)
–
Rozpoznawanie głosu
–
Rozpoznawanie mowy
–
•
Rozpoznawanie głosek
•
Rozpoznawanie słów
•
Rozpoznawanie mowy ciągłej
Rozpoznawanie obrazu
10
Slide 11
Charakterystyka urządzeń akwizycji informacji
do baz danych
•
•
Główne komponenty systemów typu DAS (Data Acquisition Systems)
–
sensory przetwarzające parametry fizyczne na sygnały elektryczne
–
obwody elektroniczne konwertujące sygnały sensorów do postaci, która może być zamieniona na wartości cyfrowe
–
przetworniki analogowo-cyfrowe zamieniające sygnał analogowy na cyfrowe wartości
Sposób odczytu danych
–
Mechaniczne
–
Optyczne
–
Magnetyczne
–
Elektryczne
–
Radiowe
11
Slide 12
Badanie potrzeb informacyjnych
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi
•
•
Otwarty układ sterowania
–
Urządzenie sterujące nie korzysta z informacji
o aktualnym stanie obiektu sterowania
–
Algorytm sterowania nie uwzględnia bieżących zmian,
jakie mogą zachodzić w sterowanym obiekcie
–
Może być mniej dokładny lub w ogóle może
nie doprowadzić do pożądanego stanu obiektu
Zamknięty układ sterowania
–
Sprzężenie zwrotne zapewnia przepływ informacji
od obiektu sterowania do urządzenia sterującego
–
Do sprawnego sterowania przestrzennego obiektami
mobilnymi niezbędny jest zamknięty układ sterowania
12
Slide 13
Badanie potrzeb informacyjnych
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
•
•
Najważniejsze źródła danych przestrzennych
–
Zdjęcia satelitarne
–
Zdjęcia lotnicze
–
Stereoskopowe zdjęcia naziemne
–
Odbiorniki systemu GPS
–
Zautomatyzowane stacje pomiarowe
–
Wyniki pomiarów geodezyjnych
–
Mapy
–
Dostępne w internecie geograficzne bazy danych
Relewancja
–
Ilość
–
Jakość
13
Slide 14
Badanie potrzeb informacyjnych
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
•
•
•
Funkcje systemu informacji przestrzennej
–
Wprowadzanie danych
–
Zarządzanie danymi
–
Przetwarzanie danych
–
Udostępnianie danych
Informacje wymagane do osiągnięcia celu
–
Początkowe położenie obiektu
–
Droga dotarcia do celu
–
Pożądane docelowe położenie obiektu
System jest użyteczny wtedy, kiedy zaspokaja potrzeby informacyjne użytkowników
14
Slide 15
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi
•
System dla niewielkiej grupy użytkowników. Ilość urządzeń wyznaczających położenie znacznie
przekroczy ilość urządzeń odczytujących je, dlatego urządzenia wyznaczające położenie powinny
być tanie a urządzenia odczytujące jako mniej liczne mogą być kosztowne.
•
Analiza
•
Modelowanie
•
Wariantowanie
15
Slide 16
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
START
•
Określanie bieżącego położenia
•
Wyznaczanie optymalnej trasy od bieżącego położenia do celu
•
Kierowanie zgodnie z wyznaczoną trasą
•
Informowanie o obiektach znajdujących się w najbliższym otoczeniu
•
Działanie w miejscach takich jak przejścia podziemne, dworce, lotniska, itp.
•
Łatwość obsługi
•
Przeznaczenie między innymi dla osób z dysfunkcją narządu wzroku
•
Niski koszt budowy i utrzymania
•
Interfejs w telefonie komórkowym
Podaj cel
NIE
Obliczenie trasy
TAK
Cel osiągnięty?
NIE
Trasa zgodna?
TAK
STOP
16
Slide 17
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
17
Slide 18
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
18
Slide 19
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
Od
Do
Waga
6
53
6
6
54
6
46
53
2
47
54
2
53
6
6
53
46
2
53
60
2
54
6
6
54
47
2
54
61
2
60
53
2
61
54
2
19
Slide 20
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
•
Kody kreskowe 1D
•
Kody kreskowe 2D
•
Aktywne RFID
•
Pasywne RFID
•
Karty magnetyczne
•
Karty elektroniczne stykowe
•
Karty elektroniczne bezstykowe
•
Biometria
•
Rozpoznawanie pisma głosu i obrazu
20
Slide 21
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
21
Slide 22
Określenie wymagań funkcjonalnych do sterowania
przestrzennego obiektami mobilnymi w technologii SIP
Cel informacyjny (Information)
•
Cel bodziec-reakcja (Stim-response)
s
•
żet
C za
Cel satysfakcji (Satisfaction)
d
Bu
•
Zakres
Jakość
22
Slide 23
Specyfikacja wymagań funkcjonalnych
i pozafunkcjonalnych obiektów mobilnych
•
Określanie bieżącego położenia użytkownika systemu
•
Informowanie o obiektach znajdujących się w najbliższym otoczeniu użytkownika systemu
•
Prezentacja aktualnej listy dostępnych celów
•
Wyznaczanie trasy od bieżącego położenia do celu wybranego z listy celów
•
Wyznaczanie trasy z uwzględnieniem preferencji i możliwości użytkownika
•
Wyznaczanie trasy z uwzględnieniem realnych i wirtualnych ścieżek oraz punktów uwagi
•
Prowadzenie użytkownika do wybranego celu poprzez wydawanie komend dotyczących dalszego
przebiegu wyznaczonej trasy
•
Ponowne wyznaczanie trasy w przypadku gdy użytkownik zboczy z poprzednio wyznaczonej trasy
•
Informowanie o osiągnięciu celu
•
Praca w trybie on-line i off-line
23
Slide 24
Specyfikacja wymagań funkcjonalnych
i pozafunkcjonalnych obiektów mobilnych cd.
24
Slide 25
Specyfikacja wymagań funkcjonalnych
i pozafunkcjonalnych obiektów mobilnych cd.
•
System powinien być funkcjonalny i łatwy w obsłudze również dla osób z dysfunkcją wzroku
•
Powinien pozwalać na zgromadzenie danych dotyczących obiektów takich jak dworzec, lotnisko, itp.
•
System powinien działać niezawodnie, tj. być gotowy do wykonywania wszystkich funkcji
•
Powinien pozwalać na obsługę za pomocą współcześnie produkowanych telefonów komórkowych
•
Komponenty systemu dostarczane powinny być zgodnie z wcześniej opracowanym harmonogramem
•
System wykonany powinien być w oparciu o SQLite z przestrzennym rozszerzeniem SpatiaLite
•
Komponenty powinny spełniać wymagania norm kompatybilności elektromagnetycznej (EMC)
•
Możliwość pobierania z zewnętrznych systemów danych dotyczących otoczenia
•
System nie powinien gromadzić danych dotyczących preferencji użytkownika, które nie są konieczne
•
System nie powinien przetwarzać ani gromadzić tzw. danych osobowych
•
Nie powinien przetwarzać ani gromadzić danych niejawnych w rozumieniu zgodnym z ustawą
25
Slide 26
Analiza funkcjonalna systemu identyfikacji informacji
i sterowania
•
Określenie architektury systemu informatycznego
•
Określenie aktorów, przypadków użycia i wyznaczenie granic systemu
•
Utworzenie funkcji dla każdego wyszczególnionego wcześniej wymagania funkcjonalnego
•
Określenie hierarchii utworzonych funkcji
•
Zaprojektowanie algorytmu
•
Określenie przepływu danych
•
Dekompozycja przepływu
26
Slide 27
Analiza funkcjonalna systemu identyfikacji informacji
i sterowania cd.
•
Warstwa danych odpowiadająca za rejestrowanie, przechowywanie
i udostępnianie danych. Opiera się o relacyjną bazę danych.
•
Warstwa logiki odpowiada za przetwarzanie danych i żądań
przychodzących od użytkowników.
•
Warstwa prezentacji, czyli będący stykiem pomiędzy systemem
a jego użytkownikami interfejs użytkownika.
27
Slide 28
Analiza funkcjonalna systemu identyfikacji informacji
i sterowania cd.
Antena
Użytkownik
Procesy
systemowe
Baza danych
28
Slide 29
Analiza funkcjonalna systemu identyfikacji informacji
i sterowania cd.
Antena
Numer znacznika
Numer znacznika
•
Odczyt numeru znacznika
•
Ustalenie identyfikatora znacznika
•
Określenie współrzędnych bieżącego położenia
•
Prezentacja listy dostępnych punktów docelowych
•
Wybór punktu docelowego
•
Obliczenie trasy
•
Prezentacja przebiegu trasy
ID znacznika
Odczyt
znacznika
Znaczniki
ID znacznika
ID znacznika
Określenie
położenia
Punkty
Bieżące położenie
Współrzędne punktu
Dostępne punkty
Przebieg trasy
Dostępne punkty
Wyznaczanie
trasy
Trasa
Przebieg trasy
Określenie celu
Dostępne odcinki
Odcinki
Początek i cel
Interfejs
użytkownika
Dostępne odcinki
Przebieg trasy
Obliczanie
ścieżki
Kolejność odcinków
Kolejność odcinków
Sieć
29
Slide 30
Projekt bazy danych w technologii SIP
•
Typ obiektu (w tym przypadku LineString
posiadający zawsze tylko dwa punkty,
początkowy StartPoint i końcowy EndPoint)
•
Współrzędne geograficzne punktów obiektu
(StartPoint i EndPoint)
•
SRID
30
Slide 31
Projekt bazy danych w technologii SIP cd.
•
Powstaje sieć w postaci tabeli o tej samej
nazwie z przyrostkiem „_net”
•
SQLite/SpatiaLite pozwala na wyznaczenie
najkrótszej (lub najmniej kosztownej) trasy
poprzez zwykłe zapytanie SQL
•
W warunkach selekcji wystarczy podać
punkt początkowy (NodeFrom)
oraz punkt końcowy (NodeTo)
31
Slide 32
Projekt bazy danych w technologii SIP cd.
•
Nieregularny kształt wynika
z nieprecyzyjnego określenia
współrzędnych geograficznych
•
Różnice pomiędzy faktycznym
wymaganym kątem i obliczonym
kompensowane będą przez
przyjętą tolerancję
•
Kąty te to różnice azymutów
32
Slide 33
Projekt bazy danych w technologii SIP cd.
33
Slide 34
Projekt interfejsu użytkownika urządzenia
do sterowania obiektem mobilnym
•
Zawróć
•
Ponowne obliczanie trasy
•
Za x metrów skręć w lewo
•
Teraz skręć w lewo a następnie skręć w lewo
•
Teraz skręć w lewo a następnie idź prosto
•
Teraz skręć w lewo a następnie skręć w prawo
•
Teraz skręć w lewo a następnie cel zostanie osiągnięty
•
Idź prosto x metrów
•
Idź dalej prosto a następnie skręć w lewo
•
Idź dalej prosto a następnie idź prosto
•
Idź dalej prosto a następnie skręć w prawo
•
Idź dalej prosto a następnie cel zostanie osiągnięty
•
Za x metrów skręć w prawo
•
Teraz skręć w prawo a następnie skręć w lewo
•
Teraz skręć w prawo a następnie idź prosto
•
Teraz skręć w prawo a następnie skręć w prawo
•
Teraz skręć w prawo a następnie cel zostanie osiągnięty
•
Za x metrów cel zostanie osiągnięty
•
Cel został osiągnięty
34
Slide 35
Podsumowanie i wnioski
•
W pracy wykazano, że nawigacja rozpoczyna się od określenia aktualnego położenia, aby następnie
wytyczyć drogę do wyznaczonego celu. Z tego powodu zaczęto od zbadania możliwości określania
położenia poprzez automatyzację identyfikacji informacji.
•
Na przykładzie modelu dworca kolejowego Warszawa Centralna zbadano działanie algorytmów
obliczania najkrótszej lub najmniej kosztownej ścieżki i dokonano wyboru algorytmu Dijkstry.
•
Wykonano projekt interfejsu użytkownika
•
Głównym celem funkcjonalnym pracy było przedstawienie rozwiązań technicznych i opracowanie
koncepcji systemu, pozafunkcjonalnym celem było, aby system ten mógł być pomocny przede
wszystkim dla osób z dysfunkcją wzroku, tzn. niewidomych i słabowidzących. Oba cele zostały
osiągnięte.
•
Zawartość całej pracy, wyniki przeprowadzonych analiz i płynące z nich wnioski udowadniają
założenia postawionej we wstępie hipotezy roboczej. Automatyzacja identyfikacji informacji
umożliwia opracowanie systemu, który ułatwi sterowanie obiektami mobilnymi w przestrzeni
pozbawionej możliwości korzystania z popularnych systemów nawigacji satelitarnej.
35
Slide 36
Dziękuję za uwagę!
36
PRACA MAGISTERSKA
Ireneusz BĄCZEWSKI
Automatyzacja identyfikacji informacji do sterowania
przestrzennego obiektami mobilnymi w technologii SIP
Promotor:
dr inż. Szymon Supernak
WARSZAWA 2013
Slide 2
PLAN PRACY
•
Wstęp
•
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID i ich przeznaczenie
•
Charakterystyka urządzeń akwizycji informacji do baz danych
•
Badanie potrzeb informacyjnych do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi
•
Koncepcja systemu informatycznego i technologii do sterowania przestrzennego obiektami
mobilnymi
•
Określenie wymagań funkcjonalnych do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi
w technologii SIP
•
Specyfikacja wymagań funkcjonalnych i pozafunkcjonalnych obiektów mobilnych
•
Analiza funkcjonalna systemu identyfikacji informacji i sterowania
•
Projekt bazy danych w technologii SIP
•
Projekt interfejsu użytkownika urządzenia do sterowania obiektem mobilnym
•
Podsumowanie i wnioski
2
Slide 3
Wstęp
•
Zakres pracy obejmuje wykorzystanie automatyzacji identyfikacji informacji do sterowania obiektami
mobilnymi w technologii SIP.
•
System Informacji Przestrzennej SIP jest systemem nadrzędnym nad Systemem Informacji
Geograficznej GIS (Geographic Information System).
•
Bez Systemu Informacji Przestrzennej niemożliwe byłoby zbudowanie systemu pozycjonowania
i nawigacji.
•
Większość popularnych systemów nawigacji opiera się na nawigacji satelitarnej.
•
Istnieje potrzeba stworzenia systemu nawigacji opartego na innym źródle informacji, niż pochodzące
ze sztucznych satelitów ziemi sygnały radiowe.
3
Slide 4
Wstęp cd.
•
Celem pracy jest zweryfikowanie następującej hipotezy roboczej:
Automatyzacja identyfikacji informacji umożliwia opracowanie systemu, który ułatwi
sterowanie obiektami mobilnymi w przestrzeni pozbawionej możliwości korzystania
z popularnych systemów nawigacji satelitarnej.
•
Do osiągnięcia założonego celu oraz do zbadania szczegółowych problemów zastosowano
następujące metody badawcze:
–
Metoda analizy, która posłużyła do analizy literatury przedmiotu.
–
Metoda syntezy, która pozwoliła na wyciągnięcie wniosków z literatury.
–
Metoda analogii, która umożliwiła porównanie istniejących rozwiązań.
–
Metoda modelowania, w której badanie modelu dało informacje na temat modelowanej rzeczywistości.
4
Slide 5
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID
i ich przeznaczenie
•
•
•
Kody kreskowe
–
Jednowymiarowe
–
Dwuwymiarowe
RFID
–
Aktywne
–
Pasywne
Karty elektroniczne i magnetyczne
–
Zbliżeniowe
–
Kontaktowe
•
Biometria
•
Rozpoznawanie pisma, głosu i obrazu
5
Slide 6
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID
i ich przeznaczenie cd.
•
Kody kreskowe
–
Jednowymiarowe
–
Dwuwymiarowe
6
Slide 7
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID
i ich przeznaczenie cd.
•
RFID
–
–
–
Źródło zasilania
•
Pasywne
•
Aktywne
•
Semiaktywne (zwane także semipasywnymi)
Rodzaj zapisu danych
•
RO (Read Only – tylko do odczytu)
•
WORM (Write Once Read Many – do jednokrotnego zapisu i wielokrotnego odczytu)
•
RW (Read Write – do wielokrotnego odczytu i zapisu)
Częstotliwość pracy
•
Niska
•
Średnia
•
Wysoka
7
Slide 8
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID
i ich przeznaczenie cd.
•
Karty elektroniczne i magnetyczne
–
–
–
Sposób zapisu danych
•
Tłoczone (zwane także wypukłymi)
•
Magnetyczne
•
Elektroniczne
Sposób komunikacji
•
Stykowe
•
Bezstykowe
Rodzaj wbudowanego układu scalonego
•
Karty pamięci
•
Karty procesorowe
8
Slide 9
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID
i ich przeznaczenie cd.
•
Biometria
–
–
Identyfikatory fizjologiczne
•
Obraz twarzy
•
Odciski palców
•
Geometria dłoni
•
Obraz tęczówki
Identyfikatory behawioralne
•
Podpis
•
Głos
9
Slide 10
Przegląd wybranych systemów klasy Auto ID
i ich przeznaczenie cd.
•
Rozpoznawanie pisma, głosu i obrazu
–
OMR (Optical Mark Recognition)
–
OCR (Optical Character Recogniotion)
•
ICR (Inteligent Character Recognition)
–
IWR (Inteligent Word Recognition)
–
Rozpoznawanie głosu
–
Rozpoznawanie mowy
–
•
Rozpoznawanie głosek
•
Rozpoznawanie słów
•
Rozpoznawanie mowy ciągłej
Rozpoznawanie obrazu
10
Slide 11
Charakterystyka urządzeń akwizycji informacji
do baz danych
•
•
Główne komponenty systemów typu DAS (Data Acquisition Systems)
–
sensory przetwarzające parametry fizyczne na sygnały elektryczne
–
obwody elektroniczne konwertujące sygnały sensorów do postaci, która może być zamieniona na wartości cyfrowe
–
przetworniki analogowo-cyfrowe zamieniające sygnał analogowy na cyfrowe wartości
Sposób odczytu danych
–
Mechaniczne
–
Optyczne
–
Magnetyczne
–
Elektryczne
–
Radiowe
11
Slide 12
Badanie potrzeb informacyjnych
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi
•
•
Otwarty układ sterowania
–
Urządzenie sterujące nie korzysta z informacji
o aktualnym stanie obiektu sterowania
–
Algorytm sterowania nie uwzględnia bieżących zmian,
jakie mogą zachodzić w sterowanym obiekcie
–
Może być mniej dokładny lub w ogóle może
nie doprowadzić do pożądanego stanu obiektu
Zamknięty układ sterowania
–
Sprzężenie zwrotne zapewnia przepływ informacji
od obiektu sterowania do urządzenia sterującego
–
Do sprawnego sterowania przestrzennego obiektami
mobilnymi niezbędny jest zamknięty układ sterowania
12
Slide 13
Badanie potrzeb informacyjnych
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
•
•
Najważniejsze źródła danych przestrzennych
–
Zdjęcia satelitarne
–
Zdjęcia lotnicze
–
Stereoskopowe zdjęcia naziemne
–
Odbiorniki systemu GPS
–
Zautomatyzowane stacje pomiarowe
–
Wyniki pomiarów geodezyjnych
–
Mapy
–
Dostępne w internecie geograficzne bazy danych
Relewancja
–
Ilość
–
Jakość
13
Slide 14
Badanie potrzeb informacyjnych
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
•
•
•
Funkcje systemu informacji przestrzennej
–
Wprowadzanie danych
–
Zarządzanie danymi
–
Przetwarzanie danych
–
Udostępnianie danych
Informacje wymagane do osiągnięcia celu
–
Początkowe położenie obiektu
–
Droga dotarcia do celu
–
Pożądane docelowe położenie obiektu
System jest użyteczny wtedy, kiedy zaspokaja potrzeby informacyjne użytkowników
14
Slide 15
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi
•
System dla niewielkiej grupy użytkowników. Ilość urządzeń wyznaczających położenie znacznie
przekroczy ilość urządzeń odczytujących je, dlatego urządzenia wyznaczające położenie powinny
być tanie a urządzenia odczytujące jako mniej liczne mogą być kosztowne.
•
Analiza
•
Modelowanie
•
Wariantowanie
15
Slide 16
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
START
•
Określanie bieżącego położenia
•
Wyznaczanie optymalnej trasy od bieżącego położenia do celu
•
Kierowanie zgodnie z wyznaczoną trasą
•
Informowanie o obiektach znajdujących się w najbliższym otoczeniu
•
Działanie w miejscach takich jak przejścia podziemne, dworce, lotniska, itp.
•
Łatwość obsługi
•
Przeznaczenie między innymi dla osób z dysfunkcją narządu wzroku
•
Niski koszt budowy i utrzymania
•
Interfejs w telefonie komórkowym
Podaj cel
NIE
Obliczenie trasy
TAK
Cel osiągnięty?
NIE
Trasa zgodna?
TAK
STOP
16
Slide 17
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
17
Slide 18
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
18
Slide 19
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
Od
Do
Waga
6
53
6
6
54
6
46
53
2
47
54
2
53
6
6
53
46
2
53
60
2
54
6
6
54
47
2
54
61
2
60
53
2
61
54
2
19
Slide 20
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
•
Kody kreskowe 1D
•
Kody kreskowe 2D
•
Aktywne RFID
•
Pasywne RFID
•
Karty magnetyczne
•
Karty elektroniczne stykowe
•
Karty elektroniczne bezstykowe
•
Biometria
•
Rozpoznawanie pisma głosu i obrazu
20
Slide 21
Koncepcja systemu informatycznego i technologii
do sterowania przestrzennego obiektami mobilnymi cd.
21
Slide 22
Określenie wymagań funkcjonalnych do sterowania
przestrzennego obiektami mobilnymi w technologii SIP
Cel informacyjny (Information)
•
Cel bodziec-reakcja (Stim-response)
s
•
żet
C za
Cel satysfakcji (Satisfaction)
d
Bu
•
Zakres
Jakość
22
Slide 23
Specyfikacja wymagań funkcjonalnych
i pozafunkcjonalnych obiektów mobilnych
•
Określanie bieżącego położenia użytkownika systemu
•
Informowanie o obiektach znajdujących się w najbliższym otoczeniu użytkownika systemu
•
Prezentacja aktualnej listy dostępnych celów
•
Wyznaczanie trasy od bieżącego położenia do celu wybranego z listy celów
•
Wyznaczanie trasy z uwzględnieniem preferencji i możliwości użytkownika
•
Wyznaczanie trasy z uwzględnieniem realnych i wirtualnych ścieżek oraz punktów uwagi
•
Prowadzenie użytkownika do wybranego celu poprzez wydawanie komend dotyczących dalszego
przebiegu wyznaczonej trasy
•
Ponowne wyznaczanie trasy w przypadku gdy użytkownik zboczy z poprzednio wyznaczonej trasy
•
Informowanie o osiągnięciu celu
•
Praca w trybie on-line i off-line
23
Slide 24
Specyfikacja wymagań funkcjonalnych
i pozafunkcjonalnych obiektów mobilnych cd.
24
Slide 25
Specyfikacja wymagań funkcjonalnych
i pozafunkcjonalnych obiektów mobilnych cd.
•
System powinien być funkcjonalny i łatwy w obsłudze również dla osób z dysfunkcją wzroku
•
Powinien pozwalać na zgromadzenie danych dotyczących obiektów takich jak dworzec, lotnisko, itp.
•
System powinien działać niezawodnie, tj. być gotowy do wykonywania wszystkich funkcji
•
Powinien pozwalać na obsługę za pomocą współcześnie produkowanych telefonów komórkowych
•
Komponenty systemu dostarczane powinny być zgodnie z wcześniej opracowanym harmonogramem
•
System wykonany powinien być w oparciu o SQLite z przestrzennym rozszerzeniem SpatiaLite
•
Komponenty powinny spełniać wymagania norm kompatybilności elektromagnetycznej (EMC)
•
Możliwość pobierania z zewnętrznych systemów danych dotyczących otoczenia
•
System nie powinien gromadzić danych dotyczących preferencji użytkownika, które nie są konieczne
•
System nie powinien przetwarzać ani gromadzić tzw. danych osobowych
•
Nie powinien przetwarzać ani gromadzić danych niejawnych w rozumieniu zgodnym z ustawą
25
Slide 26
Analiza funkcjonalna systemu identyfikacji informacji
i sterowania
•
Określenie architektury systemu informatycznego
•
Określenie aktorów, przypadków użycia i wyznaczenie granic systemu
•
Utworzenie funkcji dla każdego wyszczególnionego wcześniej wymagania funkcjonalnego
•
Określenie hierarchii utworzonych funkcji
•
Zaprojektowanie algorytmu
•
Określenie przepływu danych
•
Dekompozycja przepływu
26
Slide 27
Analiza funkcjonalna systemu identyfikacji informacji
i sterowania cd.
•
Warstwa danych odpowiadająca za rejestrowanie, przechowywanie
i udostępnianie danych. Opiera się o relacyjną bazę danych.
•
Warstwa logiki odpowiada za przetwarzanie danych i żądań
przychodzących od użytkowników.
•
Warstwa prezentacji, czyli będący stykiem pomiędzy systemem
a jego użytkownikami interfejs użytkownika.
27
Slide 28
Analiza funkcjonalna systemu identyfikacji informacji
i sterowania cd.
Antena
Użytkownik
Procesy
systemowe
Baza danych
28
Slide 29
Analiza funkcjonalna systemu identyfikacji informacji
i sterowania cd.
Antena
Numer znacznika
Numer znacznika
•
Odczyt numeru znacznika
•
Ustalenie identyfikatora znacznika
•
Określenie współrzędnych bieżącego położenia
•
Prezentacja listy dostępnych punktów docelowych
•
Wybór punktu docelowego
•
Obliczenie trasy
•
Prezentacja przebiegu trasy
ID znacznika
Odczyt
znacznika
Znaczniki
ID znacznika
ID znacznika
Określenie
położenia
Punkty
Bieżące położenie
Współrzędne punktu
Dostępne punkty
Przebieg trasy
Dostępne punkty
Wyznaczanie
trasy
Trasa
Przebieg trasy
Określenie celu
Dostępne odcinki
Odcinki
Początek i cel
Interfejs
użytkownika
Dostępne odcinki
Przebieg trasy
Obliczanie
ścieżki
Kolejność odcinków
Kolejność odcinków
Sieć
29
Slide 30
Projekt bazy danych w technologii SIP
•
Typ obiektu (w tym przypadku LineString
posiadający zawsze tylko dwa punkty,
początkowy StartPoint i końcowy EndPoint)
•
Współrzędne geograficzne punktów obiektu
(StartPoint i EndPoint)
•
SRID
30
Slide 31
Projekt bazy danych w technologii SIP cd.
•
Powstaje sieć w postaci tabeli o tej samej
nazwie z przyrostkiem „_net”
•
SQLite/SpatiaLite pozwala na wyznaczenie
najkrótszej (lub najmniej kosztownej) trasy
poprzez zwykłe zapytanie SQL
•
W warunkach selekcji wystarczy podać
punkt początkowy (NodeFrom)
oraz punkt końcowy (NodeTo)
31
Slide 32
Projekt bazy danych w technologii SIP cd.
•
Nieregularny kształt wynika
z nieprecyzyjnego określenia
współrzędnych geograficznych
•
Różnice pomiędzy faktycznym
wymaganym kątem i obliczonym
kompensowane będą przez
przyjętą tolerancję
•
Kąty te to różnice azymutów
32
Slide 33
Projekt bazy danych w technologii SIP cd.
33
Slide 34
Projekt interfejsu użytkownika urządzenia
do sterowania obiektem mobilnym
•
Zawróć
•
Ponowne obliczanie trasy
•
Za x metrów skręć w lewo
•
Teraz skręć w lewo a następnie skręć w lewo
•
Teraz skręć w lewo a następnie idź prosto
•
Teraz skręć w lewo a następnie skręć w prawo
•
Teraz skręć w lewo a następnie cel zostanie osiągnięty
•
Idź prosto x metrów
•
Idź dalej prosto a następnie skręć w lewo
•
Idź dalej prosto a następnie idź prosto
•
Idź dalej prosto a następnie skręć w prawo
•
Idź dalej prosto a następnie cel zostanie osiągnięty
•
Za x metrów skręć w prawo
•
Teraz skręć w prawo a następnie skręć w lewo
•
Teraz skręć w prawo a następnie idź prosto
•
Teraz skręć w prawo a następnie skręć w prawo
•
Teraz skręć w prawo a następnie cel zostanie osiągnięty
•
Za x metrów cel zostanie osiągnięty
•
Cel został osiągnięty
34
Slide 35
Podsumowanie i wnioski
•
W pracy wykazano, że nawigacja rozpoczyna się od określenia aktualnego położenia, aby następnie
wytyczyć drogę do wyznaczonego celu. Z tego powodu zaczęto od zbadania możliwości określania
położenia poprzez automatyzację identyfikacji informacji.
•
Na przykładzie modelu dworca kolejowego Warszawa Centralna zbadano działanie algorytmów
obliczania najkrótszej lub najmniej kosztownej ścieżki i dokonano wyboru algorytmu Dijkstry.
•
Wykonano projekt interfejsu użytkownika
•
Głównym celem funkcjonalnym pracy było przedstawienie rozwiązań technicznych i opracowanie
koncepcji systemu, pozafunkcjonalnym celem było, aby system ten mógł być pomocny przede
wszystkim dla osób z dysfunkcją wzroku, tzn. niewidomych i słabowidzących. Oba cele zostały
osiągnięte.
•
Zawartość całej pracy, wyniki przeprowadzonych analiz i płynące z nich wnioski udowadniają
założenia postawionej we wstępie hipotezy roboczej. Automatyzacja identyfikacji informacji
umożliwia opracowanie systemu, który ułatwi sterowanie obiektami mobilnymi w przestrzeni
pozbawionej możliwości korzystania z popularnych systemów nawigacji satelitarnej.
35
Slide 36
Dziękuję za uwagę!
36