بهبود برچسب‌گذاری مکانی در محیط‌ های فراگستر مبتنی بر فناوری واقعیت افزوده

در سالهای اخیر توانمندی های تلفن های همراه هوشمند در ابعاد مختلف سختافزاری و نرمافزاری رشد قابل توجه ای داشته است. این توانمندی ها در کنار بارزترین ویژگی یک تلفن همراه یعنی در همه جا حاضری، سبب استفاده روزافزون آنها در سیستم های فراگستر شده است. امروزه سیستم های فراگستر موجبات تحول در مولفه های اساسی سیستم های اطلاعات مکانی را فراهم کرده اند، یکی از ملموس ترین این جنبه ها، بصری سازی و نمایش داده میباشد. از جمله روشهای بازیابی اطلاعات از محیط پیرامون در رایانش فراگستر مفهوم برچسب گذاری مکانی میباشد و به علت ماهیت مکانی اکثر داده ها ارتباط تنگاتنگی با سیستم های اطلاعات مکانی دارد. پیش از این نصب برچسبهای فیزیکی نظیر qr code یا برچسبهای rfid بر روی اشیاء و عوارض، جهت اخذ اطلاعات از آنها مورد استفاده قرار گرفته است. این برچسبها محدودیت های خاصی نظیر نیاز به برچسب فیزیکی و محدودیت فاصله را دارند. در پژوهش حاضر با استفاده از رابطه ای گرافیکی نوین نظیر فناوری واقعیت افزوده، رویکرد بهبود یافته ای از برچسبگذاری مکانی حاصل شده است که میتواند در بسیاری از زمینه های کاربردی نظیر زیرساخت یک شهر هوشمند به کار گرفته شود. از این رو مولفه های اصلی سیستم پیشنهادی و پلتفرم تلفن همراه هوشمند جهت ایجاد یک محیط فراگستر تشریح شده و چارچوبی جهت بصری سازی برچسبهای مکانی مبتنی بر فناوری واقعیت افزوده ارائه شده است. برای پیاده سازی سیستم پیشنهادی میدان هفت تیر شهر تهران به عنوان مطالعه موردی انتخاب شده و برنامه کاربردی موردنظر در سیستم عامل اندروید طراحی و اجرا شده است. نتایج حاصل از برنامه کاربردی، نشانگر انطباق برچسب های مکانی بر روی اشیاء و ساختمان های متن تاظر و کارآمدی فناوری واقعیت افزوده در بصری سازی و نمایش داده ها در محیط دارد. همچنین با توجه به دقت حاصل از حسگرهای imu و gps در برنامه کاربردی پیاده سازی شده، روی هم نهادن برچسبهای مجازی و اشیاء متناظر دنیای واقعی در محدوده ی موردنظر محقق شده است. این مساله بیانگر آن است که به کارگیری حسگرهای تلفن همراه هوشمند در پیاده سازی سیستم های واقعیت افزوده ی مکان مبنا در یک محیط شهری، دقت های مورد نیاز را به خوبی برآورد می کند.

Improving Geo-labeling in Ubiquitous Environment Based on Augmented Reality

During the recent years, smartphones have substantially evolved in terms of software and hardware technological properties. In addition, the ubiquity feature of these devices has increased their usage in ubiquitous geographic information systems (UBIGIS), especially in case of data visualization. Accessibility of modern mobile phones allows the users to overcome limits of time and space. This property provides a possibility to achieve the most important element of ubiquitous computing. In fact, smart phones combine potentials of various tracking techniques such as GPS and IMU sensors with highresolution cameras that allow data visualizations anytime and anywhere. In ubiquitous computing, augmented reality (AR) has been discussed as a ubiquitous user interface to the real world and AR technique is considered as a user interface in ubiquitous computing systems. AR is an excellent user interface for mobile computing applications, because it allows intuitive information browsing of locationreferenced information. In an AR environment, the user’s perception of the real world is enhanced by computergenerated entities such as 3D objects and spatialized audio. An AR system requires at least three significant components: a model of the environment in which the system should be deployed, a realtime capable method for tracking the human user and an ergonomically acceptable mobile hardware setup. In this paper, these three core topic has been selected in following way: 3d model of area in 3D GIS as model of the environment, MEMS inertial sensors, MEMS compass and GPS sensors as tracking hardware and smartphone as mobile hardware setup.There are many methods for data visualization in AR systems. Geolabeling is one method for data visualization in ubiquitous computing, which is tightly connected to Geospatial Information Systems(GISs). GIS can play an important role in improving AR systems. GIS can be exploited for the creation of content and geospatial analyses such as visibility analysis can be used to improve AR systems. QR code and RFID are two traditional methods for Geolabeling and data retrieving that require special equipment and large budget. Other method to identify surrounding environment is georeferenced objects that can be retrieved by their location. In this approach, AR view show many content because of there is no filtering method. In this paper, the proposed system integrates innovative technologies of 3D GIS with tools for 3D visibility and AR view in order to establish an improved Geolabeling system. The principal components of the proposed system are explained and smart phones are employed as the platform for creating a ubiquitous environment, which conducts the Geolabeling process. Hafte Tir square in the Tehran City is selected for implementing the proposed method and an Android’s application is developed as well. Quantitative assessment of the system results indicates high performance of the AR technology for data visualization with high accuracy and applicability in an urban environment. The results indicate geolabels are linked to their corresponding objects with an acceptable accuracy. Finally, the efficiency of system for geolabeling and ARbased data visualization are analyzed through quantitative and quantitative methods, which supports development of systems with improved functionality.