Ανάπτυξη εφαρμογής σε κινητά τερματικά για πλοήγηση σε εσωτερικούς χώρους

Abstract

Ο ακριβής εντοπισμός θέσης σε εσωτερικούς χώρους και η πλοήγηση σε αυτούς αποτελεί τα τελευταία χρόνια ένα δημοφιλή και εξελισσόμενο κλάδο των ασύρματων τηλεπικοινωνιών, με μεγάλη ποικιλία εφαρμογών στους τομείς της βιομηχανίας, της υγείας, της ασφάλειας, αλλά και σε πολλούς άλλους τομείς της καθημερινής ανθρώπινης δραστηριότητας. Η περιορισμένη έκταση των εσωτερικών χώρων, αλλά και οι ιδιαιτέρως απρόβλεπτες και δυσμενείς συνθήκες διάδοσης των σημάτων σε αυτούς, οι οποίες καθιστούν τα γνωστά συστήματα εντοπισμού θέσης εξωτερικών χώρων ανεπαρκή για εντοπισμό σε εσωτερικούς χώρους, αποτελούν πρόκληση για τους σχεδιαστές. Έχει προταθεί ένας μεγάλος αριθμός συστημάτων εντοπισμού θέσης εσωτερικού χώρου και πλοήγησης, καθώς και ένα μεγάλο εύρος τεχνολογιών και μεθόδων εντοπισμού που αφορούν αυτά.

Σημαντικός παράγοντας για την ανάπτυξη τέτοιων συστημάτων ήταν η εμφάνιση έξυπνων συσκευών κινητής τηλεφωνίας, γνωστών και ως smartphones και ειδικότερα καινοτόμων λειτουργικών συστημάτων όπως το Android. Το Android είναι ένα λογισμικό ανοιχτού κώδικα, το οποίο υποστηρίζεται πλήρως από την εταιρεία Google. Στο λογισμικό αυτό μπορεί οποιοσδήποτε χρήστης να αναπτύξει τη δική του εφαρμογή σύμφωνα με τις ανάγκες αλλά και τις επιθυμίες του.

Έτσι, στα πλαίσια της συγκεκριμένης διπλωματικής εργασίας αναπτύχθηκε σε λειτουργικό Android OS ένα σύστημα πλοήγησης σε εσωτερικό χώρο. Στο σύστημα αυτό, θεωρείται δεδομένη η θέση του χρήστη, ο οποίος με τη χρήση κατάλληλων αλγορίθμων δρομολόγησης μπορεί να οδηγηθεί στον προορισμό του. Επίσης, παρέχονται χρήσιμες πληροφορίες στον χρήστη είτε κατά την διάρκεια της πλοήγησης είτε κατά την επεξεργασία της εφαρμογής.

Η διπλωματική εργασία χωρίζεται σε 6 κεφάλαια. Στο πρώτο κεφάλαιο πραγματοποιείται μία βιβλιογραφική επισκόπηση των γνωστών μεθόδων και συστημάτων εντοπισμού θέσης σε εξωτερικούς και εσωτερικούς χώρους. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι αλγόριθμοι εύρεσης ελάχιστης απόστασης. Στο τρίτο κεφάλαιο, περιγράφονται τα χαρακτηριστικά, οι δυνατότητες, οι εκδόσεις και άλλες χρήσιμες πληροφορίες του λειτουργικού Android OS. Το τέταρτο κεφάλαιο ασχολείται με την περιγραφή των λειτουργιών της εφαρμογής και δίνονται κάποια παραδείγματα τρεξίματος του αλγορίθμου δρομολόγησης. Στο πέμπτο κεφάλαιο δίνεται μια αναλυτική περιγραφή του συστήματος που αναπτύχθηκε. Τέλος, στο έκτο κεφάλαιο, παρουσιάζονται πιθανές μελλοντικές βελτιστοποιήσεις και επεκτάσεις της εφαρμογής. Στο παράρτημα μπορεί κανείς τα βασικά τμήματα του κώδικα της εφαρμογής.

In the past few years, accurate indoor positioning and navigation constitute one of the most popular and evolving applications of wireless telecommunications, with a great variety of commercial applications in the sectors of industry, health, safety, but also in a lot of other sectors of human activities. The limited extent of indoor spaces, but also especially the unpredicted and unfavorable propagation conditions of signals make the well-known outdoor positioning systems insufficient for indoor positioning. This is a technical challenge for the system designers. A large number of indoor positioning and navigation systems have been proposed, as well as a great range of technologies and methods of localization that concern these.

An important factor for the development of such systems was the emergence of intelligent mobile devices known as smartphones and especially innovative operating systems such as Android. The Android is an open source software, which is fully supported by the company Google. In this software any user is able to develop his own application in accordance with his needs and desires.

The scope of this diploma thesis is to develop an indoor navigation application for Android terminals. This application exploits the existing positioning systems and navigates the user to his destination. Also, vocal messages are generated while using the application.

This diploma thesis consists of 6 chapters. The first chapter contains a literature review of outdoor and indoor positioning methods and systems. The second chapter presents a review of the existing routing algorithms. Chapter 3 includes the characteristics, the capabilities, the versions and other useful information about Android OS. The fourth chapter describes in detail the developed application and presents some generated examples of the routing algorithm. The fifth chapter contains a thorough description of the exploited routing algorithm. Future expansions and optimizations of the application are presented in chapter 6. Finally, in the appendix one can find the basic parts of the programming code.