Фгбоу во мгту «станкин», г. Москва



Скачать 49.25 Kb.
Дата12.11.2016
Размер49.25 Kb.
Просмотров124
Скачиваний0


Расширение возможностей информационной среды образовательного учреждения на основе применения гибридных программных технологий

Ковшов Е.Е.1 (e.kovshov@stankin.ru),
Кравцов В.А.2 (viacheslav.kravtsov@gmail.com),
Шемякина Е.В.3 (shemyakina.ev@sch1021.ru)


1ФГБОУ ВО МГТУ «СТАНКИН», г.Москва; 2ЗАО «РБОТ», г.Москва;
3ГБОУ Школа №1021, г.Москва


Аннотация

Рассматриваются вопросы расширения возможностей информационной среды образовательного учреждения на основе комплексирования методов сервисно-ориентированной архитектуры, облачных технологий, интернета вещей, дополненной реальности, технологии Bluetooth-меток, и иных способов навигации в больших замкнутых пространствах как людей, так и мобильных ассистивных роботов. Освещаются подходы к повышению качества навигации и коммуникаци с одновременным снижением затрат на построение специальной инфраструктуры за счёт применения гибридных программных и инфокоммуникационных технологий.

Информационая среда современного образовательного учреждения - это программно-телекоммуникационная среда, основанная на использовании средств вычислительной техники и обеспечивающая единое информационное пространство, технологии извлечения информации и ее пополнения для всех участников образовательного процесса. Основной целью формирования информационной образовательной среды является информационная поддержка учебного процесса, управления учебным заведением на основе различных критериев, получение всеми участниками образовательного процесса данных о его ходе и результатах.

Новым трендом в быстро развивающейся информационной инфраструктуре общества стало понятие «гибридная информационная среда». Гибридная среда — это система традиционных и облачных сервисов, которые используют как специализированные каналы связи, так и публичный интернет-доступ. Гибридная информационная среда приобретает сегодня популярность за счет распространения услуг «as-a-service» (SaaS, PaaS, IaaS и т. п.) и ее внедрение рассматривается как следующий шаг к оптимизации и эффективному использованию информационных технологий.

Одним из наиболее значимых моментов реализации информационной среды образовательного учреждения является разработка интеллектуальных средств ориентации и навигации в стенах этого учреждения. Следует отметить, что ориентация как людей, так и мобильных ассистивных роботов в больших замкнутых пространствах на сегодняшний день является весьма актуальной задачей. Так, например, в современных учреждениях различного профиля и уровня предоставления образовательных услуг, подчас, непросто найти требуемую аудиторию или конференц-зал, особенно, попав туда в первый раз.

Привычная и хорошо работающая на открытых пространствах система глобального позиционирования – GPS, работает с трудом в помещениях из-за сильного затухания радиосигнала, что обуславливает необходимость создания надежной, недорогой, качественной и эффективной системы навигации и позиционирования внутри помещений с использованием гибридных программных технологий, а также - интернета вещей (IoT) [1].

Одна из важнейших задач, стоящих перед обществом – обеспечение безбарьерной среды для слабовидящих и слепых людей. Для многих из них перемещение в помещениях, особенно незнакомых, превращается в серьезное испытание. Существующие способы решения проблемы требуют либо создания дорогостоящей инфраструктуры, либо разработки специализированного, довольно дорогого носимого компьютерного устройства [2].

Сегодня подобного рода разработки сосредоточены на создании специализированных инфраструктурных решений, обеспечивающих достаточно высокую точность позиционирования, но повышающих как стоимость подготовки среды, так и стоимость самого мобильного робота [3]. Большинство существующих методов навигации внутри помещений работают по принципу GPS, используя радиосигнал от имеющихся или специально установленных радио источников. В качестве таковых используются Wi-Fi и Bluetooth-сети. Wi-Fi точки доступа, как правило, уже имеются в инфраструктуре зданий и, значит, не увеличивают расходы на создание опорной коммуникационной сети. Для развертывания Bluetooth-сетей сейчас используются небольшие автономные радиомаячки (iBeacon) [4], работающие по стандарту Bluetooth 4.0 LE от элемента питания, заряда которого хватает до 3 лет непрерывной работы. Установленные на стенах в коридорах зданий в местах, отмеченных на карте/плане, маячки обеспечивают позиционирование для мобильных устройств - смартфонов и планшетных ПК, которые могут использоваться как людьми, так и ассистивными мобильными роботами, с помощью специального программного обеспечения (ПО) [5].

Принимаемый от маячков периодический сигнал, содержащий различные идентификаторы и величину мощности сигнала, не позволяет точно определить расстояние до маячка, позиционирование с помощью стандартных методов триангуляции и трилатерации дают высокую ошибку, и относительно точное определение координат возможно только в непосредственной близости от маячка [6]. Для достижения приемлемой точности позиционирования, в числе прочего, используется AR-технология (технология дополненной реальности) в части получения информации от QR-маркеров.

В качестве технологии, которая может существенно улучшить качество indoor-позиционирования, предлагается комплексный метод на основе iBeacon с AR-технологией и информацией от инерциальной системы, вычисляемой на основе сенсоров и датчиков мобильного устройства, которая сохраняется в облаке посредством взаимодействия интернет-вещей. На базе indoor-навигации в настоящий момент разрабатываются приложения, основанные на геолокации - положении человека в пространстве (Local Base Services - LBS). Среди них наибольшего внимания заслуживают геотаркетинг (geotargeting) и геомаркетинг (geomarketing), обеспечивающие отправку пользователям информации в соответствии с их местоположением. Большие перспективы развития имеют геосервисы, прежде всего, в различных образовательных учреждениях, а также - в музеях, выставочных центрах, библиотеках, медицинских учреждениях, спортивных сооружениях, парковых территориях и т.д.



Проблемой на пути применения технологии indoor-навигации была высокая дороговизна подобных решений, но с выходом на рынок ассистивных роботов, использующих мобильное устройство в качестве центральной ЭВМ, их розничная стоимость существенно снизилась [7]. Перенос наиболее высокотехнологичных разработок по indoor-навигации, машинному зрению, искусственному интеллекту на мобильные аппаратные платформы, использующие гибридные программные технологии, уже начался и набирает темпы в своём развитии. Резюмируя изложенное, следует отметить что разработка универсальных технологий indoor-навигации должна сосредоточиться, прежде всего, в области создания новейших сервисов дополненной реальности, использовании интернета вещей и интеллектуального ПО для мобильных устройств, которые, в свою очередь, становятся «электронной» основой для мобильных ассистивных роботов нового поколения, средств навигации и эффективного информационного обмена.
Литература

  1. Indoor navigation system [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://en.wikipedia.org/wiki/Indoor_positioning_system (дата обращения 15.05.2016)

  2. Dhruv Jain "Path-guided Indoor Navigation for the Visually Impaired Using minimal Building Retrofitting"// Proceedings of the 16th International ACM IGACCESS Conference on Computers & Accessibility, 2014, pp. 225-232

  3. Marvelmind Robotics Indoor Navigation System [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.marvelmind.com/pics/marvelmind_indoor_navigation_system_ENG_20.pdf (дата обращения 15.05.2016)

  4. Apple Inc. iBeacon for Developers [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://developer.apple.com/ibeacon/ (дата обращения: 15.05.2016)

  5. Google Developers [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://developers.google.com/beacons/ (дата обращения 15.05.2016)

  6. Bluetooth Low Energy Retrieved [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://en.wikipedia.org/wiki/Bluetooth_low_energy (дата обращения 15.05.216)

  7. R.BOT Synergy Swan [электронный ресурс]. – Режим доступа: http://promo.rbot.ru/?landing=124 (дата обращения 15.05.2016)



Поделитесь с Вашими друзьями:


База данных защищена авторским правом ©nethash.ru 2017
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал