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Ambiente Integrado para Posicionamento em Operações Militares
Gustavo Moreira Pierre
Orientadores:Marcelo Gattass
Roberto de Beauclair Seixas
SumárioIntroduçãoUtilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
Soluções – Hardware e SoftwareEmprego
ResultadosTrabalhos Futuros e Conclusão
IntroduçãoPopularização de equipamentos portáteis nas diversas áreas (transportes, mapeamento, lazer e esporte)Popularização no meio militar – receptor GPS e PDA
IntroduçãoOperações Militares
Bússolaou receptor
GPS
Obtenção
Planejamento Execução
Impressão
Computador
IntroduçãoOperações Militares
Obtenção
Transferênciade extratos
de planos, mapase calcos
Receptor GPS
PDA
Planejamento Execução
Computador
IntroduçãoObjetivo:
Modelo de um ambiente integrado envolvendo hardware e software para posicionamento em operações militares
IntroduçãoMetas:
Geração, no PC, de arquivo contendo mapa rasterou vetorial e outras informações para PDAAnálise do formato da imagem mais adequado para uso no PDAAcompanhamento, no mapa, da posição fornecida pelo receptor GPSManipulação de observações e medição de distâncias
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesHardware PC geração do arquivo de banco de dados (PDB e
PRC) Receptor GPS: Garmin eTrex baixo custo, resistente,
NMEA0183, conexão com PC (serial), modo simulado PDA Workpad C505 da IBM baixo custo, conexão
com PC (serial), emulador, frágil. Cabos e conectores
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesHardware
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Geração de Banco de Dados PDB registros – imagens vetoriais ou raster para
desenho pixel a pixel PRC recursos – imagens raster (recurso bitmap) Leitura de um arquivo de projeto - ASCII Geração byte a byte Limitação do tamanho de um registro/recurso (64k)
Cabeçalho do Bancode Dados do PalmLista de Entradas
de Registros/Recursos...
Bloco SortInfo(opcional)
Sequência deregistros ou recursos
.
.
.
Bloco AppInfo(opcional) Recursos ou registros específicos da aplicação
Informações específicas da aplicação (tamanho variável)
Cabeçalho padrão PDB/PRC (Inclui lista de entradas de registros/recurso de tamanho variável)
Banco de Dados
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Geração de Banco de Dados Geração PDB
• Formato da imagem vetorial shapefile• Várias imagens vetoriais vários PDB • Simplificações no shapefile sem atributos, polígonos simples
e sem preenchimento.
Fim do arquivode projeto PRJ?
não
Ler arquivo SHP
Fim do arquivode projeto PRJ?
Vai para o início doarquivo de projeto PRJ
Ler arquivo SHP
FIM
sim
sim
não Atualiza valoresda caixa
envolvente do Projeto
Cria PDB:•Grava cabeçalho•Grava lista de entradas de registros•Grava registros
Geração PDBs
D:\mapa\viascom.shp 5
D:\mapa\cnivel.shp 4
Arquivo de projeto (PRJ)
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Geração de Banco de Dados Geração PRC
• Formato da imagem bitmap 8 bits sem compressão• Uso do recurso bitmap desenho pixel a pixel é bem mais
lento do que desenho de um recurso bitmap• Conceito de janela – limite da janela em offscreen (420 x 420) –
não é suficiente para operações militares• Divisão em blocos
420
240
420 420 163
Blocos
Bloco Bloco Bloco
Bloco Bloco Bloco
Blocos
420
240
420 420 163
Bloco ?
Blocos com faixas em comum
420
400
420 420163420
Bloco Bloco Bloco Bloco
Bloco Bloco Bloco Bloco
Bloco
Blocos com faixas em comum
420
400
420 420163420
Bloco
Blocos pequenos sem faixas em comum
Janela emoffscreen
Bloco
160 160 160 160 160 160 43
160
160
160
160
20
Blocos pequenos sem faixas em comum
Janela emoffscreen
160 160 160 160 160 160 43
160
160
160
160
20
Blocos pequenos sem faixas em comum
Janela emoffscreen
160 160 160 160 160 160 43
160
160
160
160
20
Tamanho (em Kbytes) dos arquivos gerados conforme o modo de divisão dos blocos
420x420 com faixas em comum
160x160 sem faixas em comum
Bitmap original
246
9782199
3908
2611027
2301
4080
430
2156
5204
9573
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Geração de Banco de Dados Geração PRC
• Modificação devido a operação de zoom
Original
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Geração de Banco de Dados Geração PRC
• Modificação devido a operação de zoom– API do PalmOS
Original Zoom com API do PalmOS
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Geração de Banco de Dados Geração PRC
• Modificação devido a operação de zoom– API do PalmOS x outro bitmap
Original Zoom com API do PalmOS Zoom com outro bitmap
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Geração de Banco de Dados Geração PRC
• Modificação devido a operação de zoom– API do PalmOS x outro bitmap
Satélite
Fotografia aérea
Mapa
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Geração de Banco de Dados Geração PRC
• Modificação devido a operação de zoom– API do PalmOS x outro bitmap– Arquivo de projeto único PRC com um ou mais bitmaps– Arquivo de projeto limites da imagem – latitude e
longitude (UTM)– Índices dos recursos importante
Índices 5.000 5.001 5.002 5.003 5.004 5.005 5.006
5.100 5.101 5.102 5.103 5.104 5.105 5.106
5.200 5.201 5.202 5.203 5.204 5.205 5.206
5.300 5.301 5.302 5.303 5.304 5.305 5.306
5.400 5.401 5.402 5.403 5.404 5.405 5.406
10.000 10.001 10.002 10.003
10.100 10.101 10.102 10.103
10.200 10.201 10.202 10.203
10.300 10.301 10.302 10.303
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Geração de Banco de Dados Geração PRC
• Modificação devido a operação de zoom– API do PalmOS x outro bitmap– Arquivo de projeto único PRC com um ou mais bitmaps– Arquivo de projeto limites da imagem – latitude e
longitude (UTM)– Índices dos recursos importante – Recurso appinfostr: número de imagens, número de blocos
na horizontal e na vertical e limites da imagem
Geração PRC
não
Ler arquivo BMP
Fim arquivo de projeto PRB?
Vai para o início do arquivo de projeto PRB
Grava o recurso appinfo
sim
sim
nãoAcrescenta
informações ao appinfo.
Grava a lista de entradas de
recursos
sim
FIM
Grava cabeçalho do arquivo PRC
nãoDivide a imagem e grava os blocos
como recursos
Fim arquivo de projeto PRB?
Fim arquivo de projeto PRB?
Ler arquivo BMP
Ler arquivo BMP
Vai para o início do arquivo de projeto PRB
30 D:\mapas\rio0.bmp 675000 7455000 690000 74650001 D:\mapas\rio1.bmp 679000 7456500 686000 74605002 D:\mapas\rio2.bmp 679000 7457500 684000 7460500
Arquivo de projeto (PRB)
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Transmissão para o Palm Palm Desktop
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Comandos no Palm
Alterna entre os seguintes modos de operação:• Movimento (MOV);• GPS (GPS);• Zoom (ZOOM);• Distância (DIST); e• Observação (OBS).
No modo de Zoom(ZOOM) executa as operações de zoom in ezoom out.
No modo GPS (GPS) ativa/desativa a comunicação com o receptor GPS conectado ao Palm. No modo Observação(OBS), exibe a janela de observação. No modo Distância (DIST), inicializa a distância acumulada.
No modo de Movimento (MOV) move o mapa para cima, para baixo, para esquerda e para direita.
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Visualização da imagem raster Imagem 160 x 150 pixels – 10 pixels barra de status
Zoom Centro da tela em coordenadas da
tela
Centro da tela em coordenadas da
janela em offscreen
Transforma
Centro da tela em coordenadas do
mundo
Transforma
x_view, y_view,indexblock_w e indexblock_h
Centro da tela em coordenadas da
janela em offscreen
Centro da tela em coordenadas do
mundo
Transforma
Inicializa dados da nova imagem
Calcula
Desenha o buffer e a tela
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Aquisição de Dados do receptor GPS Botão ativa/desativa Reinicia contador para sleep mode Sentença GPRMC do protocolo NMEA
$GPRMC,204700,A,3403.868,N,11709.432,W,001.9,336.9,170698,013.6,E*6E
Hora(Greenwich)
Latitude(DDMM.MMM)
NorteLongitude(DDMMM.MMM)
Oeste
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – As Observações Caneta software Graffiti ou
teclado na tela
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Visualização da imagem vetorial Limite da janela em offscreen x limite de desenho (clipping)
Área útil de desenho(janela em offscreen)
Área possível de desenhar, cujo desenho será descartado.
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Visualização da imagem vetorial Zoom
Janela em offscreen= bloco
Janela em offscreen= bloco
Janela em offscreen= bloco
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Visualização da imagem vetorial Zoom
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
SoluçõesSoftware – Visualização da imagem vetorial Divisão em blocos no Palm – 460 x 460 com faixas em comum
Janela em offscreen
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
EmpregoDiminuição do tempo de obtenção de posição, marcação no mapa e comparação com outras informações emprego da fração certa no lugar e momento certosAtualização de informações observaçõesMenor desgaste físico das fraçõesAproveitamento de receptores GPS existentes nas Organizações Militares
Utilização de Dispositivos Portáteis para Posicionamento em Operações Militares
EmpregoFacilidade de utilização rápida prontificaçãoBaixo custo maior aquisição maior número de frações utilizando
ResultadosImagens raster x vetorial
Tempo de carregamento
3s14s
2s
Raster - Quatro bitmaps (1011x1014, 936x611, 910x509 e 899x527)(Itaoca)
Vetorial - Curvas de nível e estradas (Itaoca) - 133.818 vértices
Raster - Um bitmap de 1011x1014 (Itaoca)
ResultadosImagens raster x vetorial
Tempo de desenho (buffer + tela)
1s52s
1s
Raster - Quatro bitmaps (1011x1014, 936x611, 910x509 e 899x527)(Itaoca)
Vetorial - Curvas de nível e estradas (Itaoca) - 133.818 vértices
Raster - Um bitmap de 1011x1014 (Itaoca)
ResultadosImagens raster: pixel a pixel x recursos bitmap
Tempo de carregamento
1s67s
13s
200 x 200 pixels (recurso bitmap)
400 x 400 pixels (pixel a pixel)
200 x 200 pixels (pixel a pixel)
400 x 400 pixels (recurso bitmap)
1s
ResultadosImagens raster: pixel a pixel x recursos bitmap
Tempo de desenho (buffer + tela)
1s66s
16s
1s
200 x 200 pixels (recurso bitmap)
400 x 400 pixels (pixel a pixel)
200 x 200 pixels (pixel a pixel)
400 x 400 pixels (recurso bitmap)
Conclusão e Trabalhos FuturosConclusão
Imagens raster usando recursos bitmap melhor do que vetorial ou raster pixel a pixelUtilização de outras imagens para operações de zoomVantagens: Utilização de receptores GPS existentes Diminuição do tempo de obtenção de posição em relação à situação Facilidade de transporte – peso e dimensões
Desvantagens: Fragilidade da conexão do Palm com seu cabo serial Fragilidade do Palm a quedas e a água
Conclusão e Trabalhos FuturosTrabalhos Futuros
Implementação de desenho no mapa visualizado no PDACompressão de dados – na geração do Banco de Dados e no manuseio deles no PDA Aplicativo, no PC, para tratar as alterações feitas no Palm
FIM