Ни для кого не секрет, что технологии indoor-позиционирования в настоящее время активно развиваются по всему миру. Они нужны во многих крупных помещениях: аэропортах, торговых центрах, гипермаркетах, конгрессно-выставочных площадках, складах и заводах. Взрыв интереса к BLE-биконам и их новые возможности позволяют сделать навигацию внутри помещений еще более привлекательной и нужной.

IMG_955011

Где?

Одно из первых российских приложений с навигацией внутри помещений по Wi-Fi точкам и BLE биконам было реализовано в апреле на форуме Навитех 2014 в Экспоцентре.

Технология

Сама технология навигации для платформ Android/iOS основана на BLE-биконах, Wi-Fi точках и внутренних датчиках смартфона (акселерометр, магнитометр, гироскоп, барометр), которые позволяют оценивать передвижения пользователя даже в тех местах, где недоступен радиосигнал маячков.

Необходимость использования BLE-маяков связана с политикой Apple в ограничении использования информации о Wi-Fi сетях в мобильных приложениях (плюс в карму Гугла).

С помощью прилагаемого к маячкам SDK, биконы были настроены на более высокую мощность излучения (4дбМ) и частоту передачи данных 2 Гц. В таком режиме дальность действия маяка достигает 50 метров, но при этом до полугода сокращается время жизни. Следует отметить, что для навигационных алгоритмов, используемых в приложении, знание местоположения маячков не обязательно (в отличие от методов трилатерации, например). Более точные методы позиционирования основаны на так называемом предварительном этапе «обучения»,  который состоит в измерении и аккумулировании приходящих от биконов сигналов в некотором множестве точек карты в течение непродолжительного периода времени.

Подготовка

Для развертывания системы навигации на территории проведения форума было установлено 130 BLE-биконов (в среднем по одному бикону на каждые 100 м2), которых, к слову говоря, после деинсталляции осталось всего 110 (куда делись остальные до сих пор остается загадкой). На инсталляцию системы ушёл 1 день, правда, потрудиться пришлось много.

При «обучении» карты сигналы были сняты примерно в 250 точках, равномерно покрывающих площадь выставки. Время снятия сигнала в каждой точке - примерно 10-15 секунд. Для этого использовалось мобильное приложение на ОС Android.

После развешивания маяков и снятия карты, было проведено полное тестирование программы, чтобы установить возможные проблемы в таком большом и сложном по структуре помещении. Отдельно была проверена корректная смена этажей, построение маршрутов, и главное – сама навигация. Проблема в том, что в помещениях вроде выставок, где постоянно убирается, добавляется и перемещается огромное количество стендов и других препятствий, первоначально снятая карта сигналов может сильно искажаться, что может негативно влиять на качество позиционирования. В своих  алгоритмах мы используем SLAM (Simultaneous Location and Mapping) подход, суть которого состоит в автоматическом обучении и изменении первоначальной карты, за счёт информации о сигналах, получаемой от пользователей.

Неудачи

Без проблем, к сожалению, не обошлось. Для отрисовки векторной карты на iOS мы использовали библиотеку SVGKit, которая жутко глючила при переключении этажей и изменении размеров, из-за чего всё впечатление от навигации портилось.

Демонстрация

Вывеска при входе с QR-кодом предлагала установить приложение на iOS- или Android-девайсах, скачав из соответствующих магазинов. При открытии приложения всплывали окошки с пошаговой инструкцией по пользованию приложением.

Несколько базовых кнопок: навигация по 1 и 2 этажу 8 павильона, общий фотопоток (возможность сделать фото и выложить его в приложение), информация о мероприятии.

В приложении отрисованы схемы 1 и 2 этажа всего Экспоцентра с выделенными залами, в которых проходит сама конференция. Положение пользователя с мобильным устройством отображается черной точкой с кружком, обозначающим область, в которой может находится мобильное устройство.

Возможно переключение карты между этажами. При перемещении на другой этаж карта этажей сменяется автоматически. Доступна функция “проложить маршрут” от текущего положения до необходимой точки.

Google Glass на десерт

Перед самой выставкой разработчики напряглись и портировали Android приложение на Google Glass. К слову, KitKat для Glass вышел совсем недавно. В новой версии Android управление очками, субъективно, улучшилось, чего нельзя сказать о ресурсе батарейки.

Вместо заключения

Результат превзошёл наши ожидания – на точность навигации не повлияли изменения геометрии павильонов (спасибо самообучающимся алгоритмам) и довольно большое количество людей на выставке. Протестировать приложение на Google Glass выстраивалась очередь, из-за чего очки всё время были на зарядке и даже захват НЛО 20% биконов на смог омрачить результат).
Опубликовано:
Oksana Bespalova