Мобильные системы предоставления информационных сервисов позиционирования объектов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.01, кандидат технических наук Салех Хади Мухаммед

• Салех Хади Мухаммед
• кандидат технических наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат технических наук Салех Хади Мухаммед

Оглавление

Введение

ГЛАВА 1. Анализ методов и технологий предоставления информационных сервисов позиционирования объектов

1.1 Информационные услуги, основанные на определении местоположения пользователя

1.2 Технологии определения местоположения объектов

1.3 Инерциальная навигация на основе математических аппаратов кватернионов и направляющих косинусов

1.4 Расчет показателей погрешности инерциальных датчиков МУ

1.5 Оценка возможности использования датчиков МУ в задачах инерциальной навигации

Выводы по главе 1

ГЛАВА 2. Исследование и развитие алгоритмов определения местоположения объектов с использованием технологии Wi-Fi

2.1 Подход к оценке мощности Wi-Fi-сигнала RSSI для вычисления расстояния между источником и приемником

2.2 Технология создания и применения системы Wi-Fi-позиционирования объектов посредством мобильных устройств

2.3 Алгоритмы определения местоположения объектов с помощью Wi-Fi-сетей

2.4 Исследование и оценка точности алгоритмов позиционирования объектов с помощью Wi-Fi-сетей

2.5 Обработка результатов вычислительного эксперимента по определению местоположения объектов посредством мобильных устройств

2.6 Метод повышения точности Wi-Fi позиционирования объектов

2.6.1 Уточнение результатов позиционирования объекта на основе применения аппарата нечеткой логики

2.6.2 Уточнение результатов позиционирования с помощью применения

контрольных точек

Выводы по главе 2

ГЛАВА 3. Модели и алгоритмы мониторинга движущихся объектов на производственной площадке промышленного предприятия

3.1 Система мониторинга движущихся объектов на ГШ

3.2 Концептуальная модель СМПО

3.3 Функциональная модель процесса обслуживания пользователя в СМПО

3.4 Архитектура СМПО

3.5 Теоретико-множественная модель СМПО на ПП

3.6 Алгоритмы операций СМПО на 1111

3.7 Оценка экономической эффективности от внедрения СМПО

Выводы по главе 3

ГЛАВА 4. Практическая реализация программно-аппаратных средств на основе инерциальных датчиков мобильных устройств

4.1 Алгоритм подсчета циклов перемещения рабочих органов механизмов циклического действия

4.2 Программно-информационное обеспечение подсчета шагов

4.3 Программно-аппаратная реализация экспериментального образца комплексного навигационного устройства

4.3.1 Описание прототипа комплексного навигационного устройства

4.3.2 Описание аппаратного обеспечения комплексного навигационного устройства

4.3.3 Реализация протокола передачи данных

4.4 Реализация программного симулятора БИНС

Выводы по главе 4

Заключение

Список сокращений и условных обозначений

Библиографический список

Приложение А

Приложение Б

Приложение В

Приложение Г

Приложение Д

ч

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Мобильные системы предоставления информационных сервисов позиционирования объектов»

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ

В настоящее время наблюдается рост интереса к программно-информационным сервисам, предоставляющим возможность получения данных о местоположении того или иного объекта. Эти данные позволяют значительно повысить информативность и качество предоставляемых пользователям услуг в различных сферах современной экономики.

По прогнозам J'son & Partners Consulting объем мирового рынка сервисов LBS (Location-based Service) - услуг на основе определения местоположения объекта- достигнет $ 16,89 млрд в 2016 году, т.е. с 2012 г. объем мирового рынка LBS удваивается примерно каждые два года [22].

Россия является крупнейшим рынком LBS в регионе с темпом роста 69,7 % в год, и по прогнозам к 2016 году рынок вырастет до $ 158,3 млн [43].

Существует множество технологий, позволяющих определять местоположение объекта, которые имеют различные характеристики, наиболее значимыми из которых являются: распространенность, точность, стоимость, а также возможность применения как внутри помещений, так и снаружи. Та или иная технология может быть выбрана с учетом специфики задач, которые призвана решать создаваемая система позиционирования.

Бурное развитие рынка мобильных устройств в последнее время приводит к появлению в них новых функциональных возможностей, в частности, при оснащении новейших мобильных устройств встроенными модулями беспроводной связи, инерциальными и прочими датчиками, которые нашли свое применение в различных приложениях информационно-развлекательного характера. Однако существует возможность использовать данные технические средства для решения задач навигации (в т.ч. внутри помещений), которая со временем набирает все большую актуальность в связи с увеличением числа промышленных объектов сложной инфраструктуры.

Вопросам создания навигационных систем посвящены исследования ученых разных стран, среди которых российские: М. Ф. Решетнев, В. Г. Пешехонов, Г. М. Чернявский, С. С. Ривкин, А. Ю. Ишлинский, А. В. Костров и др. и зарубежные: Йохан Шиллер (Jochen Schiller), Або-Алмеджд Нуралдин, (Aboelmagd Noureldin), Роберт Роджерс (Robert Rogers), Мохиндер Грювал (Mohinder Grewal), Лоурэнс Вайл (Lawrence Weill), Ангус Эндрюс (Angus Andrews). Серьезную теоретическую основу для развития инерциальной навигации и интегрированных навигационных систем в области теории систем и управления заложили отечественные ученые И. В. Прангишвили, В. Е. Селезнев, В. В. Алешин, В. М. Глушков, А. Г. Мамиконов, Б. Я. Советов, Г. Г. Куликов, О. Б. Низамутдинов, Ю. А. Кафта-нюк, О. В. Логиновский, Р. И. Макаров, В. А. Горбатов, С. А. Редкозубов и др.

ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ - система предоставления информационных сервисов по определению текущего местоположения пользователей мобильных устройств.

ПРЕДМЕТ ИССЛЕДОВАНИЯ - модели и алгоритмы функционирования мобильных систем позиционирования объектов и технологии реализации таких систем.

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ: целью диссертации является повышение точности функционирования мобильных систем предоставления информационных сервисов по определению местоположения объектов.

Поставленная в работе цель достигнута за счет решения следующих задач:

1. Анализ систем и технологий предоставления информационных сервисов по определению местоположения объектов с использованием современных мобильных устройств, а также определение возможности применения встроенных в них инерциальных датчиков для решения этой задачи путем оценки их погрешностей.

2. Разработка концептуальной модели системы Wi-Fi-позиционирования объектов посредством мобильных устройств и технологии создания и применения таких систем, а также экспериментальное исследование известных алгоритмов Wi-Fi-позиционирования, положенных в их основу,

в целях выявления условий эффективного использования данных алгоритмов.

3. Разработка архитектуры системы мониторинга перемещающихся объектов (СМПО) на производственной площадке (ГШ) промышленного предприятия, ее теоретико-множественной модели и основанных на ней алгоритмов базовых операций, реализующих основные функции системы мониторинга, а также оценка эффективности ее применения на основе имитационного моделирования.

4. Проектирование и реализация прототипа программно-аппаратного комплексного навигационного устройства движущихся объектов, включающего, в частности, бесплатформенную инерциальную навигационную систему (БИНС) для их позиционирования по данным акселерометров и гироскопов на основе математических моделей и аппаратов направляющих косинусов и кватернионов.

5. Разработка алгоритмического обеспечения подсчета циклов перемещения рабочих органов механизмов циклического действия (складской грузоподъемной техники и др.) на основе применения инерциальных датчиков линейного ускорения (акселерометров).

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ: исследования, выполненные в диссертации, основаны на применении методов системного анализа, теории проектирования систем, объектно-ориентированного анализа и проектирования, теории навигационных систем, прикладной физики, теории множеств, нечеткой логики, теории цифровой обработки информации, а также методах имитационного моделирования.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА 1. Концептуальная модель системы \\/1-Рьпозиционирования объектов посредством мобильных устройств, технология создания и применения таких систем, особенностью которой является возможность использования существующей инфраструктуры промышленного объекта, и метод повышения точности \¥ьРьпозиционирования на основе применения базы данных (БД)

контрольных точек плана производственной площадки со значениями уровня радиосигнала в этих точках, а также нечеткой логики.

2. Архитектура системы мониторинга перемещающихся объектов на производственной площадке промышленного предприятия, отличающаяся возможностью применения различных беспроводных технологий позиционирования объекта, и описывающее ее информационно-алгоритмическое обеспечение, которое вкючает теоретико-множественную модель и алгоритмы базовых операций, реализующих основные функции системы.

3. Алгоритм подсчета циклов перемещения рабочего органа механизма циклического действия, особенностью которого является определение пороговых значений линейного ускорения данного рабочего органа и границ временного интервала, за который он совершает очередной цикл. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ заключается в следующем.

1. Представлены результаты анализа систем и технологий предоставления информационных сервисов по определению местоположения объектов, на основе которых определены условия применения тех или иных систем навигации для решения конкретных задач позиционирования.

2. Произведена оценка погрешности инерциальных датчиков современных мобильных устройств, в результате которой доказана невозможность их применения для решения задач инерциальной навигации.

3. Разработано программно-информационное обеспечение подсчета циклов перемещения рабочего органа механизма циклического действия, включая действующее приложение для мобильного устройства на платформе Android.

4. Разработана технология создания и применения систем Wi-Fi-позиционирования объектов посредством мобильных устройств, возможность использования которой подтверждена результатами экспериментального исследования задействованных в разработанном программном прототипе системы известных алгоритмов Wi-Fi-позиционирования в целях определения условий их эффективного применения в зависимости от количества

и расположения точек доступа, скорости перемещения объекта, необходимой точности и вычислительных возможностей мобильного устройства.

5. На основе имитационного моделирования в системе AnyLogic получены результаты оценки пропускной способности промышленной площадки предприятия, оснащенного предложенной системой мониторинга перемещающихся объектов.

6. Разработан прототип программно-аппаратного комплексного навигационного устройства наземного транспортного средства, включающего, в частности, компоненты GPS (Global Positioning System) и GPRS (General Packet Radio Service) и реализующего функции «черного ящика» и видеорегистратора, которое позволяет вычислять координаты объекта по данным инерци-альных датчиков на основе реализации математических моделей и аппаратов направляющих косинусов и кватернионов.

Результаты диссертационного исследования имеют практическую значимость для территориально распределенных промышленных предприятий со сложной инфраструктурой.

Внедрение результатов работы

Основные практические результаты получены при выполнении:

- госбюджетной (ГБ) научно-исследовательской работы (НИР) № МД-781 «Исследование и разработка методов, моделей и алгоритмов реализации комплексных интеллектуальных программно-технических систем» на кафедре ИСПИ ВлГУ по гранту Президента РФ для государственной поддержки научных исследований молодых российских ученых - докторов наук (договор № 16.120.11.5155-МД от 01.02.2012) в качестве ответственного исполнителя в рамках II этапа «Создание информационного обеспечения и изготовление опытных образцов мобильного устройства инерциальной и спутниковой навигации GLONASS / GPS»;

- ГБ НИР № Г-615 «Разработка программного прототипа бортового черного ящика автомобиля» по гранту молодым ученым по приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники Владимирской области по заказу Департамента образования администрации, в рамках данной НИР разработан программ-

ный модуль прототипа интегратора навигационного устройства для обработки показаний акселерометров и отображения траектории объекта.

Полученные научные и практические результаты в части архитектуры СМПО внедрены на производственном предприятии ООО «ЕвроПласт» (г. Владимир). Кроме того, результаты диссертации внедрены в инновационной компании ООО «Бизнес.РФ» (г. Владимир) при разработке семейства мобильных приложений Pedometer B.RF на основе алгоритма подсчета циклов перемещения рабочих органов механизмов циклического действия с применением инерциальных датчиков линейного ускорения мобильных устройств.

Разработанное информационно-алгоритмическое обеспечение также применено в учебном процессе кафедры ИСПИ ВлГУ в лабораторных и практических работах по дисциплинам «Основы разработки веб-приложений» и «Информационные сети» направления 230400 - «Информационные системы и технологии» подготовки магистров и бакалавров соответственно.

Апробация и реализация результатов исследования

Основные научные результаты доложены на IV, V и IX международных научно-технических конференциях (МНТК) «Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования», г. Вологда, 2008 г, 2009 г. и 2013 г.; международной научной конференции (МНК) ММТТ-24 «Математические методы в технике и технологиях», г. Саратов, 2009 г.; I окружном инновационном конвенте, г. Дубна, ОИЯИ, 2009 г.; I Молодежной научно-практической школе «Информационный менеджмент социально-экономических и эргатических систем - 2010», г. Покров, 2010 г.; МНТК «Реинжиниринг технологических, организационных и управленческих процессов как основа модернизации экономики регионов», г. Кострома, 2010 г.; II Международной молодежной научно-практической школы «Информационный менеджмент социально-экономических и технических систем - 2011», г. Москва, 2011 г.; на межвузовских научно-практических конференциях ВЗФЭИ, г. Владимир, 2008 - 2011 гг.; МНК «Main problems of informatics and information education», Poland, Rzeszow», 2012 г.; I Международной научно-

практической конференции «Информационные технологии в промышленности, экономике и образовании - 2012 (ИТПЭО - 2012)», г. Владимир, 2012 г.; X международном симпозиуме «Интеллектуальные системы» (ЮТЕЬ8'2012), г. Москва, 2012 г.; Всероссийском конкурсе бизнес-планов «ПОКОЛЕНИЕ 2025», г. Москва, Экспоцентр, 2013 г.

Основные научные результаты, выносимые на защиту;

1. Концептуальная модель системы \¥ьР1-позиционирования объектов посредством мобильных устройств, технология создания и применения таких систем и метод повышения точности \\^-Р1-позиционирования на основе применения базы данных контрольных точек плана производственной площадки со значениями уровня радиосигнала в этих точках, а также аппарата нечеткой логики.

2. Архитектура системы мониторинга перемещающихся объектов на производственной площадке промышленного предприятия, отличающаяся возможностью применения различных беспроводных технологий позиционирования объекта.

3. Информационно-алгоритмическое обеспечение системы мониторинга перемещающихся объектов на производственной площадке промышленного предприятия, включающее теоретико-множественную модель и основанные на ней алгоритмы базовых операций, реализующих основные функции СМПО, построенной по предложенной архитектуре.

4. Алгоритм подсчета циклов перемещения рабочих органов механизмов циклического действия, особенностью которого является определение пороговых значений линейного ускорения рабочего органа и границ временного интервала, за который он совершает очередной цикл.

Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 16 публикациях, из них 4 в журналах, рекомендованных ВАК России.

Заключение диссертации по теме «Системный анализ, управление и обработка информации (по отраслям)», Салех Хади Мухаммед

Выводы по главе 4

1. Предложен алгоритм подсчета циклов перемещения рабочих органов механизмов циклического действия на основе применения инерциальных датчиков линейного ускорения (акселерометров) мобильных устройств, особенностью которого является определение пороговых значений линейного ускорения объекта и границ временного интервала выполнения очередного рабочего цикла механизма.

2. На основе предложенного алгоритма подсчета циклов перемещения рабочих органов механизмов циклического действия разработано программно-информационное обеспечение расчета дистанции, пройденной человеком по данным акселерометров мобильных устройств и действующее Android-приложение.

3. Разработан прототип комплексного навигационного устройства наземного транспортного средства с реализацией функции «черного ящика», которое включает в себя подсистемы спутниковой и инерциальной навигации, подсистему регистрации показаний внешних датчиков транспортного средства (уровня топлива, температуры двигателя и т.д.), GSM / GPRS модуль и видеорегистратор.

4. Разработан программный симулятор БИНС, позволяющие вычислять координаты объекта на основе реализации математических моделей направляющих косинусов и кватернионов по реальным данным акселерометров и гироскопов мобильных устройств, записанные с помощью одного из приложений для протоколирования показаний датчиков.

Заключение

1. Представлены результаты анализа систем и технологий предоставления информационных сервисов по определению местоположения объектов с использованием современных мобильных устройств, на основе которых определены условия применения тех или иных систем навигации для решения конкретных задач позиционирования, и по результатам произведенной оценки погрешности встроенных в них инерциальных датчиков доказана невозможность их применения для решения задач инерциальной навигации.

2. Разработаны концептуальная модель системы Wi-Fi-позиционирования объектов посредством мобильных устройств, технология создания и применения таких систем, особенностью которой является возможность использования существующей инфраструктуры промышленного объекта, и метод, позволивший повысить точность Wi-Fi-позиционирования в среднем на 19 % за счет применения базы данных контрольных точек плана производственной площадки со значениями уровня радиосигнала в этих точках, а также аппарата нечеткой логики.

3. Предложены архитектура системы мониторинга перемещающихся объектов на производственной площадке промышленного предприятия, отличающаяся возможностью применения различных беспроводных технологий позиционирования объекта, и основанное на ней информационно-алгоритмическое обеспечение, включающее теоретико-множественную модель и алгоритмы базовых операций, реализующих основные функции системы, и по результатам имитационного моделирования работпромышленной площадки предприятия, оснащенного СМПО, в системе AnyLogic продемонстрировано повышение ее пропускной способности примерно в 1,9 раза.

4. Разработан алгоритм подсчета циклов перемещения рабочих органов механизмов циклического действия, особенностью которого является определение пороговых значений линейного ускорения рабочего органа и границ временного интервала, за который он совершает очередной цикл, а также действующее приложение для мобильного устройства на платформе Android.

5. Создан прототип программно-аппаратного комплексного навигационного устройства наземного транспортного средства, включающего, в частности, компоненты GPS и GPRS (General Packet Radio Service) и реализующего функции «черного ящика» и видеорегистратора, которое позволяет вычислять координаты объекта по данным инерциальных датчиков на основе реализации математических моделей и аппаратов направляющих косинусов и кватернионов.

Список сокращений и условных обозначений

БД - база данных БЗ - база знаний

БИНС - бесплатформенная инерциальная навигационная система

ГСП - гиростабилизированная платформа

ИС - информационная система

КА - космический аппарат

МК - микроконтроллер

МУ - мобильное устройство

МЭМС - микроэлектромеханические системы

НАЛ - наземная аппаратура пользователей

ПО - программное обеспечение

1111 - производственная площадка

СМПО - система мониторинга перемещающихся объектов ТД - точка доступа

ЦВМ - цифровая вычислительная машина

A-GPS (Assisted GPS) - система, ускоряющая определение координат GPS-приёмником

АОА (Angle of Arrival) - угол прихода

GPRS (General Packet Radio Service) - пакетная радиосвязь общего пользования

GPS (Global Positioning System) - система глобального позиционирования IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) - Институт инженеров по электротехнике и электронике

JSON (JavaScript Object Notation)

LBS (Location-based Service) - услуги на основе определения местоположения объекта

NMEA (National Marine Electronics Association) - текстовый протокол связи морского навигационного оборудования

OTD (Observed Time Difference) - наблюдаемая разность времени QR-код (quick response) - быстрый отклик

Wi-Fi - торговая марка Wi-Fi Alliance для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11

RFID (Radio Frequency IDentification) - радиочастотная идентификация RSS (Received Signal Strength) - мощность принимаемого сигнала RSSI (Received Signal Strength Indication) - уровень мощности принимаемого сигнала

SSID (Service Set Identifier) - идентификатор беспроводной сети TOA (Time of Arrival) - разность времен

UART (Universal Asynchronous Receiver-Transmitter) - универсальный асинхронный приёмопередатчик

USB (Universal Serial Bus) - универсальная последовательная шина

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Салех Хади Мухаммед, 2013 год

Библиографический список

1. Аверин, И.М. Позиционирование пользователей с использованием инфраструктуры локальных беспроводных сетей / И.М. Аверин, В.Ю. Семенов // Труды IV Всероссийской конференции «Радиолокация и радиосвязь». - Москва. - 2010.

- С. 474-479.

2. Аверин, И.М. Определение местоположения пользователя в Wi-Fi сети / И.М. Аверин, В.Т. Ермолаев, А.Г. Флаксман, В.Ю. Семенов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. - Нижний Новгород: Изд. ННГУ, 2011. - № 5-С. 256-262.

3. Александров, Д.В. Методы и модели информационного менеджмента: Учебное пособие / Д.В. Александров, A.B. Костров, Р.И. Макаров, Е.Р. Хорошева. -М.: Финансы и статистика, 2007. - 304 с.

4. Александров, Д.В. Распределенные информационные системы. CASE - технологии реинжиниринга: Учеб. пособие / Д.В. Александров, A.B. Костров. - Вла-дим. гос. ун-т, 2001. - 136 с.

5. Алешин, Б.С. Ориентация и навигация подвижных объектов: современные информационные технологии / Б.С. Алешин, A.A. Афонин, К.К. Веремеенко и др.

- М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 424 с.

6. Аникин A.M. Определение местоположения мобильного объекта с помощью приемопередатчиков NanoLOC фирмы Nanotron /A.M. Аникин // Беспроводные технологии, 2007. - №3. - С. 32-35.

7. Анучин, О.Н. Бортовые системы навигации и ориентации искусственных спутников Земли / О.Н. Анучин, И.Э.Комарова, Л.Ф.Порфирьев. - СПб.: ГНЦ РФ ЦНИИ "Электроприбор", 2004. - 326 с.

8. Анучин, О. Н., Интегрированные системы ориентации и навигации для морских подвижных объектов / О. Н. Анучин, Г. И. Емельянцев. - СПб., 1999. - 357 с.

9. Емельянцев, Г. И. Об интеграции информационного обеспечения задач навигации, стабилизации и управления движением морских подвижных объектов / Г.

И. Емельянцев, С. П. Алексеев // Навигация и гидрография, 1996. - №2. - С. 7376.

10. Костров, A.B. Основы информационного менеджмента: учебное пособие / A.B. Костров. - М. : Финансы и Статистика, 2009. - 528 с.

11. Кругл ob, B.B. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети / В.В. Круглов, М. И. Дли, Р. Ю. Голунов. - М.: Физматлит, 2001. - 224 с.

12. Кучерков, С.Г. Использование вариации Аллана при исследовании характеристик микромеханического гироскопа / С.Г. Кучерков, [и др.]. // Гироскопия и навигация, 2003. -№2. - С. 98-104.

13. Макаров, Р.И. Методология проектирования информационных систем: учебное пособие / Р.И. Макаров, Е.Р. Хорошева. - Владимир : Владим. гос. унт, 2008.-334 с.

14. Малышев, В.В. Введение в спутниковую навигацию / В.В. Малышев, В.В. Куршин, С.Г. Ревнивых. - М.: МАИ-ПРИНТ, 2008. - 192 с.

15. Миниахметов, P.M. Обзор алгоритмов локального позиционирования для мобильных устройств / P.M. Миниахметов, A.A. Рогов, M.JI. Цымблер // Вестник ЮУрГУ. Серия "Вычислительная математика и информатика", 2013. - №2. - С. 83-96.

16. Монаков, A.A. Теоретические основы радионавигации: Учебное пособие / A.A. Монаков. - СПб.: ГУАП, 2002. - 70 с.

17. Пешехонов, В.Г. Перспективы инерциальной навигации / В.Г. Пешехонов // Гироскопия и навигация, 1995. — №1. — С.20-26.

18. Пешехонов, В.Г. Ключевые задачи современной автономной навигации / В.Г. Пешехонов // Гироскопия и навигация, 1996. - №1. - С.48-55.

19. Ривкин, С.С. Расчет динамических погрешностей гироскопических устройств на качающемся основании / С.С. Ривкин. - Д.: ЦНИИ"Румб", 1991. - 97 с.

20. Ривкин, С.С. Статистическая оптимизация навигационных систем / С.С. Ривкин, Р.И. Ивановский, A.B. Костров. - JI.Судостроение, 1976. - 280 с.

21. Ривкин, С.С. Определение параметров ориентации объекта бесплатформенной инерциальной системой / С.С. Ривкин, З.М. Берман, И.М. Окон. - СПБ: ГНЦ РФ - ЦНИИ "Электроприбор", 1996. - 226 с.

22. Рынок дополненной реальности и геолокационных сервисов в России и мире [электронный ресурс] / J'son & Partners Consulting // Режим доступа: http ://www.j son.ru/markets_research/new_research/.

23. Салех, X. М. Формальная нейроподобная модель системы мониторинга транспортного потока / X. М. Салех, Д. В. Александров, М. И. Жигалова // «Нейрокомпьютеры: разработка, применение». - 2012. - № 7. - С. 41- 48.

24. Салех, X. М. Радиолокация с использованием Wi-Fi-точек доступа беспроводных сетей внутри помещений/ X. М. Салех, Д. В. Александров // «Информационно-измерительные и управляющие системы». - 2012. - № 7, Т 10. - С. 29 - 36.

25. Салех, X. М. Определение местоположения объектов с использованием инерционных датчиков в мобильных устройствах / X. М. Салех // «Нелинейный мир». -2012.-№ 9.-С. 617-622.

26. Салех, X. М. Позиционирование технических объектов с помощью высокочувствительных датчиков перемещения / X. М. Салех, Ю. В. Новожилов // Вестник Костромского гос. ун-та имени Н. А. Некрасова. Серия: Технические и естественные науки «Системный анализ. Теория и практика». - 2010. - № 1. Т. 16. - С. 49-52.

27. Салех, X. М. Навигационные системы внутри помещений для мобильных устройств / X. М. Салех // Интеллектуальные системы. Труды Десятого международного симпозиума. - М. : РУСАКИ, 2012. - С. 459 -461.

28. Салех, X. М. Разработка экспериментального образца комплексного навигационного устройства / Салех X. М. // Вестник филиала Всероссийского заочного финансово-экономического института в г. Владимире. - Владимир, 2012. - Вып. 6.-С. 154- 158.

29. Салех, X. М. Модели и алгоритмы мониторинга транспортного потока / X. М. Салех, Д. В. Александров, М. И. Жигалова // Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надеж-

ность машин, приборов и оборудования : Материалы седьмой МНТК. - ВоГТУ, г. Вологда. - 2012. - С. 32 - 34.

30. Салех, X. М. Оценка погрешности датчиков в мобильных устройствах / Са-лех X. М. // Сборник материалов «Информационные технологии в промышленности, экономике и образовании - 2012 (ИТПЭО - 2012)». - Владимир. - С. 66 - 70.

31. Салех, X. М. Гибридная система навигации для повышения качества прогнозирования и мониторинга подвижных объектов в пространстве / Салех X. М. // Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования. Материалы четвертой МНТК. Т.1. - Вологда : ВоГТУ, 2008. - С. 37 - 40.

32. Салех, X. М. К вопросу о классификации интеллектуальных информационных систем / X. М. Салех, Д. В. Александров // Автоматизация и энергосбережение машиностроительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования : Материалы восьмой МНТК. - Вологда : ВоГТУ, 2013.-С. 15-18.

33. Салех, X. М. Применение микроэлектромеханических датчиков в задачах комплексной навигации / Салех X. М. // Автоматизация и энергосбережение ма-шино-строительного и металлургического производств, технология и надежность машин, приборов и оборудования // Материалы четвертой МНТК. Т.2. - Вологда : ВоГТУ, 2010.-С. 84-87.

34. Салех, X. М. Бесплатформенная инерциальная навигационная система на основе интегрирования кинематических уравнений Эйлера / X. М. Салех, Д. В. Александров // Информационный менеджмент социально-экономических и эрга-тических систем - 2010: Труды Молодежной научно-практической школы (г. Покров). - Владимир : Собор, 2010. - С. 71 - 76.

35. Салех, X. М. Принципы построения бесплатформенной системы ориентации и навигации / Салех X. М. // Актуальные вопросы экономического развития (инвестиционная привлекательность и инвестиционная направленность) материалы межвуз. науч.-практ. конф., 28 апреля 2009 г., г. Владимир, филиал ВЗФЭИ в г. Владимире. - Владимир, 2009. - С. 225 - 228.

36. Салех, X. M. Обработка результатов эксперимента по определению траектории автомобиля с использованием GPS-приемника и SUNSPOT / Салех X. М. // Информационный менеджмент социально-экономических и технических систем -2011 // сборник материалов II международной молодежной научно-практической школы (г. Москва). - Владимир: С. 144 - 146.

37. Салех, X. М. Бюджетная гибридная навигационная система для наземных транспортных средств [электронный ресурс] / Салех X. М.// Материалы научно-практической конференции в рамках Дней науки студентов и аспирантов Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых. - Изд-во ВлГУ, 2012. - С. 122- 123. Режим доступа: http://www.sci.vlsu.ru/news/sob/days_of_science_2012.pdf.

38. Серегин, В.В. Прикладная теория и принципы построения гироскопических систем: Учебное пособие / В.В. Серегин. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2007. - 78 с.

39. Сирая, Т.Н. Вариация Аллана как оценка погрешности измерения / Т.Н. Сирая // Гироскопия и навигация. - 2010. - №2. - С. 29 - 36.

40. Староверов К. МЭМС-датчики движения от STMicroelectronics: акселерометры и гироскопы / К. Староверов // Электронные компоненты. - 2009. - №12. -С. 53-57.

41. Степанов, O.A. Основы теории оценивания с приложениями к задачам обработки навигационной информации / O.A. Степанов. - СПб.:ГНЦ РФ ЦНИИ «Электроприбор» . - 2009. - 496 с.

42. Яценков, В. С. Основы спутниковой навигации. Системы GPS NAVSTAR и ГЛОНАСС / B.C. Яценков. - М: горячая линия. - 2005. - 272 с.

43. 1Q.2011 Global GPS Navigation and LBS Devices Forecast, 2008 -2015 /IE Market Research Corporation [электронный ресурс] // режим доступа: http://www.iemarketresearch.com/documents/lQ-201 l-Global-GPS-Devices-Forecast.pdf

44. Aggarwal, P. MEMS-Based Integrated Navigation / P. Aggarwal, A. Noureldin, Z. Syed, N. El-Sheimy. - Artech House Publishers, 2010. - P. 197.

45. Alberto, J. G. Mobility and Signal Strength- Aware Handover Decision in Mobile IPv6 based Wireless LAN / J. G. Alberto, K. Abu Bakar, K. Ghafoor, A. Sadiq // Pro-

ceedings of The International MultiConference of Engineers and Computer Scientists 2011.-2011.-P. 664-669.

46. Allan, B. Location-Based Services and Geo-Information Engineering / B. Allan, C. Li. - John Wiley & Sons Ltd, 2009. - P. - 392.

47. Allen M. Design and Implementation of an Indoor Mobile Navigation System: Masters thesis /Allen Ka Lun Miu. - Massachusetts Institute of Technology., 2002. - 60 p.

48. An introduction to inertial navigation: Technical Repot / Woodman, O. J. - Cambridge: University of Cambridge, 2007. - P. 37.

49. Bar-Shalom, Y. Estimation with Applications to Tracking and Navigation: Theory, Algorithms and Software / Y. Bar-Shalom, X.R. Li, T. Kirubarajan. - John Wiley & Sons, 2001.-P. 584.

50. Bill, R. Indoor and Outdoor Positioning in Mobile Environments / R. Bill, C. Cap, M. Kofahl, T. Mundt // Geographical Information Sciences. - 2004. - p. 91-98.

51. Google Inc. Android Developers. SensorManager [Электронный ресурс] / Googlelnc. // 04 May 2012. - Режим доступа: http://developer.android.com/reference/android/hardware/SensorManager.html

52. Hansson, A. Using Sensor Equipped Smartphones To Localize WiFi Access Point: smaster thesis/ Hansson Anton, TufVesson Linus. - Lund University., 2011. - p. 94.

53. Hatami, A. A Comparative Performance Evaluation of Indoor Geolocation Technologies/ A. Hatami, B. Alavi, K. Pahlavan, M. Kanaan // Interdisciplinary Inf. Sciences. -2006.-P. 133-146.

54. IEEE Std. - 2006 IEEE Standard Specification Format Guide and Test Procedure for Single-Axis Laser Gyros. New York. - IEEE. - 2006. - P. 68-80.

55. Jablonski, R. Szewczyk R. Recent advances in mechatronics / R. Jablonski, M. Turkowski. - Warsaw: Springer, 2007. - P. 693.

56. Joel, A. K. A Guide to Hands-on MEMS Design and Prototyping / A. K. Joel. -Cambridge University Press, 2011. - P. 178.

57. Kim, J.W. A step, stride and heading determination for the pedestrian navigation system/ J.W. Kim, H.J. Jang, D.H. Hwang, C. Park // Journal of Global Positioning Systems. - 2004. - P. 273-279.

58. Kraft, M. MEMS for automotive and aerospace applications/ M. Kraft, N.M. White. - Woodhead Publishing Limited: Cambridge, 2013. - P. 360.

59. Krzysztof, W. K. Local Positioning Systems: LBS Applications and Services/ W. K. Krzysztof, J. Hjelm. - CRC Press. 2006. - P. 488.

60. Kupper, A. Location-Based Services / A. Kupper John. - Wiley & Sons Ltd, 2005. -P. 388.

61. Kushki, A. WLAN Positioning Systems: Principles and Applications in Location-Based Services / A. Kushki, K. Plataniotis, A. Venetsanopoulos. - Cambridge University Press: New York, 2012. - P. 160.

62. Kushwaha, A. Location Based Services using Android Mobile Operating System / A. Kushwaha, V. Kushwaha // International Journal of Advances in Engineering & Technology. - 2011. - P. 14-20.

63. Mallick, M. Mobile and Wireless Design Essential / M. Mallick. - John Wiley & Sons, 2003.-P. 483.

64. Mahajan, A. Wi-Fi Localization using RSSI in Indoor Environment via a smartphone / A. Mahajan , M. Chanana // International Journal Of Engineering And Computer Science. - 2012. - P. 94-98.

65. McQueen, B. Intelligent Transportation Systems Architectures/ B. McQueen, J. McQueen. - Artech House: Boston, 1999. - P. 504.

66. Milette, G. Professional Android Sensor Programming / G. Milette, A. Stroud. -John Wiley & Sons, Inc: Indianapolis, 2012. - P. 552.

67. Mohinder, S. G. Global Positioning Systems, Inertial Navigation, and Integration / S. G. Mohinder, R. W. Lawrence, P. A. Angus. - John Wiley & Sons: New York, 2000.-P. 416.

68. Munoz, D. Position Location Techniques And Applications / D. Munoz, F. Bouchereau, C. Vargas, R. Enriquez-Caldera. - Academic Press, 2009. - P. 275.

69. Pahlavan, K. Indoor geolocation science and technology/ K. Pahlavan, X. Li, J. Makela // IEEE Commun. Mag. - 2002. - P. 112-118.

70. Paramvir, B. RADAR: an In-building RF-based User Location and Tracking System/ B. Paramvir, V. N. Padmanabhan // Conference of the IEEE Computer and Communications Societies. - 2000. - P. 775-784.

71. Rahman, M.S. Relative location estimation of vehicles in parking management system/ M.S. Rahman, P. Youngil, K. Ki-Doo // ICACT'09 Proceedings of the 11th international conference on Advanced Communication Technology. - 2009. - P. 729-732.

72. Rogers, R. M. Applied Mathematics in Integrated Navigation Systems / R. M. Rogers. - American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2003. - P. 326.

73. Salas, K. J. ARM 7 Based Accident Alert and Vehicle Tracking System / K.J. Salas, X. A. Mary, M. Namitha // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE). - 2013. - P. 93-96.

74. Sal eh, H. M. Determining the location of objects using inertial sensors in mobile devices / H. M. Saleh, D. V. Aleksandrov, V.A. Muzichenko // Main problems of informatics and information education. Poland, Rzeszow, 2012. - pp. 265 - 275.

75. Schiller, J. Mobile Communication / J. Schiller. - Addison-Wesley, 2003. - P. 492.

76. Titterton, D. H. Strapdown inertial navigation technology - 2nd Edition / D. H. Titterton, J.L. Weston. - The Institution of Engineering and Technology, 2004. - P. 558.

77. Vikas, K.N., Integration of Inertial Navigation System and Global Positioning System Using Kalman Filtering: M.Tech. Dissertation/ Kumar N. Vikas. -MUMBAI, 2004. - P. 69.

78. Woodman, O. J. Pedestrian localisation for indoor environments: PhD thesis / Oliver J. Woodman. - University of Cambridge, 2010. - P. 207.

79. Zakas, N. C. Professional JavaScript for Web Developers 3rd Edition / N. C. Zakas. -Wrox, 2012,- P. 960.

80. Zhang, X. Allan Variance Analysis on Error Characters of MEMS Inertial Sensors for an FPGA-Based GPS/INS System / X. Zhang, L. Yong, P. Mumford, C. Rizos // In Proceeding of the International Symposium on GPS/GNSS. - 2008. - P. 127- 133.

1,000,000 900,000 800,000 700,000 600,000 500,000 400,000 300,000 200,000 100,000 о

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

| Смартфоны с поддержкой GPS/LBS | Портативные навигационные устройства

Мобильные устройства с поддержкой ОРБ'ЬВБ услуг Навигационные устройства, устанавливаемые производителем

Рисунок - Рынок GPS навигации и LBS устройств (прогноз 2008 - 2015 гг.)

Рисунок 1 - Схема расположения точек доступа и точек измерений

0,2 0,18 0,16 + 0,14 -)-0,12 0,1 -)-0,08 0,06 -+■ 0,04 0,02 О

А ж х

х

X ♦

^-

Ж Ж ж

X

0,00

ж*

5,00

X

10,00

ж

ж

ж-

15,00

-ж

20,00

♦ алгоритм 1 ■ алгоритм 2 ▲ алгоритм 3 X алгоритм 4 Ж алгоритм 5

25,00

Рисунок 2 - Нормальное распределение отклонения

вычисленных координат от реальных

Таблица. Обработанные результаты измерений

№ измерения АР1 АР2 АРЗ АР4 АР 5 АР6

1 -89 -100 -100 -100 -100 -100

2 -74 -83 -94 -100 -100 -100

3 -63 -83 -91 -100 -100 -100

4 -88 -81 -88 -100 -100 -100

5 -90 -78 -88 -100 -100 -100

6 -92 -76 -86 -100 -100 -100

7 -99 -78 -83 -100 -100 -100

8 -100 -88 -80 -100 -100 -100

9 -100 -92 -69 -100 -100 -100

10 -100 -95 -63 -100 -100 -100

11 -100 -98 -73 -95 -100 -100

12 -100 -100 -76 -92 -100 -100

13 -100 -100 -81 -84 -89 -100

14 -100 -100 -88 -80 -87 -100

15 -100 -100 -92 -64 -83 -100

16 -100 -100 -97 -60 -78 -100

17 -100 -100 -100 -65 -76 -100

18 -100 -100 -100 -73 -75 -96

19 -100 -100 -100 -77 -72 -94

20 -100 -100 -100 -88 -65 -89

21 -100 -100 -100 -98 -62 -86

22 -100 -100 -97 -100 -57 -74

23 -100 -100 -90 -100 -60 -69

24 -98 -96 -94 -100 -64 -61

25 -100 -94 -96 -100 -74 -63

Рисунок 1 - Блок-схема алгоритма операции «Контролировать движение объекта»

Рисунок 2 - блок-схема алгоритма «Обработать запрос на выезд»

Рисунок - Экспериментальный образец комплексного

навигационного устройства Приложение Д

Документы, подтверждающие результаты диссертации

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор ООО «Бю&ес.РФ»

Е. В. Александрова

2013 г.

CAJIEXA Хади Мухаммеда

на соискание ученой степени кандидата технических наук

по теме «Мобильные системы предоставления

информационных сервисов позиционирования объектов»

Результаты диссертационных исследований ассистента кафедры информационных систем и программной инженерии Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ) Салеха Хади Мухаммеда, направленные на повышение точности функционирования мобильных систем предоставления информационных сервисов по определению местоположения объектов, использованы в научно-практической деятельности компании ООО «Бизнес.РФ» (г. Владимир) в рамках выполнения договора № БРФ-3/13 «Исследование и анализ систем и технологий определения местоположения объектов на основе применения мобильных устройств» по заказу ВлГУ при анализе систем и технологий предоставления информационных сервисов по определению местоположения объектов с использованием современных мобильных устройств, а также определении возможности применения встроенных в них инерциальных датчиков для решения этой задачи путем оценки их погрешностей.

Кроме того, алгоритм подсчета циклов перемещения рабочих органов механизмов циклического действия с применением инерциальных датчиков линейного ускорения мобильных устройств внедрен в семейство мобильных приложений Pedometer B.RF на платформе Android, которое представлено в электронной торговой площадке Google Play.

Научно-практическая значимость и новизна результатов, полученных при выполнении совместно с ВлГУ научных исследований, подтверждены актом выполненных работ.

Ведущий программист

И. В. Спирин

УТВЕРЖДАЮ Генеральный директор

. Е. Чернов _2013 г.

использования результатов диссертационной работы САЛЕХА Хади Мухаммеда

на соискание ученой степени кандидата технических наук

по теме «Мобильные системы предоставления информационных сервисов позиционирования объектов»

Научные и практические результаты диссертационных исследований ассистента кафедры информационных систем и программной инженерии Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» (ВлГУ) Салеха Хади Мухаммеда, направленные на повышение точности функционирования мобильных систем предоставления информационных сервисов по определению местоположения объектов, внедрены в практической деятельности компании ООО «ЕвроПласт» (г. Владимир) в части архитектуры системы мониторинга перемещающихся объектов (отличающейся возможностью применения различных беспроводных технологий определения местоположения) на производственной площадке предприятия, ее теоретико-множественной модели и основанных на ней алгоритмов базовых операций, реализующих основные функции данной системы.

Кроме того, по результатам имитационного моделирования промышленной площадки предприятия, оснащенного системой мониторинга перемещающихся объектов, в системе АпуЬо^с продемонстрировано повышение ее пропускной способности примерно в 1,9 раза.

Главный технолог

Пурецкая Е.Г.

УТВЕРЖДАЮ Первый проректор, проректор по учебной работе ФГБОУ ВПО «Владимирский

АК

И В. Г. ПРОКОШЕВ

об использовании результатов диссертационной работы на соискание ученой степени кандидата технических наук Салеха Хади Мухаммеда «Мобильные системы предоставления информационных сервисов позиционирования объектов» в учебном процессе ФГБОУ ВПО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

Мы, нижеподписавшиеся заведующий кафедрой информационных систем и программной инженерии (ИСГШ), д.т.н., профессор И. Е. Жигалов и профессор кафедры ИСПИ, Заслуженный деятель науки Российской Федерации, д.т.н., профессор А. В. Костров, настоящим актом удостоверяем использование материалов диссертации ассистента кафедры ИСПИ X. М. Салеха «Мобильные системы предоставления информационных сервисов позиционирования объектов», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук, в учебном процессе кафедры информационных систем и программной инженерии ВлГУ для подготовки магистров и бакалавров направления 230400 - «Информационные системы и технологии».

Основные результаты диссертации вошли в состав курсов лабораторных и практических занятий по дисциплинам «Основы разработки веб-приложений» и «Информационные сети» направления 230400 - «Информационные системы и технологии» подготовки магистров и бакалавров соответственно.

Заведующий кафедрой ИСПИ, д.т.н., профессор

Профессор кафедры ИСПИ, Заслуженный деятель наую д.т.н., профессор

УТВЕРЖДАЮ

об основных результатах научно-практической работы САЛЕХА Хади Мухаммеда по теме диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук «Мобильные системы предоставления информационных сервисов позиционирования объектов»

Результаты диссертационных исследований ассистента кафедры информационных систем и программной инженерии (ИСПИ) ФГБОУ ВПО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» X. М. Салеха, направленных на повышение точности функционирования мобильных систем предоставления информационных сервисов по определению местоположения объектов, получены в ходе выполнения на кафедре ИСПИ ВлГУ:

• в качестве ответственного исполнителя реализуемой в 2012 - 2013 гг. по направлению «Информационно-телекоммуникационные системы и технологии» госбюджетной научно-исследовательской работы (ГБ НИР) № МД-781 «Исследование и разработка методов, моделей и алгоритмов реализации комплексных интеллектуальных программно-технических систем» по гранту Президента РФ для государственной поддержки научных исследований молодых российских ученых - докторов наук (договор № 16.120.11.5155-МД от 01.02.2012) в рамках I этапа 2012 г. «Создание информационного обеспечения и прототипа системы поддержки принятия решений диспетчером газотранспортной системы для работы в нештатных ситуациях» и II этапа 2013 г. «Создание информационного обеспечения и изготовление опытных образцов мобильного устройства инерциальной и спутниковой навигации СТ^ЖАББ /

• в качестве руководителя реализуемой в 2009 г. ГБ НИР № Г-615 «Разработка программного прототипа бортового черного ящика автомобиля» по именному гранту молодым ученым по приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники Владимирской области по заказу Департамента образования администрации Владимирской области.

Справка дана для представления в диссертационный Совет Д.212.025.01.

Заведующий кафедрой ИСПИ,

вРБ»;

д.т.н., профессор

Секретарь кафедры ИСПИ

И. Е. ЖИГАЛОВ

Е. К. ЛЫСОВА

КОМИТЕТПО

МОЛОДЁЖНОЙ ПОЛИТИКЕ АДМИНИСТРАЦИИ ВЛАДИМИРСКОЙ ОБЛАСТИ

н агражд а елся,

САЛЕХ ХАДИ МУХАММЕД

аспирант кафедры информационных систем и информационного менеджмента Владимирского лосударстаенного университета

победитель* областного -конкурса грантов молодых ученых на проведение научных исследований по приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники Владимирской области- в 2009 году