О хакатоне
Заявки на участие в хакатоне подали 115 разработчиков, из них выбрали семь самых сильных команд. При поддержке менторов IBM команды за сутки сделали семь готовых приложений.
Облачная платформа IBM Bluemix, которую участники использовали для организации бэкенда, дает возможность быстро развернуть среду исполнения для практически любого языка и подключить необходимые сервисы из обширного списка.
Победителем хакатона стал стартап Navigine с приложением FireFighter. Это приложение для навигации пожарных внутри зданий.
FireFighter
Стартап Navigine с 2011 года работает над платформой для точных геолокационных сервисов внутри помещений — в том числе навигации, маркетинга и анализа перемещений людей. Основные решения компании: Navigine Indoor (навигация внутри здания), Navigine Marketing (геопозиционные уведомления в приложениях) и Navigine Analytics (аналитика перемещений внутри здания).
Технологическое ядро Navigine, основанное на совместной обработке Wi-Fi/Bluetooth LE сигналов и измерений от внутренних датчиков смартфонов, а также использование технлогии SLAM (Simultaneous Location and Mapping) позволяет достигать метровой точности позиционирования внутри помещений. Ключевое ноу-хау — алгоритмы совместной обработки измерений от разнородных датчиков, над которыми стартап работал более трёх лет. Алгоритмы позволяют эффективно фильтровать шумы сигналов Wi-Fi и Bluetooth и дополняют эти сигналы данными с гироскопов, акселерометров и магнитометра.
Пример экранов приложения Navigine для аэропортов
Во время хакатона готовые решения нужно было адаптировать под новые цели: приложение должно помогать пожарным ориентироваться внутри помещений. Разработчики использовали решение Navigine Autonomous, основанное на инерциальном измерительном модуле IMU (Inertial Measurement Unit). Модуль включает набор сенсоров — гироскопы, акселерометры и магнитометр. Модуль крепится к ноге и позволяет рассчитать длину и направление шага человека. Зная начальную координату модуля и интегрируя информацию о шагах c помощью специальных PDR (Pedestrian Dead Reckoning) алгоритмов, можно получить точное местоположение человека в любой момент времени. Все вычисления происходят локально на микроконтроллере, который находится на борту IMU.
Здание не нужно готовить к навигации, не нужно устанавливать дополнительное оборудование — это не обязательно будет торговый центр, где используют BLE маячки или точки доступа Wi-Fi. Это критически важно, потому что заранее к пожару подготовиться нельзя, пока законодателями подобная навигация не предусмотрена. Кроме того, любая инфраструктура может быть уничтожена пожаром.
Погрешность FireFighter составит менее 1% от пройденного пути, то есть около метра за каждые сто метров, пройденных пожарным. Модуль определяет координаты с частотой до трёх раз в секунду. Координаты с устройства передаются на смартфон пожарного или любое другое Bluetooth-совместимое устройство, откуда оно транслируется по любому доступному каналу связи — например, 4G.
Работа на Bluemix
IBM Bluemix — облачная платформа для разработки и развертывания веб-, мобильных и интеграционных приложений, основанная на открытых технологиях Cloud Foundry, Dockers и Open Stack. Платформа обеспечивает возможность разработки программного кода на различных языках, а также предоставляет широкий спектр готовых программных компонентов (сервисов), которые разработчик может интегрировать в свое приложение.
До работы с Bluemix команда Navigine имела опыт работы с облачными решениями Amazon Cloud, SAP HANA Cloud Platform и Windows Azure. Интерфейсы Bluemix имеют ряд преимуществ, в том числе — специфические сервисы, которых нет на других платформах: например, IBM Watson, оснащённый вопросно-ответной системой искусственного интеллекта. Также на платформе Bluemix есть возможность использовать git для переноса изменений и запуска сервисов.
По словам директора Navigine Алексея Панёва, IBM Bluemix является удобной облачной платформой для развертывания подобных решений.
Команда сделала два приложения для бэкенда, чтобы разделить сферы ответственности между разработчиками в условиях ограниченного времени. Для коммуникации между приложениями разработали API на основе Web Socket.
Судьба приложения
Стартап Navigine будет развивать решение FireFighter и в первую очередь предложит его для работы МЧС и других служб специального назначения. Сейчас ведется активная работа в рамках совместного предприятия с НП «ГЛОНАСС». Одна из сфер, где можно применить систему FireFighter — контроль качества покрытия сотовых сетей внутри помещений, это может заинтересовать сотовые компании и компании, занимающиеся измерительным оборудованием.
Алгоритмы, используемые в модуле IMU, можно портировать на любые чипы или носимые устройства — наборы разработчиков (SDK) у Navigine уже запросили компании из Европы и США.
Комментарии (23)
tegArt
01.07.2015 09:36+2По какому принципу приложение будет определять где и насколько в помещении распространился огонь, где обвалилась стена/крыша/пол/перегородка? Навигация внутри помещений штука хорошая, но в данном случае затея мне кажется сомнительной.
iBubelo
01.07.2015 14:12Приложение не предназначено для составления зон опасности. Оно помогает отслеживать передвижения членов пожарной команды, передавать эти данные центру управления и найти их в случае чего. Так же первый вошедший помогает составить безопасный трек для идущих следом членов команды.
И в данном конкретном хакатоне, приложение — всего лишь способ показать возможности текущего развития технологий для навигации внутри помещений.tegArt
01.07.2015 14:25+1Оно помогает отслеживать передвижения членов пожарной команды, передавать эти данные центру управления и найти их в случае чего.
Понял, тогда все обретает смысл, но слово «навигация» тут, как мне кажется, неуместно. :)
EndUser
01.07.2015 10:47Как ловко подметил мне дядя, «практически любой противогаз на пожарном начинает прикипать к его коже».
Поэтому да, вопрос справедлив — что станет со смартофоном?
Defuera
01.07.2015 11:18Думаю, что если приложение действительно будут применять пожарные, то нет проблем выпустить специальное устройство работающее при крайне высоких температурах.
Lock_Stock
01.07.2015 12:10+1Если это датчик маленький и крепится к ноге, его же можно и под костюм спрятать и не разрабатывать специальные?
А кто-нибудь знает, когда бригада выезжает на место пожара, у них есть план помещения, хотябы на бумаге?iBubelo
01.07.2015 14:06Да, модуль IMU можно разместить выше, например, на лодыжке или он может встраиваться в каблук спец обуви. Но в любом случае понадобиться кастомизация корпуса или типа крепления.
Мы общались с представителями института противопожарной службы Дортмунда. Их интересовала возможность определения местоположения и трекинга в условиях отсутствия плана помещения. Если уж у них этого нет, то можно предположить, что план помещения есть далеко не всегда.
Для этого мы записываем трек.tegArt
01.07.2015 14:18Считайте меня скептиком, но ниточка пройденного пути в пространстве без известного плана помещения с навигацией имеет мало общего. Если на кдпв развернуть стрелку направления движения на 180 градусов и убрать все стены — полезность предоставленной на экране информации для самих пожарных внутри здания будет стремиться к нулю.
iBubelo
01.07.2015 14:58+1Эта история очень похожа на старый дисковый телефон и современный мобильный — казалось бы, ничего общего. Навигация это как раз определение координат объекта, относительно точки старта либо на карте. На заре технологий GPS навигаторы были без карт и грибники (а также пилоты самолетов) знали только координаты контрольных точек и прокладывали по ним маршрут и были крайне этим довольны), но сейчас да, представить себе навигатор без карты уже сложно.
anmipo
01.07.2015 15:07+2Модуль крепится к ноге и позволяет рассчитать длину и направление шага человека.
Это замечательно выглядит в теории, но для пожарных не работает. Они не то, чтобы стройно шагают по коридорам — частенько приходится даже ползти, что сводит с ума любую dead-reckoning систему.
В IEEE Spectrum была научно-популярная статья "The way through the flames", посвящённая как раз навигации для пожарных. Резюме — задача ещё не решена, и акселерометрами её не решить.
eyeofhell
01.07.2015 16:06+1ИМХО, если выбирать между несуществующим идеальным решением и криво работающим, но реализованным — второе может принести пользу. Или нет?
anmipo
01.07.2015 16:43+2Второе даёт ложное чувство защиты.
Скажем, пожарный заблудился в здании. Время, чтобы найти путь наружу самостоятельно — 5 минут. Выбраться с помощью хорошо работающего навигатора — 2 минуты. Если навигатор работает криво — то 2 минуты, потом N минут чтобы понять, что он бесполезен, потом ещё 5 минут чтобы выбраться самостоятельно. То есть криво работающий навигатор — дополнительный риск. Оправдывается ли он пользой — зависит от кучи других факторов.
vlivyur
01.07.2015 17:00+1В каких-то случаях может и может. Представьте что это решение забросило вас в соседний коридор, у которого выход в другой стороне.
iBubelo
01.07.2015 21:13+3Алгоритмы PDR уже могу учитывать любой характер движений. Вот видео на тему от двух разных университетов.
Обратите внимание на то, как пожарный ползает боком и по лестнице на первом видео и система это все точно учитывает.
anmipo
01.07.2015 21:37+1Затейливые у них тестировщики. Задом наперёд, на коленках, причём по лестнице — это не каждому в голову придёт… А вот просто ползком на животе ребята из Мичигана не ожидали :)
Но молодцы, конечно.
iBubelo
01.07.2015 21:33+3Решение задачи зависит от того, какого результата мы хотим добиться. В своей технологии мы используем алгоритмы коррекции по нулевой скорости (ZUPT), которые позволяют избежать быстрого роста ошибок интегрирования. Натурные испытания показали, что во время передвижения ползком ошибка действительно растет быстрее, однако данная разница несущественна. Для того, чтобы преодолеть проблему аккумуляции ошибок, можно использовать (при наличии) дополнительную информацию – цифровую карту помещения или радиодальномер. Говорить, что эту проблему нельзя решить за счёт акселерометров -неправильно, т.к. инерциальные MEMS датчики развиваются быстрыми темпами. Например, уже производят гироскопы с дрейфом 0.1?/час.
zorgrhrd
А у них точно будет время смотреть в смартфон?
ateraefectus
Смотреть как смотреть, вопрос еще и в том, что при мало-мальски высокой температуре (что в огне вполне ожидаемо) тот же iPhone просто откажется работать.
goooseman
я так понял, основная идея, чтобы командир следил за местоположением пожарных и давал им указания по рации
zorgrhrd
Тогда согласен, отличная идея. Осталось создать внутренние карты всех помещений, ну или записывать маршрут передвижения.
tegArt
+ внутренние карты во время сильного пожара имеют свойство нехило меняться.
maximw
Ориентироваться надо быстро, и если потерянное время от поворта не туда больше, чем время проверку маршрута — польза есть. Не всегда у пожарных есть время детально изучить план здания.
Или задача найти потерявшегося коллегу, который возможно без сознания. По данным его устройства можно достаточно точно и быстро найти его положение.
iBubelo
Товарищ goooseman правильно ответил выше: основная идея не в том, чтобы определить свое местоположение, а в том, чтобы его знал центр управления операциями.