Nghiên cứu kiến trúc hệ thống AR LBS ( Luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu kiếNghiên cứu kiến trúc hệ thống AR LBS ( Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kiến trúc hệ thống AR LBS ( Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kiến trúc hệ thống AR LBS ( Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kiến trúc hệ thống AR LBS ( Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kiến trúc hệ thống AR LBS ( Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kiến trúc hệ thống AR LBS ( Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kiến trúc hệ thống AR LBS ( Luận văn thạc sĩ)n trúc hệ thống AR LBS ( Luận văn thạc sĩ)

1 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THƠNG TIN VÀ TRUYỀN THƠNG ĐỒN XN VƢỢNG NGHIÊN CỨU KIẾN TRÚC HỆ THỐNG AR- LBS Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 60 48 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC:PGS.TS ĐẶNG VĂN ĐỨC Thái Nguyên - 2014 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn cơng trình nghiên cứu riêng cá nhân tôi, không chép Luận văn tự nghiên cứu, đọc, dịch tài liệu, tổng hợp thực Nội dung lý thuyết luận văn có sử dụng số tài liệu tham khảo trình bày phần tài liệu tham khảo Chương trình phần mềm kết luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Thái Nguyên, ngày 16 tháng năm 2014 Học viên thực Đồn Xn Vƣợng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ LỜI CẢM ƠN Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo, cán hướng dẫn khoa học PGS.TS Đặng Văn Đức, người thầy tận tình hướng dẫn tơi từ buổi tiếp cận với đề tài khoa học Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn đến thầy cô giáo trường Đại học Công nghệ thông tin Truyền thông – Đại học Thái Nguyên, cán Trung tâm Công nghệ phần mềm – Sở Thơng tin Truyền thơng thành phố Hải Phòng tận tình giảng dạy tạo điều kiện cho tơi học tập, nghiên cứu hồn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn bạn học viên lớpCK11B – Khoa học máy tính giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi suốt q trình học tập thực luận văn Cuối cùng, xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến gia đình, đồng nghiệp bạn bè tôi, người động viên, tạo điều kiện cho lao động học tập suốt thời gian qua Một lần nữa, xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày 16 tháng năm 2014 Học viên thực Đoàn Xuân Vƣợng Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU 10 ĐẶT VẤN ĐỀ 11 Chƣơng 1: Khái quát LBS thực gia tăng (Augmented Reality) 14 1.1 Giới thiệu chung LBS 14 1.1.1 Tổng quan LBS 14 1.1.2 Các thành phần LBS 15 1.1.3 Các kiểu dịch vụ LBS 16 1.1.4 Các thiết bị di động 17 1.1.5 Mô tả việc xử lý yêu cầu LBS 19 1.2 Giới thiệu Augmented Reality 22 1.2.1 Định nghĩa 22 1.2.2 Tổng quan lịch sử phát triển 24 1.2.3 Các thành phần Augmented Reality 27 1.2.4 Ứng dụng Augmented Reality thực tế 30 1.3 Kết hợp ứng dụng AR LBS 34 Chƣơng 2: Kiến trúc hệ thống tích hợp thực gia tăng LBS(AR -LBS) 37 2.1 Giới thiệu 37 2.2 Cơ sở hạ tầng mạng truyền thông 37 2.3 Vấn đề định vị 41 2.4 Kiến trúc tổng thể hệ thống AR-LBS 45 2.4.1 Mơ hình tổng qt 45 2.4.2 Các thành phần kiến trúc AR-LBS 47 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 2.4.2 Cơ sở liệu AR-LBS 48 2.4.3 Các vấn đề phát triển ứng dụng AR-LBS 49 2.4.4 Các chiến lược phát triển hệ thống AR-LBS 50 2.5 Kết luận chương 54 Chƣơng 3: Xây dựng demo hệ thống AR-LBS tảngGoogle App Engine 55 3.1 Giới thiệu Google App-Engine 55 3.1.1 Môi trường ứng dụng: 56 3.1.2 RunTimes Frameworks: 57 3.1.3 Hỗ trợ độ tin cậy 57 3.1.4 Google Cloud SQL 57 3.1.5 Giới hạn sử dụng 57 3.1.6 Free Quota 58 3.1.7 Kết luận 58 3.2 Hệ thống AR-LBS cung cấp thơng tin tòa nhà thành phố Hải Phòng qua Smartphone 59 3.2.1 Đặt vấn đề 59 3.2.2 Phân tích hệ thống 59 3.3 Thiết kế cài đặt tảng Google App Engine 68 3.3.1 Thiết kế sở liệu 68 3.3.2 Thiết kế chương trình 70 3.4 Thử nghiệm đánh giá kết 73 KẾT LUẬN 74 TÀI LIỆU THAM KHẢO 75 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT STT Từ viết tắt ADSL A-FLT AOA API AR CSDL EDGE E-OTD Tiếng Anh Tiếng Việt Asymmetric Digital Subscriber Line Advanced forward link trilateration Angle of arrival Application Programming Interface Augmented Reality GAE 10 GIS Enhanced Data rates for GSM Evolution Enhanced observed time difference Google App Engine Geographical Information System 11 GPRS General Packet Radio Service 12 GPS Global Position System 13 HDM Head Mounted Display 14 HTML HyperText Markup Language 15 HTTP Hypertext Transfer Protocol 16 JDBC Java Database Connectivity 17 JSON JavaScript Object Notation 18 LBC Location-based Computing 19 LBS Location-based Services Mobile Augmented Reality System 20 MARS 21 PDA Personal Digital Assistant Số hóa Trung tâm Học liệu Đường truyền thuê bao số bất đối xứng Giao diện lập trình ứng dụng Thực tăng cường (hoặc Thực gia tăng) Cơ sở liệu Công nghệ di động nâng cấp từ GPRS Google App Engine Hệ thống thơng tin địa lý Dịch vụ vơ tuyến gói tổng hợp Hệ thống định vị toàn cầu Thiết bị hiển thị gắn đầu Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn Giao thức truyền siêu văn Kết nối sở liệu Java Ký pháp đối tượng JavaScript Tính tốn dựa địa điểm Dịch vụ dựa vị trí Hệ thống thực tăng cường mobile Thiết bị di động số cá nhân http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 22 POI Point of Interest 23 SEO Search Engine Optimization 24 TDOA 25 TOA 26 VR Time difference of arrival Time of arrival Virtual Reality 27 WAP Wireless Application Protocol 28 WLAN Wireless Local Area Network 29 WML Wireless Mark-up Language 30 XHTML Extensible HyperText Markup Language Số hóa Trung tâm Học liệu Điểm đặc trưng Tối ưu hóa cỗ máy tìm kiếm Thực ảo Giao thức ứng dụng không dây Mạng nội không dây Ngôn ngữ đánh dấu vô tuyến Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn mở rộng http://www.lrc-tnu.edu.vn/ DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Các thành phần dịch vụ LBS 16 Hình 2: Các loại thiết bị di động 18 Hình 3: Luồng thơng tin thành phần LBS 20 Hình 4: Một ứng dụng thực tăng cường 23 Hình 5: Một cảnh series phim kẻ hủy diệt (Terminator) 25 Hình 6: Hệ thống AR dẫn nhà hàng 26 Hình 7: Hệ thống thực tăng cường Head-Mounted-Display 28 Hình 8: Mơ hình hệ thống thực tăng cường Head-Mounted-Display 28 Hình 9: HDM mơ hình rộng 30 Hình 10: Một thiết bị HDM Sony 30 Hình 11: Ứng dụng AR quân 31 Hình 12: Ứng dụng AR giải trí 32 Hình 13: Ứng dụng AR truyền thơng 33 Hình 14: Sử dụng smartphone cho AR 35 Hình 15: Một ứng dụng Nokia 36 Hình 1: Mơ hình kiến trúc WAP 38 Hình 2: Mạng GPRS/EDGE 39 Hình 3: Định vị theo phương pháp Cell identification 42 Hình 4: Định vị theo phương pháp TDOA 43 Hình 5: Định vị theo phương pháp TOA 44 Hình 6: Định vị theo phương pháp AOA 44 Hình 7: Quy trình xử lý hệ thống AR-LBS 46 Hình 8: Kiến trúc AR – LBS 47 Hình 1: Bảng theo dõi hoạt động ứng dụng GAE 56 Hình 2: Mơ hình tổng quan hệ thống xác định thơng tin địa diểm thành phố Hải Phòng 61 Hình 3: Biểu đồ ca sử dụng Hiển thị khung nhìn AR 62 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ Hình 4: Biểu đồ ca sử dụng cập nhật vị trí 63 Hình 5: Biểu đồ ca sử dụng Quản trị địa điểm 63 Hình 6: Biểu đồ Hiển thị khung nhìn AR 66 Hình 7: Biểu đồ Cập nhật vị trí 66 Hình 8: Biểu đồ quản trị địa điểm 67 Hình 9: Biểu đồ triển khai hệ thống 68 Hình 10: Cơ sở liệu địa điểm 69 Hình 11: Bảng Position Place GAE 69 Hình 12:Bảng PlaceCategory GAE 70 Hình 13: Giao diện trang chủ 71 Hình 14: Giao diện danh sách địa điểm tòa nhà 71 Hình 15: Thêm địa điểm tòa nhà 72 Hình 16: Giao diện chương trình smartphone 73 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ 10 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Bảng mô tả giới hạn sử dụng ứng dụng GAE miễn phí 57 Bảng 2: Bảng mô tả free quota ứng dụng GAE miễn phí 58 Bảng 3: Mô tả thông tin Ca sử dụng Cập nhật thơng tin vị trí 64 Bảng 4: Công thức Haversine 73 Số hóa Trung tâm Học liệu http://www.lrc-tnu.edu.vn/ ... trung nghiên cứu hệ thống LBS, công nghệ AR kiến trúc xây dựng hệ thống AR – LBS ứng dụng thực tiễn Luận văn chia làm 03 chương với nội dung sau: Chương 1: Khái quát LBS thực gia tăng (Augmented... vụ dựa vị trí LBS, tổng quan thực gia tăng Augmented Reality (AR) Chương 2: Kiến trúc hệ thống tích hợp thực gia tăng LBS - Chương đưa kiến trúc tích hợp AR- LBS, thành phần kiến trúc việc giao... Đưa chiến lược xây dựng ứng dụng kiến trúc AR- LBS Chương 3: Xây dựng demo hệ thống AR- LBS tảng Google App Engine - Xây dựng ứng dụng thử nghiệm cho hệ thống AR- LBS Google App Engine Số hóa Trung