I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   1 Feb r u ar y   201 8 ,   p p .   3 4 ~4 2   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v8 i 1 . p p 3 4 - 42          34       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Eng fi  G a t e:  An  I ndo o r G uida nce   Sy ste m   using   M a rker - b a sed   C y ber - P hy sica l A ug m en ted - Rea lity       H a na s   Su ba k t i 1 H er m a n T o lle 2 ,   M uh a m m a d Asw in 3   1 ,3 De p a rtm e n o f   Co m p u ter S c ien c e   a n d   In f o rm a ti o n   En g in e e ri n g ,   Na ti o n a Ce n tral  U n iv e rsity ,   T a i w a n   1, 2 De p a rtem e n o f   El e c tri c a En g i n e e rin g ,   Un iv e rsity   o f   Bra w ij a y a ,   M a lan g ,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   1 3 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   J u l 1 1 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J u l 3 0 ,   2 0 1 7     A   g u id a n c e   s y ste m   is  n e e d e d   w h e n   f re sh m e n   e x p lo re   th e ir  n e w   b u il d i n g   e n v iro n m e n t.   W it h   th e   a d v a n c e m e n ts  o f   m o b il e   tec h n o lo g ies ,   a   g u id a n c e   s y ste m   u sin g   m o b il e   c o m p u ti n g   d e v ice su c h   a m o b il e   p h o n e o tab lets   c o u ld   a i d   f re sh m e n   in   lo c a ti n g   th e   d e sire d   d e s t i n a ti o n   w it h   e a se .   T h e   p ro p o se d   sy ste m   c o n sists   o f   th re e   m a in   su b sy ste m s:  th e   m a r k e r - b a se d   c y b e r - p h y sic a in tera c ti o n   (C P I)  sy ste m ,   th e   i n d o o p o siti o n in g   (I P sy ste m ,   a n d   th e   a u g m e n ted - re a li t y   ( A R)  s y st e m .   W it h   th e   h e l p   o f   v isib le  m a rk e rs  a n d   in v isib le  m a r k e rs,  th e   CP sy ste m   a ll o w th e   u se rs  to   d o   in tera c ti o n b e tw e e n   th e   p h y sic a a n d   c y b e e n v iro n m e n ts;  th e   IP   sy ste m   p ro d u c e a c c u ra te  u se p o siti o n   in f o rm a ti o n th e   A sy ste m   p ro v id e th e   u se rs  w it h   g o o d   u se e x p e rien c e s.  A n   A n d ro id   a p p li c a ti o n ,   n a m e d   En g f G a te,  is  d e v e lo p e d   to   re a li z e   th e   s y ste m   d e sig n   in   th e   t e st  e n v iro n m e n t.   T h is  p a p e a lso   sh o w th e   c o m p a riso n s o f   th e   p ro p o se d   sy st e m   w it h   o th e re late d   s y ste m s.   F u rth e rm o re ,   th e   d e sig n   a rc h it e c t u re   o f   En g f i   G a t e   s y ste m   c a n   b e   u se d   in   o t h e lo c a ti o n - b a se d   a p p li c a ti o n s.   K ey w o r d :   Au g m e n ted   r ea lit y   C y b er   p h y s ical  s y s te m   Gu id an ce   s y s te m   I n d o o r   p o s itio n in g   Ma r k er   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Han as S u b ak ti   Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   I n f o r m atio n   E n g i n ee r i n g ,   Natio n al  C e n tr al  U n i v er s it y ,   No .   3 0 0 ,   J h o n g d R d . ,   J h o n g li   C it y ,   T ao y u a n   C o u n t y   3 2 0 0 1 ,   T aiw a n ,   R O C .   E m ail:  h an a s @ g . n cu . ed u , t w       1.   I NT RO D UCT I O N     A t h ea r l y   v is it,  f r es h m e n   o r   n e w   s t u d en t s   n ee d   n a v i g at io n   g u id an ce   to   ea s th e m   f i n d in g   th e ir   d esti n atio n   r o o m   in   b u ild i n g .   T h co m m o n   cu r r en p h y s ic al  n a v i g atio n   s ig n s   ar o f ten   c o n f u s i n g   a n d   e v en   m o r e,   m a k th e m   lo s in s id e   th e   b u ild i n g .   T h is   p r o b le m   m ak e s   f r es h m an   s p e n d   m o r e   ef f o r to   f i n d   t h eir   in te n d ed   d esti n atio n .   I n   o r d er   to   ad d r ess   th is   p r o b lem ,   a n   in t er ac tiv g u id an ce   s y s te m   is   n e ed ed .     I n   th is   w o r k ,   w p r o p o s d esig n   a n d   i m p le m e n tat io n   o f   an   i n ter ac ti v g u id an ce   s y s te m   th at  en ab les   in ter ac tio n   b et w ee n   g u i d an ce   s y s te m ,   b u ild i n g   e n v ir o n m e n t,  an d   f r es h m en .   T h is   s y s te m   p r o v id es   g en er a l   in f o r m atio n   s u c h   as  m ap s   a n d   i m a g es  o f   th b u i ld in g ,   lo ca tio n - b ased   i n f o r m atio n   li k d ir ec tio n s ,   an d   d escr ip tio n s   o f   s p ec if ic  p lace s /r o o m s / f ac ilit ies   f o r   h elp in g   n e w   s t u d en ts   ( o r   u s er s )   e x p lo r th eir   d ep ar t m en t   b u ild in g s .   T h is   s y s te m   co n s i s ts   o f   t h r ee   s u b s y s te m s th e   m ar k er - b ased   c y b er - p h y s ica in ter ac tio n   ( C P I )   s y s te m ,   t h i n d o o r   p o s itio n in g   ( I P )   s y s te m ,   a n d   th a u g m en ted - r ea lit y   ( AR )   s y s te m .   T h C P I   s y s te m   u s es   co n ce p o f   th e   c y b er - p h y s ical   s y s te m   ( C P S)  w h ich   co llect s   s en s o r   d ata  f r o m   t h p h y s ic al  w o r ld   an d   lin k s   th e m   to   v ar io u s   in f o r m a tio n   s o u r ce s   f o r   r ea l - ti m an a l y s i s   in   th c y b er   en v ir o n m e n [ 1 ] .   T h I P   s y s te m   p r o d u ce s   ac cu r ate  u s er   p o s iti o n   u p d ates  s o   th a t h s y s te m   ca n   p r o v id th e   u s er s   w i t h   p r o p er   an d   ti m el y   lo ca tio n - b ased   in f o r m a tio n .   An   A R   s y s te m   h as  h ig h   p o ten ti al  to   im p r o v t h u s er   ex p er ie n ce   o f   ap p licatio n s   in   w h ic h   u s er s   m u s ac ce s s   i n f o r m atio n   th at  h as  d ir ec s p atial  r elatio n   to   th eir   i m m ed ia te  en v ir o n m e n [ 2 ] An   An d r o id   ap p licatio n ,   n a m e d   E n g f Gate ,   is   d ev e lo p ed   to   r ea lize  th s y s te m   d esi g n   in   t h test   en v ir o n m e n t   o f   th E n g i n ee r i n g   B u i ld in g   f i v at  th Nat io n al  C en tr al  U n i v er s it y ,   T ai w an .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E n g fi Ga te:   A n   I n d o o r   Gu id a n ce   S ystem  u s in g   Ma r ke r - b a s ed   C yb er - P h ysica l … .   ( Ha n a s   S u b a kti)   35   T h er ar s ev er al  in d o o r   g u id an ce   s y s te m s   [ 3 - 7]   ar p r o p o s ed   in   t h l iter at u r e.   So m [ 3 - 5]   o f   th e m   ar r elate d   to   th s y s te m   p r o p o s ed   in   th is   p ap er .   T h e y   ar th S m ar tP D R   s y s te m   [ 3 ] ,   th e   P GPT  s y s te m   [ 4 ] ,   an d   t h S u m Ma p s y s te m   [ 5 ] .   T h e y   w il b s u r v e y ed   a n d   c o m p ar ed   w it h   th e   p r o p o s ed   E n g f i   Gate   s y s te m   to   s h o w   t h p r o p o s ed   s y s te m s   a d v an ta g es.   T h r em ai n d er   o f   th i s   p ap er   is   s tr u c tu r ed   as  f o llo w s :   Sect io n   2   in tr o d u ce s   t h r ee   s y s te m s   t h at  ar e   m o s r elate d   to   t h p r o p o s ed   o n e.   Sectio n   3   d escr ib es  t h p r o p o s ed   s y s te m   d esi g n .   Sect io n   4   elab o r ates  th e   s y s te m   i m p le m en tatio n ,   an d   i ts   co m p ar is o n s   w i th   o th er   r el ated   s y s te m s .   Fi n all y ,   th p ap er   is   co n clu d ed   in   Sectio n   5 .       2.   RE L AT E WO RK     S ma r tPD R   [ 3 ]   is   s m ar tp h o n e - b a s ed   p ed estr ia n   d ea d   r ec ko n in g   ( P DR )   s y s te m   th a tr ac k s   i n d o o r   u s er ' s   lo ca tio n .   S m ar tP DR   e m p lo y s   t y p ical  d ea d   r ec k o n i n g   ap p r o ac h ,   w h ic h   is   w id el y   ad o p ted   in   lo ca lizatio n   s y s te m s   to   s o lv t h lo ca tin g   p r o b lem s   f o r   an o n y m o u s   p lace s   in   in d o o r   en v ir o n m e n t s .   Sm ar tP DR   is   b ased   o n   th u s o f   ac ce ler o m eter ,   m a g n eto m eter ,   an d   g y r o s co p in   s m ar tp h o n e,   w h ic h   ar ab le  to   o b s er v th p ed estrian   m o v e m en t.  S m ar tP DR   p r o v id es  an   i n d o o r   lo ca lizatio n   m o d el  th at   co m p u te s   th e   d is p lace m e n t   th r o u g h   s tep   e v e n d etec tio n ,   h ea d in g   d ir ec tio n   esti m at io n ,   an d   s tep   le n g t h   es ti m atio n .   T h m ai n   d i f f icu lt y   o f   th s y s te m   i s   c o p in g   w it h   s it u atio n s   th at   t h m ap   d atab ase  i s   u n k n o w n   in   ad v a n ce   a n d   a v ailab le  s e n s o r s   ar in ac cu r ate.   T h p ed estr ia n   g u id a n ce   fo r   p u b lic  tr a n s p o r ta tio n   ( P GP T)   s y s te m   [ 4 ]   is   s y s te m   f o r   in d o o r   n av i g atio n   in   p u b lic  tr an s p o r t atio n   tr an s f er   b u ild i n g s .   I is   an   ele m e n o f   d y n a m ic  s ea m le s s   m o b ili t y   p lan n i n g   an d   tr av el  g u id an ce   ap p licatio n   f o r   p u b lic  tr an s p o r tatio n   n et w o r k s   o f   m e tr o p o litan   ar ea s .   I n d o o r   n av i g atio n   i s   k e y   ele m e n o f   m u lti - m o d al  d o o r   to   d o o r   j o u r n e y s ,   e s p ec iall y   d u r i n g   tr an s f er   e v en ts   b et w ee n   p u b lic  tr an s p o r t atio n   v eh icles   at  co m p le x   s tatio n   b u ild in g s .   I n d o o r   p o s itio n in g   an d   n a v i g atio n   s er v ices   ar r ea lized   b y   v ar io u s   co m p o n e n ts   o f   an   An d r o id   s m ar tp h o n a p p licatio n .   T h s y s te m   in te g r a tes   t h s en s ed   d ata  of   ca m er a s ,   W iFi ,   GP S,  an d   B lu eto o th   d ev ices.  I also   in teg r ate s   th e   p r ess u r s e n s o r   an d   th in er tial  m ea s u r e m e n u n it  f o r   P DR   an d   2 . 5 n av i g atio n   in   ar b i tr ar y   b u ild in g   s tr u ct u r es.  M ap s   o f   m u lti - le v el   b u ild in g s   ar co llected   f r o m   escap e/r escu f lo o r   m ap s   a n d   Op en S tr ee tMa p   d ata   ar e   d is p lay ed .   I p r o v id es   in d o o r   r o u te s   o v er   m u ltip le  le v els,  ele v ato r s ,   s tair s   a n d   esca lato r s ,   w h ic h   ar e   ca lc u lated   b y   th e   co m b in atio n   o f   r o u te  s ea r c h   al g o r ith m   an d   g r id   b ased   p at h f in d i n g   al g o r ith m .   T h o v er all   o b j ec tiv e   o f   t h s y s te m   i s   t o   ac co m p li s h   m u lti - m o d al  d o o r - to - d o o r   j o u r n ey   p la n n i n g   an d   n av i g ati n g   ap p licatio n .     T h Su n Ma p s y s te m   [ 5 ]   r u n n i n g   o n   An d r o id   s m ar tp h o n es  ca n   aid   u s er s   to   r ea ch   th e ir   in ten d ed   d esti n atio n s   in   in d o o r   en v ir o n m e n t s .     T h s y s te m   is   u s e d   as  v ir tu al   g u i d t h at  d is p lay s   t h Su n w a y   Un i v er s it y   ca m p u s   3 f lo o r   m ap   an d   la y o u v ia  th AR   in ter f ac e.   I n   o r d er   t o   id en tify   t h cu r r en lo ca tio n   o f   th u s er   in   t h 3 m ap ,   t h i m ag e   r ec o g n itio n   tec h n iq u i s   ap p lied   to   in it ialize  a n d   id en t if y   lo ca tio n s   i n   th e   Su n w a y   c a m p u s .   Af ter   u s er   lo ca tio n   i s   d eter m i n ed   i n iti all y   t h r o u g h   t h v is u al  r ec o g n i tio n ,   Su n Ma p co n tin u es  tr ac k i n g   th u s er s   m o v e m e n t h r o u g h   t h P DR   s ch e m e,   w h ich   i s   r eg ar d ed   as   co m p le m e n tar y   s o lu tio n   o f   th i m a g r ec o g n i tio n   lo ca lizatio n   tec h n iq u e.   N av ig a t io n   p at h s   to   g u id t h u s er s   to   r ea ch   t h eir   in te n d ed   d esti n atio n s   ar also   p r o v id ed   alo n g   w i th   t h 3 f l o o r   m ap s .       3.   P RO P O SE SYS T E M   T h E n g f i G ate  in d o o r   g u id a n ce   s y s te m   ar c h itect u r is   ill u s t r ated   in   Fig u r e   1 .           Fig u r e   1.   T h Sy s te m   A r c h ite ctu r o t h P r o p o s ed   I n d o o r   Gu id an ce   S y s te m   I n visi bl Ma r k er (B LE Be ac on) V i si bl Ma r k er (Q c ode) Cyber   Ph y si c al   I n t er acti on Short es t P a t Fin di ng AR  Gener a t i on ( V uf or i a SDK) Use r   Loc al iz a ti on Eng f i Ga t Eng i ne Compensa t ed  W eig h t ed  Cen t r oid   I ndoor  P osit i oni ng P osit i on an P a t Mana g em en t Actuat or s… HM Gener a t i on (G o ogl V SD K ) Li gh t   sensor Humi di t sensor Ma r k er   Sensor   (Camer a) Phone  Di spl a y Mark er - Ba sed  Cy b er - Ph y sical  I n t er ac tio n   S y s t em I n d o o P o sitio n ing S y s t em AR  S y s t em W eb  Se r vice s D a t ab ases Serv er Ma r k er   Sensor   (B l ue t ooth   R ec eiv er ) Head  Moun t ed  Di spl a y The User Engfi Ga t Gu id ance S y s t em I n t ern e User s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 8   :   3 4     42   36   A   m ar k er   is   s o m eth i n g   u s ed   a s   m ar k   o r   a n   i n d icatio n ,   s u ch   as a   b o o k m ar k   a n d   m ile s to n [ 8 ] .   T h e   p r o p o s ed   s y s te m   u s e s   t w o   t y p es o f   m ar k er s th v i s ib le  m ar k er   an d   t h in v i s ib le  m ar k er .   Vis ib le  m ar k er s   h o ld   d ata  in   th f o r m a o f   i m a g e - b ased   co d es,  s u ch   as  th Q u ic k   R esp o n s ( Q R )   co d e,   w h ic h   ca n   b r ec o g n ized   b y   th ca m er a.   I n v is ib le  m ar k er s   h o ld   m e s s a g es  th a ar s en p er io d ically   b y   w ir eles s   co m m u n icat io n   d ev ices,   s u c h   a s   B l u eto o th   L o w   E n er g y   ( B L E )   d ev ices   a n d   I E E E   8 0 2 . 1 1   W iFi   d ev ices,  a n d   r ec ei v ed   p r o p er ly   b y   u s er   d ev ices,  s u c h   a s   s m ar tp h o n e s .   I n   th e   C P I   s y s te m ,   t h r o le  o f   m ar k er s   i s   to   b r id g t h c y b er   an d   t h p h y s ical   en v ir o n m e n t s .   Fo r   ex a m p le,   w h en   u s er s   d ev ice  r ec o g n ize s   QR   co d o r   r ec eiv es  B L E   m es s ag p r o p er ly ,   h e/s h ca n   b a w ar o f   h is / h er   p o s itio n   an d   r elate d   s p atial  in f o r m atio n .   T h m ar k er - b ased   C P I   s y s te m   g et s   i n p u t s   f r o m   v i s ib le  m ar k er s ,   s u ch   as  th e   QR   co d e,   an d   in v is ib le   m ar k er s ,   s u ch   as B L E   m es s ag es se n t b y   t h te m p er at u r e,   li g h t,  h u m id it y ,   a n d   s o u n d   s e n s o r s .   So ,   th s y s te m   i s   m ar k er - b ased   an d   i s   a w ar o f   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s .   Mo r eo v er ,   th C P I   s y s te m   also   co n n ec t s   to   ac tu ato r s ,   s o   it  ca n   co n tr o p h y s ical  d e v ices  as s o ciate d   w ith   th ac tu ato r s .   T h C P I   s y s te m   also   co n n ec ts   t o   w eb   o r   g a m s er v ice s ,   w h ich   cr ea te  v ir t u al  e n v ir o n m e n o r   w eb   p ag e s   co r r esp o n d in g   to   th p h y s ical  w o r ld .   I n ter n et  u s er s   ca n   r o a m   i n   t h v ir tu a l e n v ir o n m e n t o r   b r o w s e   th p ag e s   to   i n ter ac w it h   t h p h y s ical  w o r ld   an d   th E n g f i   Gate   u s er s .   S u ch   i n t er ac tio n s   ar s i m ilar   to   t h o s o cc u r r in g   in   m ix ed   r ea l it y   en v ir o n m e n ts   [ 9 ] .   T h w eb   o r   g a m s er v ice s   ca n   also   ac ce s s   d atab ases ,   s o   cy b er   co n d itio n s   ( e. g . ,   u s er   s ch ed u les  an d   p r o f iles )   ca n   b e   r etr iev ed   an d   s to r ed   w h e n   u s er   in ter ac tio n s   p r o ce ed .   T h IP   s y s te m   u tili ze s   o n o r   m o r m ar k er s ,   eith er   v is ib le  o r   in v i s ib le,   to   d ec id th p o s itio n   o f   th e   u s er .   O n   th e   o n h an d ,   w h en   a   v is ib le  m ar k er   is   r ec o g n ized ,   th u s er   is   a s s u m ed   to   h a v t h s a m p o s it io n   as   th m ar k er .   O n   t h o th er   h a n d ,   w h en   t h r ee   o r   m o r i n v is i b le  m ar k er s   ar r ec eiv ed ,   th e   u s er   d eter m in e s   it s   p o s itio n   b y   th e   W C L   al g o r ith m .   T h I P   s y s te m   al s o   u s es  D ij k s tr a’ s   al g o r ith m   to   f i n d   t h e   s h o r tes p ath   f r o m   th u s er s   cu r r en t p o s tio n   to   h i s /h er   i n ten d ed   d esti n atio n ,   as  d escr ib ed   later   in   Sectio n   I V.   T h A R   s y s te m   p r o v id es  t w o   d is p la y   m o d es:  t h p h o n m o d an d   th h ea d   m o u n ted   d is p la y   ( HM D)   m o d e.   I n   t h p h o n m o d e,   t h e   g u id a n ce   i n f o r m atio n   i s   s u p er i m p o s ed   in to   t h en v ir o n m e n tal  i m a g es  a n d   th e   u s er   u s es   b u tto n s   o n   th p h o n s cr ee n   to   i n ter ac w i th   t h s y s te m .   I n   t h HM m o d e,   u s er s   p h o n is   e m b ed d ed   in to   HM d e v ice   f o r   u s er s   to   h av e   3 v ie w   o f   en v ir o n m e n tal   i m ag e s .   T h g u id an ce   in f o r m a tio n   lo o k s   lik f lo ati n g   ab o v t h i m ag e s ,   an d   t h u s er   u s t h v i r tu al  b u tto n   to   in ter ac w it h   t h s y s te m .       4.   RE SU L T S   A ND  AN AL Y SI S   T h is   s ec tio n   d e s cr ib es  r es u lt s   an d   a n al y s is   o f   i m p le m en tat io n   o f   t h ab o v e - m en t io n ed   E n g f Gate   s y s te m   d es ig n ,   an d   also   s h o w s   th co m p ar is o n s   o f   t h s y s te m   w it h   o th er   r elate d   s y s te m s .     4 . 1 .   H a rdw a re /So f t wa re   Sp ec if ica t io ns   T h h ar d w ar e/so f t w ar s p ec if i ca tio n s   o f   t h E n g f Gate   s y s t e m   i m p le m e n tatio n   ar d escr ib ed   b elo w .   T h s y s te m   is   i m p le m e n ted   o n   a n   An d r o id - b ased   s m ar tp h o n ( A s u s   Z en Fo n e   2   L aser ,   Z E 5 5 0 KL ,   r u n n i n g   An d r o id   5 . 0   L o llip o p )   s u p p o r t in g   B l u eto o th   4 . 0 .   So m R a s p b er r y   P B d ev ices,  eq u ip p ed   w it h   te m p er at u r e,   h u m id it y ,   li g h t,  an d   s o u n d   s e n s o r s ,   ar d ep lo y ed   i n   b u i ld in g   to   s en s p h y s ical  w o r ld   en v ir o n m e n tal  d ata .   T h R asp b er r y   P B d ev ice s   ar also   eq u ip p ed   w it h   B l u eto o th   L o w   E n er g y   ( B L E )   USB   d o n g les   to   s e n d   o u t   th s e n s ed   d ata  th r o u g h   B L E   b ea co n   m ess a g es  v ia  B L E   ad v er tis e m e n p ac k et s .   So m See k c y   d ev ices  ( m o d el   M0 L )   [ 10 ] ,   s u p p o r tin g   B L E   4 . 0 ,   ar also   d ep lo y ed   in   t h b u i ld in g   to   b r o ad ca s B L E   b ea co n   m ess a g es   f o r   t h e   p u r p o s o f   in d o o r   p o s itio n i n g .   VR   B o x   Vir t u al  R ea lit y   [ 11 ] ,   as  s h o w n   in   Fi g u r 2 ,   i s   u s ed   a s   t h HM D.   Un it y 3 g a m en g i n is   u s ed   to   s y n t h esize  3 s ce n e s   to   b d is p ly ed   as  A R   m ater ial s .   Fu r th er m o r e,   Vu f o r ia  SDK  [ 12 ]   is   u s ed   f o r   A R   g en er atio n ,   w h ile  Go o g le  Vir t u al   R ea lit y   ( GV R )   SDK  [ 13 ]   is   u s ed   f o r   th HM D   g en er atio n .   T h E n g f Ga te  s y s te m   also   i n v o lv e s   w eb   s er v er   u s i n g   t h C o d eig n iter   P HP   f r a m e w o r k   a n d   th e   M y SQ L   d atab ase.           Fig u r e   2 .   VR   B o x   Vir tu al  R ea lit y   Hea d   Mo u n ted   Dis p la y   ( H MD )   [ 1 3 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E n g fi Ga te:   A n   I n d o o r   Gu id a n ce   S ystem  u s in g   Ma r ke r - b a s ed   C yb er - P h ysica l … .   ( Ha n a s   S u b a kti)   37   4. 2.   M a rk er - b a s ed  CP I   Sy s t e m   I m p le m e nta t io n   W ith   t h h elp   o f   m ar k er s ,   t h m ar k er - b ased   C P I   s y s te m   is   p er f o r m ed   to   co n n ec c y b er   an d   p h y s ica l   en v ir o n m e n t s T h er ar tw o   t y p e s   o f   m ar k er s   u s ed   i n   th s y s te m : v i s ib le  m ar k er s   an d   i n v i s ib le  m ar k er s .       4 . 2 . 1 .   Vis ibl M a rk er :   Q C o de   I n   th e   s y s te m   i m p le m en tatio n   of   v is ib le  m ar k er i m a g o f   QR   c o d is   u s ed .   w e n co d th f lo o r   n u m b er ,   a n d   co o r d in ate s   in to   Q R   co d e,   as  ill u s tr ated   in   Fi g u r 3 .   T h en co d in g   is   q u ite  s i m p le.   T h er e   ar th r ee   v alu e s   w h ich   ar s e p ar ated   b y   s ep ar ated   b y   t h h ash   s ig n   # ”.   T h f ir s v al u i s   th f lo o r   n u m b er th s ec o n d   is   th co o r d in ate ,   an d   th e   th ir d   v al u e   is   th e   c o o r d in ate .   T h is   t y p o f   m ar k e r   is   v er y   u s e f u f o r   d eter m in i n g   th p o s itio n   o f   t h u s er .           Fig u r e   3 T h QR   C o d E n co d in g   o f   th Flo o r   Nu m b er ,   an d   C o o r d in ates       4 . 2 . 2 .   I nv is i ble M a rk er :   B L E   B ea co n M ess a g e   T h er ar t w o   t y p es   o f   d e v ice s   to   s e n d   o u t h b ea co n   m e s s ag es   a s   i n v is b le   m ar k er .   T h f ir s d ev ic e   is   t h R a s p b er r y   P B d ev ice  eq u ip p ed   w it h   B L E   USB   d o n g le ,   as  s h o w n   in   F ig u r e   4 .   Su ch   d ev ices  ar e   u s u all y   co n n ec ted   w it h   s en s o r s   to   s e n s t h p h y s ical  p h e n o m e n a.   T h s e n s ed   d ata  ar e m b ed d ed   i n to   B L E   b ea co n   m es s ag e s   to   b s e n o u t.  T h B L E   b ea co n   m es s a g e,   ca lled   P b ea co n   in   o u r   i m p le m en tatio n ,   u s e s   t h e   f ir s 1 1   b y te s   o f   th B L E   ad v er tis e m e n p ac k et  to   s to r s en s ed   d ata.   T h ar r an g e m e n o f   th 1 1   b y tes  is   a s   f o llo w s 4   b y tes   f o r   t h li g h s en s o r ,   2   b y tes   f o r   th h u m id it y   s e n s o r ,   3   b y te s   f o r   th e   s o u n d   s en s o r ,   an d   2   b y te s   f o r   th e   te m p er atu r s e n s o r .   On   r ec eiv i n g   P b ea co n s ,   th e   u s er   d ev ice  ( i.e . ,   th s m ar tp h o n e)   ca n   r etr iev e   p h y s ical  co n d itio n s   o f   t h s u r r o u n d in g   en v ir o n m en a n d   s h o w   t h e m   o n   th d is p la y .   Fi g u r 5   s h o w s   th e   s cr ee n s h o ts   s h o w i n g   co n te x t   in f o r m atio n ,   n a m el y   th v alu es  o f   h u m id it y ,   te m p er at u r e,   lig h t n es s ,   an d   lo u d n es s ,   o n   t h u p p er   lef t c o r n er .   An o th er   d e v ice  to   s e n d   o u B L E   b ea co n   m es s ag e s   is   th Se ek c y   d e v ice.     T h p o s itio n   o f   th See k c y   d ev ice  is   e m b ed d ed   in to   B L E   b ea co n   m ess a g e s .   On   r ec ei v i n g   b ea co n   m es s ag e s   o f   Seek c y   d ev ices,  t h u s er   d ev ice  ( i.e . ,   th s m ar tp h o n e)   ca n   t h e n   k n o w   th p o s it io n   o f   t h See k c y   d ev ice   s e n d i n g   o u t h b ea co n   m es s ag e.   T h is   t y p o f   d ev ic is   v er y   u s ef u f o r   ac cu r atel y   d eter m i n in g   t h u s er   p o s it io n   w i th   t h W C L   alg o r ith m ,   as  w il l b d escr ib ed   later .             Fig u r e   4 A   R a s p b er r y   P i B d ev cie   ( lef t)   eq u ip ed   w it h   s e n s o r s   ( r ig h t)     Fig u r e   5 T h E n g f i G ate  s cr ee n s h o t s h o w in g   co n te x in f o r m atio n ,   s u c h   as te m p er at u r e,   h u m id it y ,   lig h tn e s s ,   a n d   lo u d n es s ,   o n   t h e   u p p er   lef t c o r n er       4 . 2 . 3 .   Cy ber - P hy s ica l C o mm u nica t io n a nd   I nte ra ct io n   T h e r ar t w o   k i n d s   o f   u s er s   i n   t h E n g f i   Gate   s y s te m :   p h y s ical  u s er s   a n d   c y b er   u s er s ,   as   s h o w n   in   Fig u r e   6 .   P h y s ical   u s er s   u s e   s m ar tp h o n e s   to   r u n   E n g f Gate th e y   w alk   i n to   t h b u i ld in g   an d   t h eir   p o s itio n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 8   :   3 4     42   38   ar tr ac k ed   b y   th s y s te m .   C y b er   u s er s   u s d es k to p   o r   lap to p   co m p u ter s   to   ac ce s s   t h E n g f Gate   w eb   p ag o r   v ir tu a en v ir o n m en th r o u g h   I n ter n et.   O n   th w eb   p ag e,   c y b er   u s er s   ca n   s ee   p h y s ical  u s er s   in   zo n e - by - zo n e   m an n er   a n d   ca n   i n v ite  o n o r   m o r e   p h y s ical   u s er s   to   co m m u n ica te  b y   te x ti n g   o r   s p ea k in g .   On   th e   co n tr ar y ,   a   p h y s ical  u s er   ca n   s ea r c h   f o r   s p ec if ic  c y b er   u s er   an d   i n v i te  h i m /h er   to   co m m u n icate   b y   te x ti n g   o r   s p ea k i n g         Fig u r e   6 T h E n g f i G ate  c y b e r - p h y s ica l c o m m u n icatio n   an d   in ter ac tio n       Th c y b er - p h y s ical  c o m m u n i ca tio n   an d   i n ter ac tio n   s y s te m   is   u s e f u f o r   p h y s ical  u s er s   an d   c y b er   u s er s   to   co m m u n icate   a n d   in ter ac t.  Fo r   ex a m p le,   w h e n   n e w   s t u d en u s es  E n g f G ate  to   ex p lo r th d ep ar tm e n b u i l d in g ,   o ld   s t u d en ts   ca n   i n v i te  h i m /h er   to   co m m u n icate   f o r   g i v i n g   ad v i s es  o r   in s tr u c tio n s .   C er ta i n l y ,   t h n e w   s t u d en ca n   i n v i te  an   o ld   s t u d en o r   ev e n   teac h er   to   co m m u n icate   f o r   o b tain in g   ad v is e s   o r   in s tr u ctio n s .   Fo r   s p ec ial  ev en ts ,   s u ch   as  t h f r es h m a n   o r ien tatio n ,   th d ep ar t m en c h ai r   ( if   h e/s h ca n n o t   s h o w   u p   in   p er s o n )   ca n   in v ite   all  n e w   s t u d en t s   to   co m m u n i ca te  f o r   g iv i n g   t h e m   w elco m e   m e s s a g es  b y   u s i n g   th p r iv ile g ed   b r o ad ca s o r   m u lticast   f u n ctio n   th r o u g h   th I n t er n et   ac ce s s .     4. 3.   I nd o o P o s it io nin g   ( I P )   Sy s t e m   T h I P sy s te m   u tili ze s   ei th er   v is ib le  m ar k er s   o r   in v is ib le  m ar k er s   to   d eter m i n th p o s itio n   o f   th u s er .   T h p o s itio n in g   p r o ce d u r es a r d escr ib ed   b el o w .     4 . 3 . 1 .   P o s it io nin g   w it h V i s ibl M a r k er s     W h en   v i s ib le  m ar k er   o r   QR   co d i m ag i s   s u cc ess f u ll y   s ca n n ed   b y   u s er   d ev ice s   ca m er a,   th s y s te m   ca n   i m m ed iatel y   d eter m i n th u s er s   p o s itio n   b y   r etr iev in g   t h p o s itio n   i n f o r m atio n   en co d ed   in   th e   QR   c ode .   T h u s ,   o n l y   o n Q R   co d ca n   d eter m i n th u s er s   p o s itio n   p r o p er ly .   T h ac cu r ac y   o f   t h p o s itio n in g   d ep en d s   o n   t h d is tan ce   th a t a   QR   co d i m a g ca n   b s ca n n ed   an d   r ec o g n ized   s u cc es s f u ll y   b y   t h ca m er a.     4 . 3 . 2 .   P o s it io nin g   w it h In v is ibl M a rk er s     W h en   t h r ee   o r   m o r d if f er en t i n v i s ib le  m ar k er s   o r   B L E   b ea co n   m es s a g es a r r ec eiv ed ,   th e   w ei g h ted   c en tr o id   l o ca lizatio n   ( W C L )   a lg o r ith m   ca n   b ap p lied   to   d et er m in t h u s er s   p o s itio n   b y   u s i n g   th R ec eiv ed   Sig n al  Stre n g th   I n d icato r   ( R S SI)   v alu e s   o f   t h m e s s a g es.    B elo w   w d escr ib th al g o r ith m   d etails.   T h W C L   al g o r ith m   [ 14 ]   r e q u ir es  th u s er   d ev ice  to   r ec eiv at  t h s a m ti m t h B L E   b ea co n   m es s ag e s   s e n b y   th r ee   o r   m o r d ev ices .   B ef o r d escr ib in g   th al g o r ith m ,   w i n tr o d u ce   s o m ter m i n o lo g ie s .   B elo w ,   w u s t h ter m   a n ch o r   n o d e ”  to   r ef er   to   d ev ice  s en d in g   o u B L E   b ea co n   m e s s a g es w u s e   u n kn o w n   n o d e ”  to   r ef er   to   d ev ice  w h o s p o s it io n   i s   u n k n o w n   a n d   is   to   b d eter m in ed   b y   th e   W C L   alg o r ith m .   A f ter   an   u n k n o w n   n o d r ec eiv es  B L E   b ea co n   m es s ag s en b y   an   an c h o r   n o d i th W C L   alg o r ith m   r ec o r d s   th R S SI  v a lu R S S I i   an d   th X   a n d   Y   co o r d in ates  a i   o f   t h a n c h o r   n o d e   i ,   w h er a i   ( x i ,   y i is   e m b ed d ed   in   th b ea co n   m ess a g e.   Af ter   r ec eiv i n g   B L E   b ea c o n   m es s ag e s   f r o m   n n     3 ,   an ch o r   n o d es,  th e   alg o r ith m   co m p u tes t h w ei g h W i   f o r   th a n ch o r   n o d i   ac co r d in g   to   E q u atio n   ( 1 ) .             (               )   (               )           ,                 ( 1 )   Ph y sic al  Engfi Ga t e U ser s W eb (G ame ) S er v er Ph y sic al  Bu ild ing Cyber  E ngfi Ga t Us er s Cyber  Bu ild ing Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E n g fi Ga te:   A n   I n d o o r   Gu id a n ce   S ystem  u s in g   Ma r ke r - b a s ed   C yb er - P h ysica l … .   ( Ha n a s   S u b a kti)   39   w h er g   i s   t h d e g r ee   w h ich   d eter m i n es  th e   co n tr ib u tio n   o f   t h R SS I   v al u es.   A s   s u g g e s ted   in   [ 14 ] ,   g   is   s et   as  1 .   Ho w e v er ,   w s et  g   as  2   af ter   o b s er v in g   th r es u lt s   o f   e x ten s i v ex p er i m en t s .   Af ter war d s ,   th alg o r ith m   co m p u tes t h p o s itio n   P   o f   t h e   u s er   ac co r d in g   to   E q u atio n   ( 2 ) .                                               ( 2 )     Fig u r e   7   s h o w s   t h s cr ee n s h o o f   th E n g f Gate   s y s te m   s h o w i n g   th u s er   p o s itio n .   T h f o u r   3 g r ee n   c u b es  at  th co r n er s   in d icate   th p o s itio n   o f   an c h o r   n o d es,  an d   th m a n - li k o b j ec t   s tan d s   f o r   th u s er   p o s itio n W p er f o r m   ex ten s i v e x p er i m en t s   to   m ea s u r t h p o s itio n in g   ac c u r ac y   o f   o u r   i m p le m en tatio n   o f   th W C L   alg o r it h m   i n   r o o m   w it h   t h len g t h   o f   9   m ,   th wid th   o f   5   m ,   an d   th h ei g h o f   3   m .   Fo u r   an c h o r   n o d es  ar d ep lo y ed   o n   f o u r   c eilin g   co r n er s ,   w it h   co o r d in ates  ( 8 3 , 1 4 0 ) ,   ( 8 5 , 7 3 8 ) ,   ( 3 8 9 , 1 2 6 ) ,   an d   ( 4 2 8 , 7 3 7 ) r esp ec tiv el y .   T h v a lu o f   g   is   s et  as 1   o r   2   f o r   th s ak o f   co m p ar i s o n s .   W ar b itra r ily   c h o o s 3 0   p o s itio n s   to   p er f o r m   i n d o o r   p o s itio n i n g   u s i n g   th e   W C L   al g o r ith m   f o r   ev alu a tin g   t h ac cu r ac y   o f   o u r   i m p le m en ta tio n .   T ab le  1   s h o w s   th e x p er i m e n r es u lt s .   W h en   g   i s   s et  a s   1 ,   t h e   s m al lest   er r o r   is   2 1   c m ,   t h la r g est  er r o r   is   1 8 8 . 5   c m a n d   t h a v er ag er r o r   is   9 6 . 5 5   c m .   W h en   g   i s   s e as   2 ,   t h s m a lles t   er r o r   is   1 2   c m ,   t h lar g es er r o r   is   1 0 2 . 5   c m ,   a n d   th a v er ag e   er r o r   is   4 6 . 8   c m .   W ca n   co n cl u d th at  s et tin g   g   a s   2   lead s   to   lo w er   er r o r s   an d   th u s   h ig h er   ac cu r ac ies.           Fig u r e   7 T h E n g f i G ate  s cr ee n s h o s h o w in g   p o s itio n i n g   in f o r m atio n       T ab le  1 .   P o s itio n in g   E r r o r s   f o r   th W C L   A lg o r it h m   No     R e a l   l o c a t i o n   C a l c u l a t i o n   w h e n   g   =   1   C a l c u l a t i o n   w h e n   g   =   2   X ( c m)   Y ( c m)   X 1 ( c m)   Y 1 ( c m)   A c c u r a c y   e r r o r ( c m)   X 2 ( c m)   Y 2 ( c m)   A c c u r a c y   Er r o r ( c m)   1   97   2 1 0   2 2 2   3 7 5   1 4 5   1 3 0   1 6 9   37   2   1 1 0   3 9 4   2 2 2   4 5 0   84   1 3 0   4 9 4   60   3   92   6 9 0   1 9 7   5 7 5   1 1 0   1 0 5   7 1 9   21   4   4 0 8   2 9 0   2 9 7   2 2 5   88   3 5 5   2 4 4   4 9 . 5   5   2 3 0   3 7 6   2 7 2   4 2 5   4 5 . 5   2 8 0   3 8 2   28   6   67   2 3 0   2 1 2   2 4 7   81   1 3 6   2 4 3   41   7   1 0 1   3 7 3   2 3 7   4 2 2   9 2 . 5   1 3 6   4 1 8   40   8   25   5 0 0   1 6 2   4 2 2   1 0 7 . 5   1 3 6   5 4 3   77   9   33   6 4 3   2 1 2   5 2 2   1 5 0   1 3 6   6 1 8   64   10   38   7 7 5   1 8 7   5 4 7   1 8 8 . 5   1 3 6   6 6 8   1 0 2 . 5   11   1 4 1   6 9 5   2 6 2   4 9 7   1 5 9 . 5   1 3 6   6 6 8   16   12   2 7 2   6 9 8   3 1 2   5 4 7   9 5 . 5   2 6 1   6 6 8   2 0 . 5   13   3 1 8   7 6 7   3 1 2   5 7 2   1 0 0 . 5   2 8 6   6 9 3   53   14   3 3 4   6 6 2   3 8 7   5 7 2   7 1 . 5   3 3 0   6 4 3   1 1 . 5   15   4 5 0   7 1 2   3 1 2   6 1 2   1 1 9   4 1 1   7 1 8   2 2 . 5   16   4 4 1   5 8 7   2 8 7   4 4 7   1 4 7   3 6 1   6 6 8   8 0 . 5   17   3 5 8   5 1 0   3 1 2   4 2 2   67   3 3 6   4 1 8   57   18   3 5 9   4 2 9   3 3 7   4 7 2   3 2 . 5   2 6 1   4 9 3   81   19   4 0 8   3 2 5   2 6 2   3 2 2   7 4 . 5   3 8 6   2 6 8   3 9 . 5   20   3 7 0   2 3 3   2 6 2   2 9 7   86   3 6 1   2 1 8   12   21   4 1 3   1 0 0   3 1 2   2 2 2   1 1 1 . 5   3 6 1   1 4 3   4 7 . 5   22   3 3 5   1 0 1   3 3 7   2 2 2   6 1 . 5   3 1 1   1 4 3   33   23   2 6 3   1 4 0   3 1 2   2 4 7   78   2 6 1   1 6 8   15   24   1 9 1   60   2 3 7   2 9 7   1 4 1 . 5   1 6 1   1 6 8   69   25   1 0 0   70   2 6 2   2 7 2   1 8 2   1 3 6   1 6 8   67   26   2 7 8   2 3 5   2 8 7   3 2 2   48   3 1 1   1 9 3   3 7 . 5   27   2 6 7   3 6 0   2 6 2   3 9 7   21   2 3 6   3 6 8   1 9 . 5   28   3 0 7   4 6 4   2 6 2   4 2 2   4 3 . 5   2 8 6   4 1 8   3 3 . 5   29   1 8 6   5 0 9   2 8 7   4 2 2   94   2 3 6   6 4 3   92   30   1 7 9   2 8 9   2 6 2   3 4 7   7 0 . 5   2 6 1   2 1 8   7 6 . 5   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 8   :   3 4     42   40   4 . 3 . 3 .   P a t h F ind ing   a nd   T ra v el  T i m E s t i m a t io   T h E n g f i   Gate   s y s te m   ca n   f i n d   p ath   f o r   th u s er   to   g o   f r o m   h is /h er   cu r r e n p o s itio n   to   th ch o s e n   d esti n atio n .   T h p ath   f i n d in g   t ask   i s   d o n b y   ap p l y i n g   t h D ij k s tr alg o r it h m   [ 1 5 ] .   E ac h   f l o o r   o f   th 3 m ap   o f   t h E n g f i   Gate   s y s te m   is   r ep r esen ted   as   g r id ,   w h ic h   i s   g r ap h   in   w h ic h   n o d h a s   f o u r   n ei g h b o r in g   n o d es.  W ith   th h elp   o f   g r id s ,   th p ath   f i n d i n g   j o b   ca n   b a ch iev ed .   No te  th at  i f   t h u s er s   cu r r en p o s itio n   is   o n   th e   f lo o r   d if f er e n f r o m   th e   f lo o r   o f   t h d e s tin a tio n ,   t h p ath   f i n d in g   w i ll  b ac h ie v ed   b y   f i n d in g   p at h   o n   o n f lo o r   g o in g   f r o m   th cu r r en p o s itio n   to   th en tr y   o f   t h elev ato r   o r   th s tair s ,   as  w e ll  as  p ath   o n   th o th er   f lo o r   g o in g   f r o m   th e x i o f   th elev ato r   o r   th s tair s   t o   th d esti n atio n .   Af ter   f i n d in g   th s h o r test   p ath ,   th ti m n ee d ed   to   tr av el  is   es ti m ated   b y   ca lcu la tin g   t h r ati o   o f   th tr a v el  d is ta n ce   to   t h e   s p ee d   o f   th u s er .   No te  th at  th tr av el  ti m esti m atio n   i s   co n tex t - a w ar in   t h s en s th at  t h s y s te m   co n s id er s   th cr o w d ed n ess   o f   p eo p le  to   d o   th esti m atio n .   T h cr o w d ed n e s s   ca n   b d er iv ed   f r o m   t h n u m b er   o f   u s er s   in   n ea r b y   ar ea   i f   m o s t   s t u d en t s   u s e   t h E n g f i   G ate  s y s te m .   Alter n at iv el y ,   it  c an   b d er i v ed   b y   r e f er r in g   to   t h s p ee d   o f   n ea r b y   u s er s .   T h esti m ated   tr av el   ti m i s   h elp f u l   f o r   u s er s   to   d ec id to   h u r r y   u p   o r   to   s l o w   d o w n   w h e n   t h e y   ar e   w al k i n g .   Fig u r 8   is   t h s cr ee n s h o s h o w in g   t h n a v i g atio n   in f o r m atio n   f o r   r ea ch i n g   t h d esti n a tio n   w it h   t h esti m ated   tr av el  ti m o n   t h u p p er   r ig h t c o r n er .           Fig u r 8 .   T h E n g f i G ate  s cr ee n s h o t s h o w in g   n a v i g atio n   in f o r m at io n   f o r   r ea ch i n g   th d est in atio n   w i th   t h esti m ated   tr av el  ti m e       4. 4.   Aug m ent ed  Rea lity   ( AR)   Sy s t e m   T h AR   s y s te m   is   i n   c h ar g e   o f   s y n th e s izi n g   i m ag e s   to   b s h o w n   o n   t h u s er   d e v ic e’ s   d i s p la y .   As   m en tio n ed   ea r lier ,   t h er ar t w o   o p er atio n   m o d es:  th e   p h o n m o d an d   t h HM m o d e.   B elo w   w d escr ib e   h o w   th AR   s y s te m   d ea w it h   th t w o   m o d es.     4 . 4 . 1 .   P ho ne  M o d e   T h Un it y   3 g a m e n g i n a n d   th Vu f o r ia  SD to g et h er   a r e   u s ed   to   s y n t h e s ize  3 s ce n es  an d   t h g r ap h ical  u s er   in ter f ac e   ( GUI )   to   b s h o w n   o n   p h o n d i s p l a y.   T h s cr ee n s h o in   Fi g u r e   5   is   f o r   th p h o n m o d e.   T h u s er   i n ter ac t s   w i th   th s y s te m   b y   tap p in g   b u t to n s   in   th G UI .     4 . 4 . 2 .   H M M o de   I n   ad d itio n   to   th Un it y   3 g a m en g i n an d   th Vu f o r ia  SDK ,   th Go o g le  VR   SDK  is   u s ed   in   t h i s   m o d to   s p lit  t h p h o n s cr ee n   i n to   lef p ar an d   r ig h p ar t.  T h t w o   p ar ts   ar f o r   t h l ef e y an d   t h r i g h t   e y e,   r esp ec tiv el y .   Fi g u r 9   s h o w s   s cr ee n s h o t o f   t h i s   m o d e.             Fig u r e   9 T h s cr ee n s h o t o f   t h HM m o d o f   th E n g f i G at s y s te m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       E n g fi Ga te:   A n   I n d o o r   Gu id a n ce   S ystem  u s in g   Ma r ke r - b a s ed   C yb er - P h ysica l … .   ( Ha n a s   S u b a kti)   41   T h is   m o d n ee d s   h ea d   m o u n ted   d ev ice,   s u c h   as  V R   B o x   Vir tu al  R ea lit y ,   to   o p er at e.   T h u s er   p lace s   h i s / h er   s m ar tp h o n i n s id th h ea d - m o u n ted   d e v ice   an d   t h u s er   f ee l s   l ik e   s ee i n g   3 o b j ec ts   w it h   d ep th   in f o r m atio n .   T h is   i s   b ec au s t h u s er s   t w o   e y e s   s ee   s l ig h tl y   d i f f er en v ie w s   w h ic h   a r ca lcu lated   b y   th e   Go o g le  VR   SDK   to   g en er ate   3 illu s io n s .   Si n ce   t h u s er   ca n n o tap   t h p h o n w h ic h   i s   p u i n to   t h h ea d   m o u n ted   d ev ice,   t h is   m o d u s es  v ir tu al   b u t to n s   f o r   th e   u s er   to   in ter ac t   w it h   t h e   s y s te m .   T h u s er   o n l y   n ee d s   to   tak h i s /h er   f i n g er   i n   f r o n t o f   th ca m er to   p u s h   o r   to u ch   v ir tu a l b u tto n s   f o r   th p u r p o s o f   in ter ac tio n .     4. 5.   Sy s t e m s   Co m pa ri s o n     W co m p ar o u r   E n g f Gate   s y s te m   w it h   ex i s ti n g   i n d o o r   g u id an ce   s y s te m s   t h at  ar m o s r elate d   to   o u r   s y s te m ,   n a m el y   t h S m a r tP DR   s y s te m   [ 3 ] ,   th P GPT  s y s te m   [ 4 ] ,   an d   th Su n Ma p s y s te m   [ 5 ].   T h co m p ar is o n   r es u lts   ar s h o w n   in   T ab le  2 .   B y   th tab le,   w c an   o b s er v t h at  E n g f Gate   h a s   m a n y   ad v a n tag e s   o v er   o th er s .   Sp ec i f icall y ,   S m ar tP DR   an d   P GPT   u s 2 G UI ,   w h ile  S u n Ma p an d   E n g f Gate   u s e   3 A R   in ter f ac a n d   p r o v id 3 m ap s .   Mo r eo v er ,   E n g f Gate   is   t h o n l y   s y s te m   p r o v id i n g   th HM m o d an d   th e   c y b er - p h y s ica l i n ter ac tio n .   S m ar tP DR   d o es n o t p r o v id s h o r t est p ath   f in d i n g ,   b u t   th e   o th er s   d o   p r o v id e.   E n g f i   Gate   is   th o n l y   co n te x t - a w a r s y s te m ,   s i n ce   it   co n s id er s   th co n tex i n f o r m atio n   o f   cr o w d ed n ess   w h e n   esti m ati n g   t h tr av el  t i m f o r   u s er   to   r ea ch   h i s /h er   d esti n at io n .       T ab le  2 .   C o m p ar is o n s   o f   E n g f i G ate  an d   o th er   s y s te m s       5.   CO NCLU SI O N   T h p r o p o s ed   g u id an ce   s y s te m   An d r o id   ap p licatio n   p r o to t y p n a m ed   E n g f Gate   S y s te m   h as  b ee n   d ev elo p ed   to   h elp   f r esh m e n   ex p lo r E n g i n ee r in g   B u i ld in g   as  th eir   n e w   en v ir o n m e n t.  T h f u ll  d e m o   v id eo   o f   th s y s te m   r u n n i n g   o n   an   An d r o id   s m ar tp h o n ca n   b f o u n d   in   [ 16 ] .   C o m p ar ed   w it h   r elate d   w o r k ,   th i s   s y s te m   h as  r ich er   f ea t u r es  a n d   tech n o lo g y   s y s te m s   i n   th g u id an ce   s y s te m   ar ea .   T h is   g u id a n ce   s y s te m   co n s is ts   3   m aj o r   co m p o n e n t s Ma r k er - B ased   C P I IP   s y s te m ,   a n d   AR   s y s te m .   Ma r k er - B ased   C P I   s u b s y s te m   b r i n g s   n e w   in ter ac t io n   b et w ee n   t h c y b er   a n d   t h e   p h y s ical  e n v ir o n m en i n   t h E n g f Gate   S y s te m .   T h is   s u b s y s te m   r o les  ar to   co n n ec t   th e   c y b er   an d   t h p h y s i ca en v ir o n m en t.  T h I P   s y s te m   u s i n g   QR   C o d es   an d   B lu eto o th   b ea co n s   ac h ie v es  g o o d   r esu lt.  I n d o o r   p o s itio n in g   u s e s   Q R   co d es  to   d o   b u ild in g   p o s itio n in g .   W h en   en ter in g   r o o m ,   B lu et o o th   b ea co n s   w i th   W C L   al g o r ith m   p er f o r m ed   to   g ath er   g o o d   ac cu r ac y   a n d   r ea l - ti m p o s itio n in g .   T h r o o m   p o s itio n i n g   n ee d s   m o r th an   t w o   B lu e to o th   b ea co n s   ac h ie v es  4 6 . 8   c m   av er ag ac c u r ac y   er r o r .   L astl y ,   th f r es h m an   p h y s ical  p o s i tio n   in f o r m a tio n   i s   s e n to   E n g f Gate   s y s te m   to   u p d ate  th eir   p o s itio n s .   AR   s u b s y s te m   i s   i m p le m e n ted   b ec au s E n g f Gate   s y s te m   r u n s   as  th g u id a n ce   s y s te m   in   th s p at ial  en v ir o n m e n t.  T h er ar t w o   o p er atio n al  m o d es  in   t h is   s y s te m P h o n an d   HM m o d e.   P h o n e   m o d h elp s   n e w   s t u d en ex p lo r b u ild in g   w i th h o ld in g   th eir   s m ar tp h o n e.   HM m o d m a k es   s i m p ler   in ter ac tio n   b y   p lacin g   s m ar tp h o n i n s id HM d e v ice  w it h o u h o ld in g   t h s m ar tp h o n e.   B o th   o p er atio n al  m o d e s   h a v its   o w n   ad v a n tag e s   an d   d is ad v a n tag e s   f o r   f r esh m en .       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h is   w o r k   w a s   d o n b y   j o in   d eg r ee   co llab o r atio n   b et w ee n   D ep ar tm e n t o f   E lectr ica l E n g in e er in g   B r a w ij ay U n i v er s it y   w it h   A d v an ce d   C o m p u t in g   a n d   Ne t w o r k in g   L ab   Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   Scien ce   a n d   I n f o r m a tio n   E n g i n ee r i n g   Nat i o n al  C e n tr al  Un i v er s i t y ,     T ai w an ,     u n d er     P r o f ess o r   J eh n - R u e y   J ian g   ad v is e.       RE F E R E NC E S     [ 1 ]   L   A   Tan g ,   H a n ,   G   Jia n g ,   M in in g   se n so d a ta  in   c y b e r - p h y sic a s y ste m s ”,   I n   T sin g h u a   S c ien c e   a n d   T e c h n o l o g y .   2 0 1 4 1 9 ( 1 ):  2 2 5 - 2 3 4 .   [ 2 ]   V   P a e lk e ,   Au g me n ted   re a li ty  i n   th e   sm a rt  f a c to ry S u p p o rtin g   w o rk e rs   in   a n   in d u stry   4 . 0 .   e n v iro n me n t,   in   P ro c .   o f   th e   2 0 1 4   IEE Em e rg in g   T e c h n o l o g y   a n d   F a c to ry   A u to m a ti o n   ( ET F A ) .   Ba rc e lo n a .   2 0 1 4 1 - 4 .   S y st e ms     P r o p e r t i e s     S martPD R   [ 3 ]     P G P T   [ 4 ]     S u n M a p +   [ 5 ]     En g f i   G a t e   L o c a l i z a t i o n   P D R   +     G o o g l e   M a p   P D R   +   G P S   +   C a me r a   +   B l u e t o o t h   +     W i F i   V i su a l   R e c o g n i t i o n +   P D R   B L B e a c o n   +   Q R   c o d e   U se r   I n t e r f a c e   2 D   G U I   2 D   G U I   3 D   A R   3 D   A R   &   H M D   C y b e r - P h y si c a l   I n t e r a c t i o n   -   -   -   V   S h o r t e st   P a t h   F i n d i n g   -   V   V   V   3 D   M a p   -   -   V   V   C o n t e x t - A w a r e   -   -   -   V   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 8   :   3 4     42   42   [ 3 ]   W   K a n g ,   H a n ,   S m a rtP DR:  S m a rtp h o n e - Ba se d   P e d e strian   D e a d   Re c k o n in g   f o In d o o L o c a li z a ti o n ”,   IEE E   S e n so rs   J o u rn a l 2 0 1 5 1 5 ( 5 ):  2 9 0 6 - 2 9 1 6 .   [ 4 ]   Cz o g a ll a ,   S   Na u m a n n ,   Ped e stria n   G u id a n c e   fo P u b li c   T ra n sp o rt  Us e rs   in   In d o o S ta ti o n Us i n g   S ma rtp h o n e s ,   in   P ro c .   o f   1 8 th   I EE In tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   In telli g e n T ra n sp o rtatio n   S y ste m s .   Las   P a lm a s.  2 0 1 5 :   2 5 3 9 - 2 5 4 4 .   [ 5 ]   L o w   Ch in   Ge e ,   L e e   Yu n li ,   In tera c ti v e   V irt u a In d o o Na v ig a ti o n   S y st e m   u sin g   V isu a Re c o g n it i o n   a n d   P e d e stri a n   De a d   Re c k o n in g   T e c h n iq u e s ,   In ter n a ti o n a J o u r n a o S o ft wa re   En g in e e rin g   a n d   Its  Ap p li c a ti o n s .   2 0 1 5 9 ( 8 ):     15 - 24 .   [ 6 ]   Ra v i,   L o v e lee n ,   S   G u rin d e r ,   F e a sib il it y   a n d   Eff ic a c y   o B LE   Be a c o n   Io T   D e v ic e in   In v e n to ry   M a n a g e m e n t   a th e   S h o p   F l o o r ,   I n ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u t e r E n g i n e e rin g   ( IJ ECE ) ,   2 0 1 6 6 ( 5 ):  2 3 6 2 - 2 3 6 8 .   [ 7 ]   A   Ko h e i,   T   He r m a n ,   Co lo Ra d io m a p   In terp o lati o n   f o Eff icie n F in g e rp ri n W iF i - b a se d   In d o o L o c a ti o n   Esti m a ti o n ,”   ( IJ AR AI)   In ter n a ti o n a J o u rn a o f   Ad v a n c e d   Res e a rc h   in   Arti f icia I n telli g e n c e .   2 0 1 3 2 ( 3 ):  10 - 1 5 .   [ 8 ]   Dic ti o n a ry . c o m   ma rk e r .   I n   Co ll i n En g li sh   Dic ti o n a ry   -   Co m p let e   &   Un a b rid g e d   1 0 t h   E d it i o n .   S o u rc e   lo c a ti o n :   Ha rp e rCo ll in P u b li sh e rs.   h tt p :/ / ww w . d ictio n a ry . c o m /b ro w s e / m a r k e r .   Ac c e ss e d Ju n e   2 3 ,   2 0 1 6 .   [ 9 ]   Y Oh ta,  H T a m u ra .   M ixe d   re a li ty: M e rg in g   re a l   a n d   v irt u a l   wo rl d s .   S p ri n g e P u b li sh in g   Co m p a n y .   2 0 1 4 .   [ 1 0 ]   S e e c k c y .   h tt p :/ /w ww . se e k c y . c o m / .   A c c e ss e d Ju n e   2 3 ,   2 0 1 6 .   [ 1 1 ]   VR   Bo x   Vi rt u a Rea li ty  De v ice .   u rl:   h tt p : // ww w . g e a rb e st.co m /h o m e - g a d g e ts/p p _ 1 9 8 6 7 7 . h tm l.   Ac c e ss e d Ju n e   2 3 ,   2 0 1 6 .   [ 1 2 ]   Vu fo ri a   S DK   t h e   A u g me n ted   re a li ty  so l u ti o n     V u fo ri a   De v e lo p e Po rta l . u rl:   h tt p s:/ /d e v e lo p e r. v u f o ria.co m / A c c e ss e d Ju n e   2 3 ,   2 0 1 6 .   [ 1 3 ]   Go o g le  I n c .   Go o g le  VR   S DK u r l:   h tt p s:// d e v e lo p e rs.g o o g le.co m /v r/co n c e p ts/o v e rv ie w - c a rd b o a rd .   A c c e ss e d Ju n e   2 3 ,   2 0 1 6 .   [ 1 4 ]   Qu a n d e ,   X   Xu ,   A   No v e W e ig h ted   Ce n tro id   L o c a li z a ti o n   A l g o rit h m   Ba s e d   o n   RS S f o a n   Ou td o o En v iro n m e n t ”,   J o u r n a l   o C o mm u n ica ti o n s in   Co ll e g e   o f   In f o rm a ti o n   E n g in e e rin g 2 0 1 4 9 (3 ) .   [ 1 5 ]   W   Ya h y a ,   A   Ba su k i ,   Jia n g ,   T h e   Ex ten d e d   Dijk stra ' s - b a se d   L o a d   Ba lan c in g   f o Op e n F l o w   Ne t w o rk ”,   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ EC E) .   2 0 1 5 5 (2 ):   2 8 9 ~ 2 9 6 .   [ 1 6 ]   Ha n a S u b a k ti .   En g f G a te  s y ste m   d e m o   v id e o .   u rl:   h tt p s://   h tt p s:// y o u tu . b e /l T P _ X0 A 8 k 2 Y .   A c c e ss e d Ju ly   2 5 ,   2 0 1 6 .       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS        H a n a s   S u b a k ti   r e c e iv e d   th e   M S c   d e g re e   in   De p a rt m e n o f   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   In f o r m a ti o n   En g in e e rin g ,   Na ti o n a Ce n tral  Un iv e rsit y ,   Tai w a n   in   2 0 1 6   a a n   In tern a ti o n a Du a l   De g re e   M a ste stu d e n t   b e tw e e n   Un iv e rsity   o f   Bra w ij a y a ,   In d o n e sia   a n d   Na ti o n a l   Ce n tral   U n iv e rsity ,   T a i w a n .   S h e   c o m p lete d   h e Ba c h e lo d e g re e   in   De p a rtme n o f   In f o r m a ti c s   En g in e e rin g ,   Un iv e rsit y   o f   Bra w ij a y a ,   In d o n e s ia  in   2 0 1 4 .   H er   re se a rc h   in tere st  a re a   in   th e   A u g m e n ted   Re a li t y   a n d   A d v a n c e   Co m p u ti n g   a n d   Ne t w o rk in g .         H e r m a n   T o ll e   is  a   lec tu re in   De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g   Un iv e rsity   o f   Bra w ij a y a ,   In d o n e sia .   He   c o m p lete d   h is  b a c h e lo r' d e g re e   in   De p a rt m e n o f   El e c tri c a En g in e e rin g   Bra w ij a y a   Un iv e rsit y ,   m a ste r ' s   p ro g ra m   in   In f o r m a ti o n   S y ste m T e le c o m m u n ica ti o n IT B   a n d   d o c to ra d e g re e   in   In f o rm a ti o n   S c ien c e ,   S a g a   Un iv e rsit y ,   J a p a n .   His  a re a o f   e x p e rti se   a n d   sp e c ializa ti o n   i n c lu d e s;  W e b   De v e lo p m e n t,   M o b il e   De v e lo p m e n t,   E - L e a rn in g ,   M u l ti m e d ia,  In f o rm a ti o n   Re tri e v a l,   Hu m a n - c o m p u ter  In tera c ti o n ,   Im a g e   P ro c e ss in g   a n d   A rti f icia l   In telli g e n c e .         M u h a m m a d   As w in   is  a   s e n io lec tu re in   De p a rtme n o f   El e c tri c a En g in e e rin g ,   Un iv e rsit y   o Bra w ij a y a ,   In d o n e sia .   He   g o Do c to d e g re e   f ro m   Bra w ij a y a   Un iv e rsit y ,   In d o n e sia .   He   p re se n tl y   w o rk in   sig n a p ro c e ss in g   L a b o ra to ry ,   Un iv e rsit y   o f   Bra w ij a y a .   H is  re s e a rc h   in tere st  a re a   in   th e   a re a s o f   si g n a p ro c e ss in g ,   tec h n o lo g y   o f   a n ten n a ,   d istri b u ted   sy ste m s,  a n d   so u n d   p r o c e ss in g .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.