Перспективы применения AR в ИТ системах материального учета. Исследования появившихся технологических возможностей

В настоящее время технологии дополненной реальности (AR) очень далеки от стандартов корпоративных информационных систем и носят развлекательно игровую направленность. Однако эти разработки могут стать частью КИС или стать доступны, как внешний сервис. Для этого следует разобраться с двумя классами приоритетов производственных задач "ПЛАН" и "ФАКТ". 

1. Идентификация пространства // ПЛАН

Где находимся? (синдром «блуждающего сотрудника»)
Что должно быть вокруг? (визуальная сверка с планом)

Приоритетное применение:
- Для открытых объектов (границы полигонов, территорий, участков)
- Для зон обслуживания (машиноместа, сервисные зоны)
- Для недостроенных объектов (этажность, расположение материалов)
- Для неиспользуемого пространства (склады, перегрузочные пункты)
- Для плановых перемещений (в том числе негабаритных перевозок)

2. Идентификация объектов // ФАКТ

Что это тут? (синдром «открытий чудных»)
Чье это? (поиск ответственного и поиск последствий)

Приоритетное применение:
- Для инвентаризации (хотя достаточно и сканера штрих-кода)
- Для сервисных зон ремонта (быстрый поиск аналогов) с заявкой на доставку (со склада) или заявкой на покупку (нет в наличии)
- Для регистрации передачи материальных ценностей (в цеха)
- Для поиска по таре (склады, транспортные места)

В результате можно надеяться на Комбинированную идентификацию, вопросами которой станут:

Однако появляются и новые критические вопросы:

- Понимает ли компания, что AR мечты не может «просто появиться» (быть куплена готовой), а должна развиваться поэтапно?
- Готова ли компания к появлению неоднородных ИТ компонентов (устройств, программ и сервисов), необходимых для AR?
- Способно ли ИТ подразделение компании заявить и обеспечить SLA для новых ИТ компонентов AR?

Если хоть на один из вопросов ответом будет «Нет», то:
Новые рабочие места с AR будут нестабильны / неэффективны (потребуется поддержание дублирующего функционала).
Если удалось получить на все вопросы ответы «Да», то:
Появление НОВЫХ рабочих мест может быть эффективным.

Состав функциональности AR

Необходимо упорядочить многогранное понятие функциональности.

Функциональность устройства

• Производительность
• Режимы коммуникаций
• Разрешающая способность

Функциональность платформы (ОС)

• Версионность
• API (совместимость)

Функциональность оборудования

• Навигатор
• Акселерометр
• Гирокомпас
• Клавиатура

В результате функциональность становится комплексной характеристикой рабочего места AR, но архитектура AR системы должна соответствовать одной из трех вариаций. 

Если же в качестве ядра системы материального учета изначально выбрана система 1С, что наблюдается у множества компаний и предприятий, то схема информационного ядра ИС материального учета приобретает следующий вид.

Остается обеспечить сбор данных с датчиков устройства.

Датчики и их параметры для системы AR

Ключевые устройства: акселерометр (он же G-датчик движения), гироскоп для контроля наклона, камера как источник видеосигнала.

Малосущественные датчики: датчик влажности, барометр, термометр, магнитометр (компас), шагомер, датчик света, датчик сердечного ритма, инфракрасный датчик ... и др.

По своей совокупности датчики дают возможность претендовать на получение сведений для AR:

position.coords.latitude - широта
position.coords.longitude - долгота
position.coords.altitude - высота над уровнем моря
position.coords.accuracy - точность (погрешность) измерения
position.coords.heading - угол компаса (от севера)
position.coords.speed - текущая скорость движения
position.timestamp - момент времени опроса датчиков (до мс)

Но кроме датчиков события ощущаются и в окне показа пространства, которое должно быть чувствительно к изменению параметров по трем осям.

Важнейшие события:

window.DeviceOrientationEvent – событие изменения ориентации
window.DeviceMotionEvent - событие толчка / ускорения

Осевые повороты (увеличение по правилу буравчика, кроме оси x):

event.alpha - угол поворота от оси Z (0..360)
event.beta - угол наклона на оси X (-180..180)
event.gamma - угол поворота от оси Y (-90..90)
event.rotationRate.alpha (+beta +gamma) - скорость осевого вращения

Осевые ускорения и гравитация:

event.interval - интервал опроса (обычно 16 мс)
event.acceleration.x (+y +z) - осевые ускорения
event.accelerationIncludingGravity.x (+y +z) - ускорение с учетом гравитации (9.81)

Но в практике необходимо учитывать и факторы, ограничивающие функциональность:

• Блокировки устройств
• Разрешение на определение координат ресурсу
• Разрешение на определение координат программе
• Подмена координат АРМ координатами провайдера
• Требование доверительности ресурса (HTTPS)

Если функциональные ограничения удается преодалеть, то последней важной задачей становится ориентиция в 3D пространстве, для реализации чего недостаточно базовых 2D координат (долгота и широта), а следует учитывать смещения высоты (относительно оси Z). Существующие решения, опирающиеся на опрос барометра крайне нестабильны, особено в ситуациях смены погоды. Поэтому необходимо для повышения точности позиционирования использовать базовые точки (место калибровки пространства, относительно которых происходит вычисление координат).

Тогда для сервисов дополненной реальности (AR) устройство постоянно должно циклически определять расположение оператора АРМ и вектор видимости соседствующих объектов, требующих визуального представления на экране или в интерфейсе.

Цикл ориентации в пространстве AR

Реализация принципиальной схемы ориентации позволяет в перспективе использовать сервис (Интернет или Интранет), работающий как AR система для рабочих мест диспетчера, мастера или обходчика.

Выводы

• Возможности передовых устройств AR достаточны для обмена данными с существующими ИС предприятия.
• Системы материального учета требуют структурного расширения параметров (с выбором подходящей системы координат)
• Системы учета не нуждаются в дублировании и отдельном экспорте данных для разработок AR / VR
• Реализация принципиально новых рабочих мест возможна в трех архитектурах.

Вопросы реализации отдельных компонентов будут рассмотрены в следующих статьях.

Владимир Кошин