РЕФЕРАТ

Работа содержит 61 страницу, 7 рисунков и 22 таблицы.

Использовано 21 источник.

Цель работы: улучшить взаимодействие людей с недостатками

зрения с миром и повысить уровень инклюзивности общественных мест

путем создание информационной системы навигации в помещении для

людей с недостатками зрения.

Определены критерии качества для сравнения частей системы

навигации в помещении. Проведен анализ и сравнение алгоритмов

навигации, поиска кратчайшего пути, отслеживание. Определенные

требования к системе навигации в помещении. Проведен анализ проблем,

возникающих при построении систем компьютерного зрения. Проведено

улучшение частей навигации, что позволяют быть им более устойчивыми

к сменности внешнего среды. Определены границы использование

информационной системы. Создана информационная система навигации

в помещении для людей с недостатками зрения может быть использована,

для повышение инклюзивности общественных мест. Созданный описание

стартап-проекта на основе предложенной информационной системы

Ключевые слова : машинное обучение, компьютерное зрение,

навигация в помещении, SLAM.

СОДЕРЖАНИЕ 
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ  8 
ВВЕДЕНИЕ  9 
РАЗДЕЛ 1   12 
ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ЛОКАЛИЗАЦИИ ТА 
ФОРМУЛИРОВАНИЕ ЗАДАЧИ  СОЗДАНИЯ  ИНФОРМАЦИОННОЙ 
СИСТЕМЫ  НАВИГАЦИИ  В ПОМЕЩЕНИЕ ДЛЯ ЛЮДЕЙ С  ВОДАМИ 
ЗРЕНИЯ  12 
Выводы   14 
РАЗДЕЛ 2   15 
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ В 
ПОМЕЩЕНИЕ ДЛЯ ЛЮДЕЙ С ВОДАМИ ЗРЕНИЯ, ПОДБОР ЕЕ ЧАСТЬ     
15 
2.1. Постановка проблематики   15 
2.3. Требования к информационной системы   15 
2.3.
 
Описание системы   16 
2.4.
 
Система локализации да трехмерной реконструкции среды   18 
2.4.1.
 
Задача алгоритма SLAM   20 
2.4.2.
 
Использование алгоритма SLAM   20 
2.4.3.
 
Выбор алгоритма SLAM   21 
2.5.
 
Поиск пути   22 
2.6.
 
Модуль детекции препятствий   23 
2.7.
 
Модуль отслеживание пути   24 
2.8.
 
Интерфейс взаимодействия пользователя с приложением   24 
2.8.1.
 
Взаимодействие приложение – пользователь   24 
2.8.2.
 
Взаимодействие пользователь – приложение   25 
Выводы   26 
РАЗДЕЛ 3   28 
РАЗРАБОТКА  АРХИТЕКТУРЫ  ИНФОРМАЦИОННОЙ  СИСТЕМЫ 
НАВИГАЦИИ ПОМЕЩЕНИЕ ДЛЯ ЛЮДЕЙ С ВАДАМИ ЗРЕНИЯ ТА 
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕЕ ОГРАНИЧЕНИЙ  28 
3.1.
 
Сторона сервера   29 
3.2.
 
Сторона пользователя   31 
3.2.1.
 
Интерфейс пользователя   31 
3.5.
 
Описание возможных улучшений системы   33 
3.5.1.
 
Улучшение программного обеспечение   33 

3.5.2.
 
Улучшение с помощью использование дополнительных физических ресурсов 33 
3.6.
 
Ограничение использование системы   34 
Выводы   36 
РАЗДЕЛ 4   38 
РАЗРАБОТКА СТАРТАП-ПРОЕКТА  38 
4.1.
 
Описание идеи проекта   38 
4.2.
 
Технологический аудит идеи проекта   42 
4.3.
 
Анализ рыночных возможностей запуска стартап-проекта   43 
4.3.1.
 
Анализ спроса   43 
4.3.2.
 
Определение потенциальных групп клиентов   44 
4.3.3.
 
Анализ рыночного среды   44 
4.3.4.
 
Анализ предложения   47 
4.3.5.
 
Анализ условий конкуренции в отрасли   47 
4.3.6.
 
Определение факторов конкурентоспособности   49 
4.3.7.
 
Анализ сильных да слабых сторон стартап-проекта   50 
4.3.8.
 
SWOT-анализ   50 
4.3.9.
 
Альтернативы рыночной поведения   50 
4.4.
 
Разработка рыночной стратегии проекта   51 
4.4.1.
 
Определение стратегии охват рынке   51 
4.4.2.
 
Формирование базовой стратегии развития   51 
4.4.3.
 
Выбор стратегии конкурентной поведения   52 
4.4.4.
 
Разработка стратегии позиционирование   52 
4.5.
 
Разработка маркетинговой программы стартап-проекта   53 
4.5.1.
 
Формирование маркетинговой концепции товара   53 
4.5.3.
 
Определение ценовых границ   54 
4.5.4.
 
Определение оптимальной системы сбыта   54 
4.5.5.
 
Разработка концепции маркетинговых коммуникаций   54 
Выводы   55 
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ  56 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ  56 

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

GPS

Global positioning system

NFC

Near field communication

WHOи

World Health Organization

RFID

Radio frequency identification

SLAM

Simultaneous localization and mapping

Quick response

PoI

Point of interest

API

Application programming interface

ПК

Персональный компьютер

ПО

Программное обеспечение

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность . Проблема поддержки перемещения людей с

недостатками зрения практически нерешенной. Хотя и навигация на улице

возможна с помощью GPS [1] и тактильных элементов дороги, но эти

методы не позволяют в полный степени безопасно взаимодействовать с

миром. Это нет только из- за ограниченности тактильного покрытие да

погрешностей GPS, а также из-за ограниченного количества информации,

которую можно передать через эти источники. В помещениях проблема

стоит еще острее. Во-первых, в помещении погрешность GPS может

достигать пяти метров и более, а в некоторых случаях сигнал совсем

отсутствует, что делает невозможным его использование. Во-вторых,

большинство помещений нет имеют тактильной плитки даже на первом

этаже, не дублируют текст шрифтом Брайля, и не имеют тактильных карт,

которые позволяют представить схему помещение.

Существующие технологические решения не справляются с

проблемой. Они являются либо дорогими, либо неудобными для

пользователей. Для примера, использование NFC [2] меток или

нахождение координат мобильного устройства за помощью сети Wi-Fi

[3], в какой он находится, может помочь ориентироваться в помещении

человеку с недостатками зрения. Эти технологии удобны, относительно

дешевы и доступны. при решении поставленной задачи, но все же не

придают необходимого качества локализации. Более того, на рынке нет

массового продукта с необходимой функциональностью, какой можно

просто установить и пользоваться. Поэтому в работе стоит актуальная

задача создать систему компьютерного зрения для навигации людей с

недостатками зрения практически в любому помещении.

Цель работы: улучшить взаимодействие людей с недостатками

зрения с миром и повысить уровень инклюзивности общественных мест

путем создание информационной системы навигации в помещении для

людей с недостатками зрения.

Для достижение цели исследование было поставлено да решено такие

основные задачи :

1. Провести анализ существующих систем для навигации и

определить их достоинства и недостатки.

2. Сформулировать задачу разработки информационной

системы навигации в помещении людей с недостатками

зрения, определить требования к нее. Подобрать алгоритмы,

которые отвечают требованиям, для каждой из частей

системы навигации.

3. Предложить архитектуру информационной системы

навигации в помещении для слабовидящих и определить

пределы ее использование.

4. Создать описание стартап-проекта на основе предложенной

информационной системы

Теоретический результат исследование:

1. Определены преимущества да недостатки существующих систем

навигации.

2. Сформулирована задача постройки информационной системы

навигации в помещении для людей с недостатками зрения да

проведен анализ существующих составляющих алгоритмов

предлагаемой системы.

3. Предлагаемая информационная система навигации в

помещении для людей с недостатками зрения да определены

пределы его использования.

4. Разработано описание стартап-проекта на основе

предложенной информационной системы

Практический результат:

1. Предлагаемая информационная система навигации в

помещении для слабовидящих. Подобранные алгоритмы для

каждой из частей информационной системы навигации

2. Предложена архитектура информационной системы

навигации в помещении для слабовидящих. Разработанный

интерфейс взаимодействия пользователя с информационной

системой.

3. В зависимости от условий использование, описаны

возможности использование предложенной информационной

системы

РАЗДЕЛ 1

ОБЗОР СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ ЛОКАЛИЗАЦИИ ТА

ФОРМУЛИРОВАНИЕ ЗАДАЧИ СОЗДАНИЯ

ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ НАВИГАЦИИ В

ПОМЕЩЕНИИ ДЛЯ ЛЮДЕЙ С ВОДАМИ ЗРЕНИЯ

Каждый день проходя по коридорам в свою комнату или отыскивая

необходимый кабинет в здании мы не задумываемся о сложности этого

Задача. О том, что без визуальной информации это тривиальная задача

превращается в сложное полное опасность путешествие. По данным

WHO [4] 253 миллиона человек сталкиваются с такими задачами каждый

день, именно 253 миллиона являются количеством незрячих людей и

людей с нарушением зрения. Поэтому данная проблема стоит остро.

Можно заметить, что навигация на улице более опасна, например,

потому что вероятность попасть под колеса авто для человека с

недостатками зрения в 3 раза выше, чем для человека, не имеющего таких

проблем. Несмотря на это, ориентировка на улицы возможное как

минимум с использованием GPS навигаторов. В помещении же

невозможно использовать GPS [5], поэтому что он имеет слишком

высокую погрешность (около 5 метров), а то и вообще иногда полностью

отсутствует. Более того, большинство зданий не имеют ни тактильной

плитки, ни тактильной карты помещения, нет дубляции текста шрифтом

Брайля, поэтому коридоры таких домов часто становятся

непреодолимыми препятствиями. Часто в старых зданиях можно

встретить на первую или последнюю строчку, какая есть короче других

есть одна ступенька в коридоре, или наличие порогов это все усложняет

навигацию и увеличивает риски травмирования во время прохода такими

помещениями.

В помещениях вместо GPS можно использовать RFID-метки [6]

(англ. – radio frequency ID). Они достаточно дешевы , их

легко размещать в помещениях на разных

типах поверхностей. Только

остается проблема их обслуживание да замены, какая могла б быть

нивелированной их ценой, но метки могут подвергаться воздействию

других электронных устройств, что может отразиться на их качества

работы

[7] . Также в [8] проведено обширное исследование использования RFID

меток в разных средам. Исследование показывает, что под время

установка меток нужно проводить калибрацию для обеспечение точного

позиционирование, также указано, что ошибка уходит 0.7м.

Чтобы избежать создание новой инфраструктуры можно

использовать локализацию на основе WI-FI сигнала в [9] предложено

решение, какое уменьшает необходимую количество маршрутизаторов и

антенн. В [9] получают результат с погрешностью близко одного метра,

что является достаточным результатом и движения в коридорах.

RFID-метки или WI-FI могут только помочь локализовать объект,

но никак нет могут предоставить возможность навигации да отразить

особенности архитектуры для обеспечение безопасного передвижение.

Даже если RFID-метка будет иметь информацию о том, что дальше

находится ступень или за метр установлена колонна, метка никак нет

поможет избежать дверей впереди, которые резко открываются или

человека, какая отвлеклась на телефон и есть препятствием, какую нужно

миновать.

С недостатками предыдущих методов можно справиться используя

компьютерный зрение. Да в статьи [10] описывают использование

технологии SLAM для навигации в помещении людей с недостатками

зрения. А уже в [11] демонстрируется использование технологий SLAM в

сочетании с распознаванием объектов. Это в сочетании создало

возможность для более безопасного передвижение в помещении,

предоставляет возможность к взаимодействию с окружающим миром

(путем распознавания объектов), но все еще нет решены проблемы

нахождение необходимого места назначения на карте, планирование пути

и интерфейс взаимодействия с пользователем есть ограниченным

простыми командами.

Основываясь на предварительно рассмотренных статьях, актуальна

задача исследование провести исследование данной области и предложить

информационную систему навигации в помещении для слабовидящих,

которая бы могла решить основные недостатки предварительно

рассмотренных систем и сделать возможным массовое использование

предлагаемой системы. Поэтому для предложенной системы есть

критическими следующие характеристики:

 относительно низкая стоимость внедрение системы;

 возможность масштабирования и по

количеству пользователей, и по количества домов в системе;

 безопасность пользование;

 возможность динамической взаимодействия с миром;

 возможность планирование пути;

 удобный да простой интерфейс взаимодействия с системой.

В следующих разделах будет проведен обзор системы и ее частей,

будут избранные конкретные алгоритмы для частей системы,

проведенное тестирование да описание имплементации системы.

Выводы

1. Определена актуальность разработки информационной

системы для навигации в помещении людей с недостатками

зрения.

2. Произведенный подробный обзор существующих решений,

которые пытаются решить проблему. Проанализировано

решение, которые базируются на технологиях радиолокации

да технологиях компьютерного зрения. Определены их

недостатки да преимущества.

3. на основе проведенного подробного обзора литературы

сформулирована задача создание информационной системы

навигации в помещении для людей с недостатками зрения.

РАЗДЕЛ 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

НАВИГАЦИИ В ПОМЕЩЕНИЕ ДЛЯ ЛЮДЕЙ С ВАДАМИ

ЗРЕНИЯ, ПОДБОР ЕЕ

ЧАСТЬ

2.1. Постановка проблематики

Чтобы помочь пользователю в навигации, необходимо дать ответы

на следующие вопрос:

1. Где человек находится? Это необходимо, чтобы правильно

провести человека к этому месту. Ответ дают системы

локализации.

2. Куда человек хочет попасть? Для того человека начать вести

куда-то, сначала нужно установить цель. Ответ – системы

распознавание цели.

3. Как человеку добраться до точки назначения? Ответ – модули

нахождение пути, отслеживание пути и модуль детекции

препятствий на пути.

2.3. Требования к информационной системы

Основными приоритетами при разработке информационной

системы являются безопасность пользователей и высокое качество работы

системы локализации. Поэтому для обеспечение высокой качества

использование системы были выделены следующие требования:

 безопасность перемещения – определение четких границ

помещения, для избегание несчастных случаев;

 возможность взаимодействия с окружающим миром –

определение местонахождение необходимых предметов да

избегание препятствий;

 использование в любому специально нет приспособленном

помещении – помещение нет переоборудован заранее, нет

требует усилий и затрат от владельцев помещений для

поддержки да внедрение информационной системы;

 массовая доступность – использование только общедоступных

приборов да технологий без привлечение специализированных;

 простой да понятен интерфейс взаимодействия с пользователем;

 устойчивость да надежность при увеличении количества пользователей.

2.3. Описание системы

Архитектура системы имеет две части: часть пользователя да часть

сервера. Для того чтобы рассмотреть каждую из частей сначала будет

описана высокоуровневая логика работы системы, затем после этого

будут описаны детали.

Как уже было указано, что предложена информационная система

должно предоставлять возможность навигации людей с недостатками

зрения в помещении. Важно отметить, что система рассчитана для

использования только в помещении, невозможно его использование ни на

улице, ни в транспорте. Хотя система имеет возможность для расширения

в будущем к использованию в средах поза зданиями.

Рассмотрим полный процесс работы системы на примере одной

здания. Процесс складывается с двух этапов: оффлайн отображение

здания да непосредственная навигация пользователей в данной здания.

Первый этап есть этапом добавление здания к системы и он

складывается с следующих пунктов:

1. Пользователь или владелец здания записывает видео перемещение

по здания, проходя через все коридоры и если Возможно то и

кабинеты.

2. Пользователь загружает видео созданное на предыдущем шаге в

систему через веб-приложение. Пользователь должен добавить к

видео еще и данные о положении здания – GPS координаты да ее

адрес.

3. на сервере происходит трехмерная реконструкция здания и в

результате получается ее карта, какая готова к загрузка

пользователями для нее использование под время навигации.

Только к этого, еще владелец здания маркирует все ключевые места

его помещение, чтобы можно было осуществлять планирование по

нем.

Второй этап – этап использования информационной системы

навигации пользователем с недостатками зрения для непосредственной

навигации в помещении. Этап состоит из следующих шагов:

1. Инициализация. Пользователь подходит к зданию и сообщает

свои GPS координаты или адрес здания, в ответ система

отправляет карту помещения на телефон агента и

инициализирует его на входе.

2. Установка цели. Агент устанавливает цель в виде адреса

кабинета или может включить режим исследование здания.

3. Активная работа системы. На третьем этапе агент находится в

помещении и должно производить видеосъемку

перпендикулярно полу. Используя поток изображений,

выполняется локализация пользователя на карте.

4. Достижение цели. После достижения цели можно установить

новую или выключить систему.

С вышеприведенного описания работы можно четко определить

ответственности каждой из сторон (пользователя и сервера) и как

следствие определить алгоритмы, которые для этого необходимы.

Для серверной части, не учитывая веб-приложение, интерфейс и

хранилище, необходимые офлайн система трехмерной реконструкции

здания, система ручного корректировка выхода алгоритма, алгоритмы

постройки двух- да трехмерной карты. Выходные дни карты будут

загружаться пользователями системы для навигации в здания. Именно по

этих картах строится происходит глобальное планирование перемещение

пользователя

Для исполнение Задача навигации в помещении необходимо

выполнять локализацию, трехмерного отображение среды, детекцию

помех, локальное и глобальное планирование, отслеживание пользователя

на карте и иметь интерфейс взаимодействия пользователя с устройством.

Высокоуровневая схема приложения для навигации приведена на рисунке

2.1. Подробное описание каждого из модулей производится в следующих

частях раздела, после описания требований к системы.

2.4. Система локализации да трехмерной реконструкции среды

Система локализации в помещении может быть двух типов: радио

локализация да локализация на базе визуальной информации.

В радиолокализации можно выделить следующие средства лидеры,

сонары, RFID, Bluetooth, Wi-Fi сигналами. Лидер разрешает достигать

сантиметровой точности трехмерной реконструкции, но его основными

недостатками есть стоимость и прозрачность некоторых объектов для

лидера. Сонар в свою очередь решает предыдущие недостатки лидера, но

он отсутствует в устройствах пользователей да имеет небольшой

диапазон работы. Как предварительно отмечалось, что RFID метки могут

использоваться, но качество локализации остается низкой. Казалось, что

идеальным решением является сигнал Wi-Fi, потому что он есть во всех

устройствах пользователей и распространен в многих помещениях.

Поскольку Wi-Fi сети настраиваются для обеспечение максимальной

скорости передачи данных, а нет для возможности ее использование для

локализации пользователей, поэтому невозможно использовать Wi-Fi

сигнал за существующих условий.

Дана работа сосредоточена именно на методах локализации да

трехмерной реконструкции на основе визуальной информации, а именно

входящего потока изображений. Камеры, необходимые для данной

локализации также как и Wi-Fi есть практически на каждом смартфоне и

к тому же современные смартфоны имеют достаточную вычислительную

мощность для обеспечения работы методов локализации да разреженной

трехмерной реконструкции.

Самым простым примером локализации пользователя, на основе

компьютерного зрения, в помещении есть локализация за помощью

сканирование QR-кодов. Явными недостатками этой системы есть

сложность поиск меток для слабовидящих и низкое качество

локализации. Более того невозможно избегать динамические препятствия,

которые возникают во время передвижение в помещении. Поэтому этот

метод используется только для роботов в складских помещениях.

Поэтому я считаю целесообразным использовать SLAM. SLAM

одновременно выполняет локализацию и трехмерное отображение среды

из входной потока изображений. В свою очередь это позволяет выполнять

планирование и избегание помех в реальном времени, поэтому можно

использовать систему в динамическом среде.

2.4.1. Задача алгоритма SLAM

Обычно SLAM алгоритмы имеют три основных параллельных

процессов: отслеживание, трехмерное отображение, детекция циклов

пути (англ. loop closure). Задача первого – находить относительное

положение камеры, относительно начального положения. Для этого

используются ключевые точки изображение, которые предварительно

генерируются генератором ключевых точек. Следует отметить, что

ключевые точки-дескрипторы есть уникальными и алгоритм

отслеживание, отслеживает между кадрами именно их. Задача модуля

отображение – добавлять точки в локальную разреженную трехмерную

карту и потом оптимизировать уже существующую карту на основе

полученных точек. Также происходит локальная коррекция траектории

движения (англ. bundle adjustment)

[12] для уменьшение дрифта, какой накапливается с иногда. Алгоритм

детекции циклов находит циклы траектории по изображениям, точнее их

ключевых точках. После того как находится цикл, тогда происходит

повторная оптимизация траектории движения, но уже глобальная,

уменьшающая ошибку локализации.

2.4.2. Использование алгоритма SLAM

В предложенной информационной системе алгоритм SLAM

используется в обоих этапах использования системы и для создания

карты среды на стороне сервера, и для навигации пользователем уже по

построенной карте. Разницей между настройками алгоритмов SLAM для

обеих частей есть большая избыточность серверного SLAM для создания

детализированная и точная карта. Выполнение на серверной стороне

этого этапа позволяет привлечь больше вычислительных ресурсов и не

требует работы в реальном времени.

После того, как пользователь выбрал здание, зашел в него и

установил точку назначение, начинается непрерывная работа алгоритма

SLAM.

Для навигации пользователь использует тот же алгоритм SLAM, но

уже имеет предварительно загруженную карту помещение с сервера

приложению. Таким образом планирование пути да локализация

пользователя на карте происходит уже на существующей карте. Это

разрешает снизить нагрузка на мобильный устройство пользователя да

ускорить работу приложения. Ключевые точки из текущего кадра

сопоставляются с ключевыми точками предыдущего кадра и с точками из

ключевых кадров существующей карты, после этого вычисляются

матрицы трансформаций и строится часть траектории от предыдущего

кадра к текущему.

Интересным случаем работы системы является подъем

пользователя с одного этажа на другой. Карта здания представляет собой

набор карт каждого из этажей. После того как пользователь меняет этаж

здания он инициализируется приложением в стартовой точке карты

этажа. Таким образом ошибка, какая аккумулировалась на предыдущем

этаже нивелируется полностью.

Частичным случаем работы SLAM в предложенной

информационной системе есть навигация в помещении без

предварительно полученной карты. В такому случае нет можно

установить целевое помещение в здания, хочет и здесь система будет

полезной для передвижение

да избегание помех.

2.4.3. Выбор алгоритма SLAM

Принято решение использовать алгоритм DynaSLAM [12], который

использует в основе ORB-SLAM2 [14] для решения проблемы SLAM.

Полная схема приведена на рисунке 2.2. Выборы DynaSLAM, поэтому что

данный алгоритм SLAM показывает по сравнению с другими

долгосрочную стабильность в работе. Более того его особенностью есть

то, что мир нет рассматривается как статическая среда. Поэтому авторы

DynaSLAM добавили детекцию движущихся объектов, что позволяет

распознавать их как препятствия и использовать эту информацию для

локального планирования, избегания помех. Также детекция движущихся

объектов разрешает Удалить их с результирующей карты, какая создается

на стороне сервера. Важно указать, что алгоритм уже включает в себе

блок детекции да распознавание объектов, что разрешает делать

алгоритм открытым для будущих улучшений. В текущей версии

информационной системы мы не будем использовать распознавание

объектов, на стороне пользователя, на основе нейронных сетей, потому

что это значительно увеличивает нагруженность на смартфон и может

привести к замедление работы системы на отдельных моделях

смартфонов. Что касается возможности к улучшений, то DynaSLAM

может использоваться с различными видами камер, включая стереопары.

2.5. Поиск пути

Алгоритм поиска пути находит глобально кратчайший или

оптимальный путь к цели.

После получение разреженной трехмерной карты с SLAM

происходит ее превращение в PoI-граф [16]. Граф используется для

планирование в помещении пути к цели. После того как сложенный

глобальный план движения - от начальной точки к точки назначение

пользователя, пользователь может начинать движение. При перемещении

агента к целевой точке выполняется также локальное (динамическое)

планирование. Оно учитывает все отклонение пользователя от

сложенного маршрута, например, из-за возникновение препятствия. Это в

свою очередь обеспечивает безопасность передвижение. Поэтому

используется два модули планирование пути.

Для поиска глобального кратчайшего пути используется алгоритм

A* [17]. Данный алгоритм выбранный, поэтому что он гарантирует

нахождение глобально кратчайшего пути на карте, за условия если

таковой существует. Алгоритм использует эвристические функции для

нахождения пути и поэтому в зависимости от эвристики может

потреблять разное количество памяти и вычислений В предложенной

информационной системе в качестве эвристики используется евклидовая

расстояние. Основным недостатком алгоритм есть потребность памяти

для сохранения всех известных вершин, но поскольку на одном этаже

здания практически с одной вершины можно пойти не больше чем в 5

направлениях. Поэтому алгоритм A* достаточно для использование в

случае информационной системы для навигации людей с недостатками

зрения.

DynaSLAM, а с другого Поиск статических препятствий выполняется путем

сегментации полы и объектов на ней, алгоритм базируется на [18].

2.6. Модуль отслеживание пути

Задача модуля отслеживание пути – убедиться, что пользователь

придерживается предварительно запланированного пути.

Модуль отслеживание получаем наступи входящие аргументы:

 кратчайший путь получен из алгоритма поиска

кратчайшего пути,

 текущая позиция агента, какая определяется алгоритмом SLAM,

 возможны пути избегание, которые сгенерированы модулем

детекции помех.

Как выход получаем информацию о то что пользователь следует

пути к цели и не отклоняется от нее и навигационную информацию, о то

куда идти Дальше. Алгоритм отслеживание пути используется из [19].

Алгоритм отслеживания пути работает момента достижение цели

пользователем.

2.7. Интерфейс взаимодействия пользователя с приложением

Интерфейс взаимодействия пользователя с приложением выполняет

две следующие функции: первых, обеспечить эффективное описание

окружающего среды; второе, предоставить четкий набор команд для

управление приложением и установление цели.

2.7.1. Взаимодействие приложение – пользователь

Данный тип взаимодействия предназначен для руководства

пользователя в нужном направлении базируясь выходах алгоритма

отслеживание пути. Необходимо обеспечить минимальную количество

сигналов для упрощение пользование навигационной системой.

Рис. 2.3. Зоны коррекции пути.

Корректировка каждого шага пользователя или каждого малого

отклонение приведет к сложности взаимодействия с приложением и

слишком часто внимание пользователя будет направлена на сам

приложение, а нет на навигацию в помещении с чем и приложение

должно помогать. Поэтому коррекция будет происходить не по

абсолютным значениям (например, угол на который нужно

откорректировать траекторию), а по относительным. Таким образом было

взят за основу способ коррекции по [20]. Выделяется 3 следующих зоны

для коррекции пути (рисунок 2.3):

 от -10 к 10 градусов - первая (зелено) зона, здесь коррекция

нет нужна;

 от -11 к -30 или от 11 к 30 – друга (желтая) зона, нужна

небольшая коррекция;

 от -31 к -90 или от 31 к 90 – третья (оранжевая) зона, здесь

нужна значительная коррекция направлении.

Теперь о выборе способа уведомлений для пользователя. Для

данного приложению смартфон позволяет делать это двумя способами.

Первый – звуковые команды, второй – вибрации, которые отличаются

интенсивностью. Каждый из способов прост для имплементации, поэтому

они присутствуют оба. Пользователь будет делать выбор сам ввиду

удобства пользования и в зависимости от условий использование. Да,

например, в шумном помещении нецелесообразно использовать звуковые

оповещения, потому что их можно не расслышать или же пользователь

будет иметь направлять всю свою концентрацию в приложении. В таких

случаях лучше использовать вибрирующие сигналы.

2.7.2. Взаимодействие пользователь – приложение

Цель данной взаимодействия – предоставить пользователю

возможность управлять приложением для вставка, корректировка да

достижение желанной цели

навигации. Выделены два способа восприятия информации от

пользователя: голосовые команды и ввод информации и способ

взаимодействия через дисплей смартфона.

Взаимодействие через голосовые команды кажется удобным

способом, но с им возникают трудности, которые возводятся к сложности

обеспечение языкового разнообразия в приложении, чтобы удовлетворить

людей с недостатками зрения из любой страны мира. Если даже не

учитывать алгоритмическую сложность распознавания голоса, то

возникают еще проблемы с памятью, потому что языковые модели

занимают много памяти и более того требуют большого количества

вычислительных ресурсов, столь необходимых для SLAM. Также

возникает вероятность неправильного распознавание голосовой команды.

Учитывая все трудности с голосовой взаимодействием принятие

решение использовать взаимодействие через телефонный дисплей.

Интерфейс должно быть максимально простым для налаживания

взаимодействия Требования к страниц приложению:

 количество страниц имеет быть минимальной;

 на одной странице имеет быть от 1-7 больших зон для нажатие;

 текст какой есть на экране и будет озвучиваться имеет быть

лаконичным да четко отображать пространство возможных

действий.

Практическая реализация интерфейса пользователя приводится в разделе

Выводы

1. Выдвинуты требования к информационной системы, каким она

имеет удовлетворять. Удовлетворив требования, систему можно

использовать для навигации в реальном помещениях, сохраняя

безопасность пользователей и защищенность их данных.

2. Предложенная информационная система.

3. Произведенный подробный описание каждого с модулей системы

да их назначение. Данное описание необходимо для дальнейшей

программного реализации системы и ее тестирование.

4. Сравнительно составляющие алгоритмы системы да избранные те,

которые удовлетворяют требованиям. Алгоритмы да их сочетание

удовлетворяют первоначально выдвинутым требованиям.

5. Установленный интерфейс взаимодействия пользователя с

приложением. Интерфейс обеспечивает доступность

информационной системы да возможность ее использование за

условия большого шума и его отсутствия.

РАЗДЕЛ 3

РАЗРАБОТКА АРХИТЕКТУРЫ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ

НАВИГАЦИИ В ПОМЕЩЕНИЕ ДЛЯ ЛЮДЕЙ С ВАДАМИ ЗРЕНИЯ ТА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЕЕ ОГРАНИЧЕНИЙ

Предложенная информационная система есть стойкой к увеличение

количества пользователей. под время разработки системы было важным

сохранять независимость каждой с частей системы для легкого их

улучшение или замены одной части без изменения других. Поэтому

имплементация системы производится по принципам распределенных

систем. Высокоуровневая схема сервиса изображена на рисунке 3.1.

на нем присутствует следующие обозначение: 1 – пользователи,

которые выполняют видеозапись здания да выгружают ее через

мобильный приложение 2 на серверы сервиса 3. на стороне сервиса

происходит генерация трехмерной карты здания и затем хранится в базе

данных. Пользователи с недостатками зрения 5 загружают необходимую

карту здания через мобильный приложение 4. Мобильные приложения 2

и 4 могут быть одинаковыми или разными.

3.1. Сторона сервера

Части системы, которые находятся на серверном стороны все

работают как отдельные микросервисы в собственных контейнеры.

Взаимодействие происходит через определенное API. Таким образом при

увеличении количества пользователей относительно легко можно

масштабировать систему с одного сервера на их кластер. на рисунка 3.2

приведа разработана схема веб- сервиса информационной системы.

Можно отметить, что сервис разделен на две основные части. часть

пользователей да часть сотрудников. В части для пользователей есть

информационные страницы, которые обозначены оранжевый. Их основная

цель – предоставить общую информацию пользователям о сервисе и его

важные новости. Вторая ветвь пользовательской части предназначена для

пользователей, которые выгружают карту здания да маркируют ее. После

выгрузка видео, генерируется трехмерная карта и потом пользователь

маркирует важные места в здании. Вторая часть информационной

системы назначена для сотрудников, которые уже контролируют

пользователей, оказывают при необходимости им помощь и

верифицируют добавленные здания для создание максимальной

безопасности пользование сервисом.

Рис. 3.3 Схема базы данных информационной системы.

Разработана схема базы данных для хранения данных

пользователей и информацию о зданиях. Схема изображена на рисунке

3.3. Схема базы данных отображает отношения между пользователями,

как они получают и загружают данные и также, какие данные о

пользователей хранятся.

Стоит указать, что одним с приоритетов, есть обеспечение

информационной безопасности данных пользователей и базы данных

трехмерных карт построек. Поэтому данные имеют сохраняться в

зашифрованном виде.

3.2. Сторона пользователя

При разработке архитектуры сервиса на стороне пользователя было

важным хранить простоту использования, инклюзивность, безопасность

и быстрота работы приложения. Относительно скорости важно заметить,

что алгоритмы SLAM вычислительно дорогие, поэтому важна их

оптимизированная имплементация в устройства.

на стороне пользователя есть информационная составляющая,

составляющая взаимодействия пользователя их приложением и

составляющая информационной системы. В мобильном приложению

происходит полный процесс навигации с использованием алгоритмов ,

которые описаны в разделе 2.

3.2.1. Интерфейс пользователя

Необходимо обеспечить максимальное удобство пользование

приложением да упростить процесс изучение его возможностей, поэтому

учитывая требования к страниц интерфейса пользователя с раздела 2,

разработанные страницы интерфейса пользователя:

 стартовый экран,

 Поиск здания,

 установка цели,

 страница под время навигации,

 страница после достижение цели.

Основные страницы интерфейса пользователя приведены на рисунка 3.4.

Пользовательский интерфейс на каждой из страниц имеет

небольшое количество возможных действий, количество страниц также

невелико. Большие кнопки, их расположение, возможность голосовых

подсказок придают инклюзивность и простоту в использовании.

3.5. Описание возможных улучшений системы

Улучшение можно добиться двумя путями. Первый, оптимизация

программного обеспечения и улучшения отдельных модулей и

алгоритмов системы. Второй, улучшение путем использование

дополнительных физических ресурсов: сенсоров и вычислительных

ресурсов

3.5.1. Улучшение программного обеспечение

Преимуществом таких улучшений для пользователей необходимо

только обновить программное приложение, в отличие от улучшения

технических средств.

Добавление алгоритмов распознавания объектов позволит повысить

уровень взаимодействия пользователя с средой. Это есть необходимым

из-за отсутствия в большинства мест дублирование надписей шрифт

Брайля.

Используя информацию с гироскопа мобильного устройства,

можно улучшить качество локализации на карте и уменьшить ошибку,

которая накапливается с иногда под время движения.

3.5.2. Улучшение за помощью использование дополнительных

физических ресурсов

Целевой платформой для использование предложенной

информационной системы есть мобильные устройства пользователей, а

именно их смартфоны. Этот выбор с одного стороны разрешает сделать

систему более доступной, а с другой накладывает ограничения, связанные

со смартфонами – их набор детекторов и вычислительные мощности. Еще

большим недостатком мобильных платформ является сменность

необходимых сенсоров, что может привести к разной качества работы

информационной системы, в зависимости от характеристик отдельного

смартфону. Поэтому в качества улучшений можно использовать

дополнительные устройства и сенсоры.

Использование сонаров. Сонар является устройством для

обнаружения объектов, какой излучает звуковые волны, которые в свою

очередь отражаются от объектов и по отбитый волны можно узнать

расстояние к объекта, зная

физические свойства волны. Использование

сонара помогло бы улучшить локальное

планирование да избегание препятствий пользователем, за счет более

детализированной локальной карты полученной с данных сонора.

Лидер похож на принцип работы на сонар, но использует световые

импульсы для измерение дистанции к объектов. Комбинация трехмерного

лидера и зрительной системы так же как и комбинация зрительной

системы с сонаром улучшит локальное планирование да обнаружение

объектов. Лидер сравнивая с сонаром имеет большую дальность действия.

Также создав систему стереозора можно значительно улучшить

качество реконструкции среды. Даже использование камеры с матрицей

типа рыбье глаз [21] позволит увеличить угол обзора и с одного кадра

можно будет получать больше ключевых точек. Хотя при использовании

таких линз нужно учитывать, что возникают радиальные искривление

изображение. Для его выравнивание есть необходимым калибровка такой

оптической системы.

Использование дополнительных физических ресурсов приводит к

увеличение сложности разработки да комплексности системы, но может

состояться значительное улучшение работы системы. Поэтому в данной

работе был избран путь использования мобильных устройств.

3.6. Ограничение использование системы

Главной целью системы является безопасная навигация человека с

недостатками зрения в помещении, какое есть достаточно освещенным,

но специально нет оборудованное. Необходимо обеспечить безопасность

да границы использование системы. Критическим есть понимание границ

использование для предотвращение несчастных случаев для

пользователя.

Система предназначена только для использования в помещениях.

Она не налажена для использования в общественном транспорте или на

улицы, где среда есть более динамическим да более переменным. Хотя

система в дальнейшем и имеет возможность к такого расширения.

Следующее ограничение связано со скоростью работы системы и ее

доступностью. Как было указано система может использоваться и в

помещениях, карта которых уже известна и она загружена на устройство

пользователя. Да можно использовать и в помещение, где карта заведомо

еще неизвестна и не получена пользователем. В этом случае это значит,

что система SLAM будет требовать большую количество

вычислительных ресурсов мобильного устройства пользователя. В свою

очередь это может привести к замедление работы приложения, если

смартфон не достаточно мощный и как следствие замедления навигации

пользователя в помещении. Важно отметить, что безопасность является

приоритетом, поэтому скорость навигации будет снижена из-за

исполнение дополнительных вычислений для сохранения безопасности

использования.

Ограничение использование приложению в помещениях, которые

имеют большое количество светорефлективных поверхностей. Данное

ограничение таково для использования только с камерой в качестве

сенсора. На флагманских моделях смартфонов уже устанавливаются

лидеры, поэтому через несколько лет, когда технология станет более

доступной и эту проблему можно решить используя данные с такого типа

сенсоров.

Также информационной системе есть необходимыми данные

энергопотребление смартфоном для того чтобы рассчитывать или будет

достаточно заряда батареи для успешной навигации в заданном

помещении. Это следующее ограничение уже не самой системы, а

устройства в целом. Также если телефон работает в энергосберегающем

режиме, где ограничивается до определенного уровня (задаваемого

производителем) использования вычислительных ресурсов смартфона:

графического да центрального процессоров. В этих случаях также

невозможно предусмотреть скорость работы приложения на основе

предложенной информационной системы, поэтому что зависит от марки

телефона, его модели, срока эксплуатации и других факторов, которые

есть неподконтрольными для системы навигации.

В требованиям к среды использование уже было упомянуто о

обеспечение необходимого уровня освещенности помещения для

возможности использование системы. При низкий освещенности или в

сумерках на входящем потоке кадров будет большое количество шумов и

низкая детализация. Это делает невозможным или значительно ухудшает

использование алгоритмов системы для навигации.

Выводы

1. Описана архитектура системы да ее основных составляющих

частей. Проведено описание высокоуровневой архитектуры и

ролей каждого из пользователей, что важно для понимания

архитектуры системы в целом.

2. Описано каждую с сторон информационной системы, в контексте

клиент-серверной архитектуры. Первичная построение

трехмерной карты здания вынесены на сторону сервера по

причинам сохранения безопасности алгоритма отображения и

уменьшения вычислительного нагрузка на мобильные устройства

пользователей.

3. Построена структура базы данных веб-сервиса, какая также

разработана с учетом возможностей к мастированию, безопасности

да конфиденциальности пользователей.

4. Разработано дизайн интерфейса пользователя, какой обеспечивает

простоту обучение пользованию да использование мобильного

приложению информационной системы. Интерфейс пользователя

также обеспечивает инклюзивность использование приложения,

согласно установленных в разделе 2 требований.

5. Определены возможны улучшение к системы при увеличении

количества пользователей. Рассмотрены пути улучшения системы

и пути улучшение алгоритмической составляющей, пути

улучшений электронно-технической составляющей системы.

6. Определены ограничения использования системы. Это

необходимо для обеспечение максимальной безопасности

пользователей под время использование системы да для избегание

несчастных случаев.

РАЗДЕЛ 4

РАЗРАБОТКА СТАРТАП-ПРОЕКТА

Раздел имеет на цели проведение маркетингового анализа стартап

проекта ради определение принципиальной возможности его рыночного

внедрение да возможных направлений реализации этого внедрения.

4.1. Описание идеи проекта

Продуктом является сервис предложенной информационной

системы навигации в помещении для людей с недостатками зрения.

Подробное содержание приведено в таблицы 4.1.

Таблица 4.1.

Описание идеи стартап-проекта

Содержа

ние идеи

Направления применение

Польза для пользователя

Идея заключается в

создании

1. Навигация людей с

недостатками

Возможность безопасной

возможности для

навигации

зрения в помещении.

навигации в

неприспособленном

людей с недостатками

зрения в

помещении.

специально нет

приспособленных

2. Навигации работников

Возможность планирование

для этого в помещениях.

чрезвычайных служб,

спецоперации да

К примеру, магазинах,

например, пожарных под

отслеживание каждого ее

коммунальных помещениях,

время тушение пожар.

участника на 3 измеримый

карте

государственных органах или

будь

помещение.

которых других. Помещение

имеет

3. Создание трехмерной

Удобно возможность работы с

удовлетворять требованиям

карты помещение для

получение 3 измеримой карты

среды использование.

дальнейшего ее использование

помещение.

Эта возможность

реализуется

планировании помещение.

за помощью веб-сервиса да

4. Создание подробного

Уменьшение расходов на

услуги

мобильного приложению на

базе

плана помещение.

создание подробного плана

компьютерного зрения.

Веб-

помещение под время его

сервис выполняет

следующие

строительства.

функции: получение видео от

Продолжение таблицы 4.1.

Содержа

ние идеи

Направления применение

Польза для пользователя

пользователя, создание с

5. Автоматическое создание

План эвакуации создается

него трехмерной карты,

путей эвакуации на подробно

на основе алгоритмов

сохранение карты. За

созданной карте.

нахождение кратчайшего

помощью мобильного

пути, поэтому он будет

приложения пользователь

осуществляет

формально обоснованным

навигацию в целевом

помещении.

Продуктом есть ассистент, поэтому далее будет проведен

сравнительный анализ по проектам конкурентов. Сравнение

производится со следующими проектами-конкурентами:

 израильский стартап RightHear;

 продукт LowViz австрийской компания indoo.rs;

 компания DotProduct LLC, какая расположена в Бостоне.

Определение сильных, слабых да нейтральных характеристик идеи

проекта, сравнивая с проектами конкурентов приведено в таблицы 4.2.

Таблица 4.2.

Определение сильных, слабых да нейтральных характеристик идеи

проекта

№

п/

Технико-

экономические

характеристики

идеи

(потенциальные)

товары/концепции

конкурентов

(слабо

сторона)

(нейтрал

ьна

сторона)

(сильная

сторона)

Мой

проект

RightHe

LowViz

DotProd

uct LLC

Стоимость

обслуживание

Средне

Высокое

Низкая.

Средне

да

Стоимость

эксплуатации

Низкая

да

Продолжение таблицы 4.2.

№

п/п

Технико-

экономически

характеристик

идеи

(потенциальные)

товары/концепции

конкурентов

(слабо

сторона)

(нейтрал

ьна

сторона)

(сильная

сторона)

Мой

проект

RightHe

LowViz

DotProd

uct LLC

Оценочная

скорость

работы

Средне

Высокая

Средне

да

Достоверно

сть

ошибочной

подсказки в

навигации

Низкая

да

Детерминисти

ность работы

Средне

Высокая

Средне

да

Безотказник

Средне

Высокая

Средне

да

Ремонтоприда

тность

Высока

Средне

Высокая

Средне

да

Безопасность

использование

Высока

Низкая

Средне

да

Удобство

взаимодействи

я с

устройством

Высока

Средне

да

10.

Простота

приобре

тение

навыко

Средне

Высокая

Низкая

да

11.

Удобство

использование

Высока

Средне

Низкая

да

12.

Динамичность

использование

Высока

Низкая

Средне

да

13.

Возможность

избегание

препятств

ий

Есть

Нету

Есть

да

Комментарии к таблицы 4.2:

1. Стоимость эксплуатации.

 Мой проект : нуждается обслуживание только

информационной инфраструктуры

 RightHear : Обслуживание информационной

инфраструктуры да физической (сенсоров).

 LowViz : Обслуживание информационной инфраструктуры

 DotProduct LLC : Обслуживание

информационной инфраструктуры и

физической (камеры).

3. Оценочная скорость работы:

 Мой проект : с лежит от вычислительных мощностей

устройства пользователя.

5. Детерминистичность работы:

 Мой проект : зависит от качества полученного

изображение в систему.

 RightHear : заведомо известны все возможны случаи

срабатывание сенсоров .

 LowViz : мало количество степеней вольности системы .

 DotProduct LLC : зависит от качества полученного

изображение в систему .

6. Безотказность:

 Мой проект : зависит от входных данных да окружающих

условий.

7. Ремонтопригодность:

 Мой проект : нуждается только изменения в ПО.

 RightHear : нуждается замены или ремонта сенсоров .

 LowViz : нуждается только изменения в ПО .

 DotProduct LLC : нуждается замены или ремонта сенсоров

да смену ПО .

8. Безопасность использование:

 Мой проект : поэтому что определены границы использование

системы.

 RightHear : поэтому что нет предоставляет подробной картины среды

 LowViz : поэтому что нет дает подробного описания пространства .

 DotProduct LLC : потому что отсутствует специальное

приложение для людей из пороками зрения .

9. Удобство взаимодействия с устройством:

 Мой проект : поэтому что есть возможность

непосредственной взаимодействия с приложением

голосовыми командами.

10. Простота приобретение навыков:

 Мой проект : из-за комплексности системы

 DotProduct LLC : из-за отсутствия отдельного приложению .

Динамичность использование:

 Мой проект : поэтому что карта есть динамической и есть

возможность нахождение помех.

4.2. Технологический аудит идеи проекта

Здесь (Таблица 4.3) проводится анализ технологий на основе, которых

создается продукт предложенной информационной системы

Таблица 4.3.

Технологическая выполнимость идеи проекта

№

п/п

Идея проекта

Технологии ее

реализации

Наличие технологий

Доступност

технологий

Отражение

DynaSLAM

Технология есть

имеющимся,

Да, технология есть

но нуждается

доступной да есть

среды

доработка из-за

проектом с открытым

в трехмерную

возможной

недостаточной

кодом да свободным

карту с

качества входного

потока

использованием.

потока

изображений.

изображений

камеры

телефона

Продолжение таблицы 4.3.

№

п/п

Идея проекта

Технологии ее

реализации

Наличие технологий

Доступност

технологий

Локализаци

я да

отслеживал

ние

пользовател

я в

помещении

Реализацией идеи

является

технология SLAM.

Одна из релизаций

это DynaSLAM

Технология имеется и

доступной. Нуждается

дополнительного

настройки.

Технология

есть

доступной.

Планирован

ие пути

пользовател

я на карте.

Технология

планирование

пути

базируется на

алгоритме

планирование пути в

А*

Технология налицо

Доступно.

Суммируя таблицы очевидно есть возможность создания проекта.

Только существует необходимость в имплементации отдельных

технологий, которые включает в себя система. Это приводит к

дополнительным затратам времени, но в результате система будет больше

настроена под ее цели.

4.3. Анализ рыночных возможностей запуска стартап-проекта

4.3.1. Анализ спроса

Анализ приведенный в таблицы 4.4. Ввиду на данные приведены в

таблицы можно заключить, что рынок рентабельным и относительно

простым для входа, потому что отсутствуют специальные регуляции и

монополисты рынке.

Таблица 4.4.

Предыдущая характеристика потенциального рынке стартап-проекта

№

п/п

Показатели состояния рынке (наименование)

Характеристика

Количество главных игроков, Ед

Общий объем продажа, грн/усл.ед

Данные отсутствуют

Динамика рынке (качественно оценка)

Растет

Наличие ограничений для входа (указать характер

ограничений)

Технологические

Специфические требования к стандартизации да

сертификации

Отсутствуют

Средняя норма рентабельности в отрасли (или по рынку), %

32%

4.3.2. Определение потенциальных групп клиентов

В таблицы 4.5 выполняется потенциальные группы клиентов, их

характеристики и формирование ориентировочного перечня требований к

товара для каждой из групп.

Таблицы 4.5.

Характеристика потенциальных клиентов стартап-проекта

№

п/

Потребност

ь, что

формирует

рынок

Целевая

аудитория

(целевые

сегменты

рынке)

Различия в поведении разных

потенциальных целевых групп

клиентов

Требован

ия

потребител

ей

к товару

Навигация

людей в

помещении

Люди с

недостатками

зрения,

работники

чрезвычайных

служб.

Первая группа пользователей

есть чувствительной к

точности системы в

обнаружении помех, для

второй группы пользователей

есть критически важным

локализация на карты. Для

пользователей

второй группы закупку

проводят государство, поэтому

объем закупок есть большим.

Надежность,

безотказник ь,

во время

использовани

, скорость

работы,

простота

использовани

Работа с

трехмерны

й мы

данным

для

проектирова

ние я

помещений

Дизайнеры

Клиенты данного типа

есть покупательно

состоятельными, но

требовательными. Для данной

группы

клиентов требуется настройка

технологии офлайн

реконструкции, которая

выполняется на серверах или

на ПК.

Требуется

точность

трехмерного

отображение

да

возможность

интеграции с

профессионал

ьным ПО для

разработка

дизайнов

Создание

схем

эвакуации

градострои

тель их

условий

помещение

Архитекторы

Требования сходятся

с предыдущей

группой

пользователей.

Точность и

простота

использовани

4.3.3. Анализ рыночного среды

Анализ рыночного среды включает анализ факторов угроз да

возможностей. Анализ приведенный в таблицах 4.6 да 4.7.

Таблица 4.6.

Факторы угроз

№

п/п

Фактор

Содержание угрозы

Возможна реакция компании

Давление со

стороны

правительства и

усилия

рейдерского

восторг компании

Фальсификация и подлог

документов

правительственными

учреждениями, с

последующим вторжением

в компанию ради

получения взятки или доли

в компании или других

неправомерных действий.

Перерегистрация компании

в зарубежной юрисдикции

для

обеспечение защиты активов.

Это позволит избежать

нечестного суда.

Освещение события

через независимые

медиа.

Пандемия

Пандемия приводит к

уменьшение уровня

потребление, изменения

приоритетов

финансирование

государственных

программ,

снижение заработных

плат пользователей, все

это уменьшает

платежеспособность

Поощрение пользователей

индивидуальными скидками и

акционными программами.

Для отдельных пользователей

предоставление бесплатного

доступа для них сохранение.

Вооруженный

конфликт

Вооруженные конфликты

несут непосредственную

угрозу для пользователей,

для экономики страны и

покупательную

способность

каждого пользователя.

Перенос команды в другое

место ради них

безопасности.

Стимулирование

пользователей к меньшего

количества путешествий,

снижение цен на приложение.

Несчастный

случай во время

пользование

приложением

Этот фактор влияет

непосредственно на

пользователя, имидж

компании да объем ее

продажа.

Принесение публичных

извинений руководителем

компании. Помощь

пострадавшему, решение

проблемы. Прозрачное

расследование случае.

Большое

количество

отрицательных

комментариев

от

пользователей

Угроза снижения имиджа

компании да потеря

клиентов.

Ответ на каждый

конструктивный

комментарий. Внесение

критических изменений в

проект, за необходимости.

Создание объяснительных

текстовых да видео

материалов.

Таблица 4.7.

Факторы возможностей

№

п/п

Фактор

Содержание

возможности

Возможна реакция

компании

Проведение

государственной

политики на

увеличение

инклюзивности

государственных

заведений

Увеличение возможного

финансирование

социальной сферы

безусловно приводит к

увеличению

финансирование на

проекты связанные с

инклюзивностью.

Создание специальных

услуг, консультационных

программ для

правительственных

организаций, снижение цен

на продукт. Чтобы углубить

взаимодействия и сделать

возможным массовое

внедрение технологии.

Вступление

Украины в

Европейский союз

Возможность

упрощает выход на

рынок стран европы.

Постепенное

масштабирование

продукта в европейских

странах. Увеличение

команды проекта для

ускорение разработки.

4.3.4. Анализ предложения

В таблицы 4.8 определяются черты конкуренции на

рынке.

Ступенчатый анализ конкуренции на

рынке

Таблица 4.8.

Особенности

конкурентного

среды

В чем проявляется данная

характеристика

Воздействие на

деятельность

предприятия (возможные

действия компании, чтобы

быть

конкурентоспособной)

1. Тип конкуренции чист,

пока нет сформировался

рынок и

нет образовались олигополии

Отсутствие

доминирующих игроков

на рынке.

Быстрое масштабирование

компании, работа в

формате

предоставление подписки на

сервис.

2. Уровень конкурентной

борьбы есть

межнациональным

Распространение ПО

является простым и

быстрым, поэтому при

появлении любого

действенного и выгодного

решения оно

распространяется на все

страны.

Быстрое масштабирование

на зарубежные рынки

сбыта.

3. Конкуренция есть

отраслевой

Широкое решение

данной проблемы можно

обеспечить только за

помощью использование

информационных

технологий.

Патентование всех ноу-хау

да изобретений для

обеспечения конкурентной

преимущества.

4. Конкуренция по видам

товаров есть товарно-

видовой.

Проявляется в желании

создать продукт для

навигации в

помещении.

Увеличение скорости разработки.

5. Характером

конкурентных

преимуществ есть

неценовой

Использование

технологии, которая

более удобнее, более

быстрая и надежная в

использовании.

Акцентированное внимание на

улучшении технических

характеристик для

удовольствия потребностей

пользователей.

6. По интенсивности

конкуренция есть

немарочной

Каждый продукт

использует разные

технологии решения

проблемы.

Обеспечение конкурентной

преимущества за счет

ускорение процесса

разработки да

тестирование.

4.3.5. Анализ условий конкуренции в отрасли

В таблицы 4.9 приведенный подробный анализ конкуренции в отрасли.

Таблица 4.9.

Анализ конкуренции в отрасли за М. Портером

Прямые конкуренты в

отрасли

Потенциальн

ые

конкуренты

Поставщик

Клиенты

Товары-

заменители

Привести список

прямых

конкурентов

Определить

барьеры

вхождение в

рыно

Определить

факторы

силы

поставщики

Определит

ь факторы

силы

потребите

лей

Факторы

угроз со

стороны

заменителе

Пока что борьба нет есть

Возможность

Проект

Клиенты

Товарами

обостренной, поэтому что на

входа на рынок

базируется

практически

заменителями

рынке отсутствует решение,

какое

есть, а именно с

только на

нет диктуют

можно

полностью удовлетворяет

технологическим

собственных

условия на

считать

потребителей.

продуктом,

разработках и

рынке,

необходимую

какой сможет

разработках с

поскольку

инфраструкту

ра

обеспечить

открытым

рынок еще

нет

уру для

долговременную

кодом.

сформирован

обеспечен

предпочтение.

Единственным

и. После того

Поскольку,

поставщик

как будут

инклюзивнос

остро

м услуг есть

довольны

те, но она

выраженная

провайдер

основные

только

конкуренция

облачных

потребности

обеспечивает

отсутствует, и

все

вычислений.

пользователе

безопасность

возможны

Факторами

, тогда

передвижени

е,

конкуренты

его силы есть

Возможно,

но никакой

работают только

регулировка

что

динамики,

на локальных

цены на

требовательн

ый

поэтому

рынках, поэтому

вычислительны

ь клиентов

опасности

выход на рынок

ресурсы

вырастет.

она нет несет.

нет есть

усложненным.

Выход на рынок не затруднен со стороны высокого уровня

конкуренции, поскольку она отсутствует. Поскольку рынок развивается

революционно, то возможна появление новых конкурентных игроков и их

скорая экспансия на международном рынке.

Для обеспечение конкурентоспособности проекта необходимо

обеспечить скорость разработки, сократить время между получением

отзыва от клиента да реализации новой версии системы. Программное

решение имеет быть конкурентоспособным быстрым, обеспечивать

отказоустойчивость да удобство использование.

4.3.6. Определение факторов конкурентоспособности

Таблица 4.10.

Обоснование факторов конкурентоспособности

№

п/

Фактор

конкурентоспромо

чества

Обоснование (наведение факторов, делающих фактор для

сравнение конкурентных проектов значимым)

Скорость работы

Для навигации в пространстве является критическим фактором

скорость работы, например, при открытии двери перед человеком

система имеет быстро отреагировать, чтобы человек успел

принять решение о остановку.

Детерминистичнос

ть работы системы

Система имеет четко определены границы

использование, да умеет распознавать их чем

предотвращает несчастные случаи при использовании.

Безопасность

Поскольку система детермистичная, поэтому можно рассчитать

возможны сценарии событий и создать оптимальные решение

заранее.

Простота

внедрение и

масштабировани

От пользователя требуется только установка приложения. Для

внедрение системы необходимо скачать видео прохождение

через помещение на веб-сервис. Далее состоится создание 3

измеримой карты для пользователей.

Возможнос

ть избегание

препятстви

Поскольку система работает в режиме близком к реального

времени, поэтому при возникновении помех возможно быстрое

оповещение пользователя.

4.3.7. Анализ сильных да слабых сторон стартап-проекта

Таблица 4.11.

Сравнительный анализ сильных и слабых сторон «Информационная

система навигации в помещении для людей из недостатками

зрения»

№

п/п

Фактор конкурентоспособности

Балл

ы 1-

Рейтинг товаров-конкурентов в

сравнить с собственным

продуктом

–3

–2

–1

Скорость работы

Детерминистичность работы системы

Безопасность

Простота внедрение да

масштабирование

Возможность избегание препятствий

4.3.8. SWOT-

анализ

SWOT- анализ стартап-

проекта

Таблица 4.12.

Сильные стороны:

1) скорость масштабирование,

2) детерминистичность системы,

3) возможность избегание помех.

Слабый стороны:

1) необходимость иметь смартфон,

который удовлетворяет

вычислительным требования,

2) невозможность работы при плохом

освещении.

Возможности:

1) возможность создания точных трехмерных

карт помещение,

2) возможность быстрой

навигации в помещении,

3) возможность создание плана эвакуации

для заданного помещение.

Угрозы:

1) уменьшение спроса на продукт,

2) снижение финансирования от

государства проектов на повышение

инклюзивность,

3) давление на компанию

4.3.9. Альтернативы рыночной поведения

Таблица 4.13.

Альтернативы рыночного внедрение стартап-проекта

№

п/п

Альтернатива

(ориентировочный

комплекс мер) рыночной

поведения

Вероятность получения

ресурсов

Сроки реализации

Снижение стоимости

на продукт

Высокая

1-3 месяцы

Создание

акционных

программ

Высокая

1-3 месяцы

Углубленное

сотрудничество с

государственными

учреждениями

Средняя

1-7 месяцев (в

зависимости от

скорости работы

государственных

учреждений)

Перенос компании в

другую юрисдикцию

Высокая

3-8 месяцы

4.4. Разработка рыночной стратегии проекта

4.4.1. Определение стратегии охват рынке

Выбор целевых групп потенциальных

потребителей

Таблица 4.14.

№

п/п

Группы

потенциаль

ных

клиентов

Готовност

потребите

лей

воспринять

продукт

Ориентировоч

ный спрос в

пределах

целевой группы

(сегмента)

Интенсивнос

ть

конкуренции в

сегменте

Простота

входа в сегмент

Люди с

недостатками

зрения

высокая

высокий

низкая

высокая

Чрезвычайн

ые службы

среднее

средний

высокая

низкая

Дизайнеры

среднее

средний

высокая

сердца

Архитекторы

низкая

средний

сердца

низкая

которые целевые группы выбрано:

Люди с недостатками зрения, чрезвычайные службы, дизайнеры.

4.4.2. Формирование базовой стратегии развития

Определение базовой стратегии

развития

Таблица 4.15.

№

п/п

Выбрана

альтернатива

развития

проекта

Стратегия

охват рынке

Ключевые

конкурентоспособные

позиции в

соответствии с

избранной

альтернативы

Базовая

стратегия

развития*

Поставка услуг для

чрезвычайных

служб

Стратегия

дифференцирова

нно го

маркетинга

Детерминистичность

работы, высокое

качество локализации

Стратегия

дифференциации

Поставка услуг для

людей с

недостатками

зрения

Стратегия

дифференцирова

нно го

маркетинга

Скорость работы,

возможность

распознавание

объектов.

Стратегия

дифференциации

4.4.3. Выбор стратегии конкурентной поведения

Таблица 4.16.

Определение базовой стратегии конкурентной поведения

№

п/п

Или есть проект

«первопроходцем»

на рынке?

Будет ли компания

искать новых

потребителей, или

забирать

существующих в

конкурентов?

Будет ли

компания

копировать

основные

характеристики

товара конкурента,

и которые?

Стратегия

конкурентно

поведения

Есть

первопроходцем

будет

Нет будет

Стратегия занятия

конкурентной

ниши.

4.4.4. Разработка стратегии позиционирование

Определение стратегии

позиционирование

Таблица 4.17.

№

п/п

Требования

к товара

целевой

аудитории

Базовая

стратеги

развития

Ключевые

конкурентоспособн и

позиции собственного

стартап-проекта

Выбор ассоциаций, имеющих

сформировать комплексную

позицию собственного проекта

(три ключевых)

Надежность,

Стратегия

Скорость работы,

Качество, динамичность забота

безотказник

дифференци

детерминистичность

ь, под время

ции

решение, высокая

качество

использование,

3 измеримой

скорость

реконструкции

работы,

простота

использование

4.5. Разработка маркетинговой программы стартап-проекта

4.5.1. Формирование маркетинговой концепции товара

Таблица 4.18.

Определение ключевых преимуществ концепции потенциального товара

№

п/

Потребность

Удобство, которое

предлагает

товар

Ключевые преимущества перед

конкурентами (существующие или

нужные создать)

Навигации

помещении

Точная

навигация в

помещении с

использованием

смартфону

Отсутствие потребности в

дополнительных устройствах

Точной

локализации на 3

измеримый карте

Точная локализация

агента на карте

Нет требует дорогих сенсоров

Генерации 3

измерительно

й карты

помещение

Возможность выбора

между оффлайн и

онлайн генерации в

зависимости от

требований к качества

карты

Возможна при входящем видео

потоке невысокой качества

4.5.2. Трехуровневая маркетинговая модель товара

Описание трех уровней модели

товара

Таблица 4.19.

Уровни товара

Сущность да

составляющие

И. Товар

за

замыслом

Информационный сервис для навигации в помещении. Для навигации

используется мобильных приложение, его камера да вычислительные

мощности. Карта помещения накануне есть известной.

II. Товар в

реальном

исполнен

ии

Свойства/характеристики

М/Нм

Вр/Тх /Тл/Е/Ор

1. Скорость работы

2. Точность локализации

0.3

Кадров /с

Качество: стандарты, нормативы, параметры тестирование тому подобное

Упаковка отсутствует, поэтому что это есть мобильный приложение

Марко: ООО "ДоЗОР" + "Проводник"

ІІІ. Товар с

подкреплением

До продажи сохраняются на центральном сервере.

После продажи сопровождается поддержкой да обновлениями.

За счет чего потенциальный товар будет защищен от копирования: за счет ноу-хау,

патентование частей системы, наложение лицензии на использование, пользовательским

соглашением.

4.5.3. Определение ценовых границ

Определение границ установка

цены

Таблица 4.20.

№

п/п

Уровень цен

на товары-

заменители

Уровень цен

на

товары-

аналоги

Уровень

доходов

целевой

группы

потребителей

(за

месяц)

Верхняя и нижняя

границы установление

цены на товар/услугу (за

месяц)

$800-1500

$32-47

$500-1500

$12-25

4.5.4. Определение оптимальной системы сбыта

Формирование системы

сбыта

Таблица 4.21.

№

п/п

Специфика закупочной

поведения целевых

клиентов

Функции сбыта,

которые имеет

выполнять

поставщик товара

Глубина канала

сбыта

Оптимальная

система

сбыта

Пользователи нет

привыкли к системы

подписки на

сервис

Предоставлять

возможность

продажи мобильного

приложению

1-2

привлечена

система

сбыта

4.5.5. Разработка концепции маркетинговых

коммуникаций

Концепция маркетинговых коммуникаций

Таблица 4.22.

№

п/п

Специфик

поведения

целевых

клиентов

Каналы

коммуникаций,

какими

пользуются

целевые

клиенты

Ключевые

позиции,

избранные для

позиционирова

ние

Задача

рекламного

сообщение

Концепция

рекламного

обращение

Пользователи

нет

Социальные

Программное

Продемонстриро

вал

Открытие

привыкли к

сети

обеспечение

аты удобство да

нового мира да

системы

для навигации в

безопасность

расширение

подписки на

помещении

пользование

возможностей

сервис

Выводы

1. Наличие высокого недовольного спроса. Более того рынок есть

динамичным и потому еще нет компании монополистов в нише, несмотря

на такой состояние вещей рынок есть рентабельным и высоко

маржинальным.

2. Внедрение продукта на рынок есть перспективным, но требует

быстрого масштабирования для заполнения ниши на международном

рынке из- за риска возникновение продуктов аналогов от больших

корпораций, которые копируют решение и вытесняют меньшие компании

с рынке.

3. Барьером вхождение на рынок есть высокие потребности да

требования потенциальных пользователей продукта, или потребности

можно удовлетворить улучшив существующие технологии. Проект

является конкурентоспособным, поэтому что содержит в себе большую

количество уникально разработанных частей да интегрированных в одну

систему, позволяющую достичь желаемого качества работы продукты.

4. В случае возникновение проблем с первой целевой группой

пользователей, проект может быстро переориентировать на другие

группы – дизайнеров да архитекторов. Это повышает вероятность

закрепление продукта на рынке информационные технологии.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЫ

1. Поставлено Задача навигации в помещении людей с недостатками зрения.

2. Определены требования к информационной системе навигации в

помещении для людей с недостатками зрения. Это позволило предложить

информационную систему и в дальнейшем ее использовать за условия

исполнение поставленных требований.

3. Произведенный подробный обзор существующих решений да

проведен их анализ. В результате анализа были обнаружены недостатки

существующих систем и возможности их улучшение.

4. Проведен обзор алгоритмов каждой из составляющих

информационной системы навигации в помещении людей с недостатками

зрения. Избранные отдельные алгоритмы для каждой с частей

информационной системы, чтобы удовлетворить предварительно

установленным требованиям.

5. Предложенная архитектура информационной системы навигации в

помещении людей с недостатками зрения, какая пригодна к

использование в реальных условиях

6. Определены границы использование предложенной

информационной системы навигации в помещении для людей с

недостатками зрения.

7. Разработан стартап-проект для предложенной информационной

системы навигации в помещении для людей с недостатками зрения. В нем

проведен анализ рынке да возможности продукта на основе

предложенной информационной системы.

8. Принято участие в международной конференции, а именно

международной научно-технической конференции "Перспективы

телекоммуникаций 2020».

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. "GPS: Global Positioning System (or Navstar Global Positioning

System)" Wide Area Augmentation System (WAAS) Performance Standard,

Раздел B.3, Abbreviations and Acronyms. Archived April 27, 2017, на the

Wayback Machine.

2. Cameron Faulkner, "What is NFC? Everything you need to know",

Techradar.com, 30 November 2015.

3. Beal, Vangie. "What is Wi-Fi (IEEE 802.11x)? A Webopedia

Definition». Webopedia. Archived from the original on 8 March 2012.

4. WHO, Blindness and vision impairment prevention.” [Online].

Available: http://www.who.int/blindness/world_sight_day/2017/en/

5. G. Dedes and AG Dempster, “Indoor gps positioning - challenges and

opportunities,” in VTC-2005. 2005 IEEE 62nd Vehicular Technology

Conference, 2005., vol. 1, Sept 2005, pp. 412-415.

6. Automatic Identification and Data Collection (AIDC) Archived May 5,

2016, at the Wayback Machine .

7. S. Willis and A. (Sumi) Helal, “Rfid information grid for blind

navigation and wayfinding”, in ISWC, volume 5, pages 34–37, 2005.

8. V. Gikas, A. Dimitratos, H. Perakis, G. Retscher, и A. Ettlinger, “Full-

scale testing and performance evaluation of an active rfid system for

positioning and personal mobility. In Indoor Positioning and Indoor Navigation

(IPIN)”, 2016 International Conference on, pages 1–8. IEEE, 2016.

9. C. Yang and H. Shao, Wifi-based indoor positioning.”, IEEE

Communications Magazine, 53(3):150–157, 2015.

10. M. Rainer. Indoor positioning technologies, 2012.

11. Jin, S.; Ahmed, MU; Kim, JW; Kim, YH; Rhee, PK, “Combining

Обследование Авиация и Visual Simultaneous Localization and Mapping for

Indoor Navigation”, Симметрия 2020, 12, 119.

12. B. Triggs, P. McLauchlan, R. Hartley and A. Fitzgibbon, “Bundle

Adjustment”, A Modern Synthesis, Vision Algorithms: Theory and Practice,

1999.

13. Бескос, Берта, Фазил, Дж.М. Tracking, Mapping and Inpainting in

Dynamic Environments”, IEEE RA-L, 2018.

14. R. Mur-Artal и JD Tards, “ORB-SLAM2: An open-source slam system

for monocular, стерео, and RGB-D cameras” IEEE T-RO, 2017.

15. Kaiming He, Georgia Gkioxari, Piotr Dollar, Ross Girshick, “Mask R-

CNN”, arXiv:1703.06870, 2017.

16. H. Zhang and C. Ye, “An indoor wayfinding system основан на

geometric features aided graph SLAM for visually impaired,” IEEE Trans.

Neural Syst. Rehabil. Eng., vol. PP, no. 99, pp. 1-1, 2017.

17. Hart, P. E.; Nilsson, N. J.; Raphael, B., "A Formal Basis for the

Heuristic Решение of Minimum Cost Paths". IEEE Transactions on Systems

Science and Cybernetics. 4 (2): 100-107. doi:10.1109/TSSC.1968.300136,

1968.

18. Lee, Tae-Jae; Yi, Dong-Hoon; Cho, Dong-Il”. 2016. "A Monocular

Vision Sensor-Based Obstacle Detection Algorithm для Autonomous Robots."

Sensors 16, no. 3: 311.

19. J. Бай, S. Lian, Z. Liu, K. Wang, and D. Liu, “Virtual-blind-

roadfollowing-based wearable navigation device for blind

people,”IEEETrans. Consum. Electron., vol. 64, no. 1, pp. 136-143, Feb. 2018.

20. Хуго Фернандес, Пауло Коста, Витор М Филипе, Леонтиос

Хаджилеонтиядис, “Stereo vision in blind navigation assistance”, IEEE,

World Automation Конгресс (WAC), 2010.

21. David Brooks (1982). Lenses and lens accessories: photographer's

guide. с. 29. ISBN 9780930764340.