NavigationPractice

프로젝트명

Mapbox SDK를 활용한 네비게이션 어플리케이션(Navigation Application by using Mapbox SDK)

프로젝트 소개

2D 지도를 기반으로 한 네비게이션 및 AR을 통한 길 안내 어플리케이션

프로젝트 내용

개요

단국대학교 응용컴퓨터공학과 4학년 종합설계 프로젝트(단국대 학생들을 위한 종합 어플리케이션 repository)의 일부로서, Mapbox를 활용해 지도 및 네비게이션을 나타내고 네비게이션 상의 경로를 AR로 표시함으로서 사용자의 원활한 길 찾기를 가능하게 하는데 그 목적이 있음

기술 스택 및 개발 환경

과정

1. 지도

mapbox android SDK의 사용을 위해 해당 모듈을 New Module로 추가 지도를 포함할 액티비티의 xml 파일에 MapView를 추가
activity_main.xml

<com.mapbox.mapboxsdk.maps.MapView
        android:id="@+id/mapView"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="0dp"
        app:layout_constraintBottom_toBottomOf="parent"
        app:layout_constraintEnd_toEndOf="parent"
        app:layout_constraintHorizontal_bias="0.0"
        app:layout_constraintStart_toStartOf="parent"
        app:layout_constraintTop_toTopOf="parent"
        app:layout_constraintVertical_bias="1.0"
        mapbox:mapbox_cameraTargetLat="37.321643"
        mapbox:mapbox_cameraTargetLng="127.126756"
        mapbox:mapbox_cameraZoom="16">
</com.mapbox.mapboxsdk.maps.MapView>

위치 업데이트를 위한 LocationEngine 개체의 사용

// LocationEngine 변수
private LocationEngine locationEngine;
...
@SuppressLint("MissingPermission")
private void initLocationEngine() {
    locationEngine = LocationEngineProvider.getBestLocationEngine(this);
    LocationEngineRequest request = new LocationEngineRequest.Builder(DEFAULT_INTERVAL_IN_MILLISECONDS)
        .setPriority(LocationEngineRequest.PRIORITY_HIGH_ACCURACY)
        .setMaxWaitTime(DEFAULT_MAX_WAIT_TIME).build();
    locationEngine.requestLocationUpdates(request, callback, getMainLooper());
    locationEngine.getLastLocation(callback);
}

현재 위치 얻어오는 콜백 실행

class MainActivityLocationCallback implements LocationEngineCallback<LocationEngineResult> {
        private final WeakReference<MainActivity> activityWeakReference;
        MainActivityLocationCallback(MainActivity activity) {
            this.activityWeakReference = new WeakReference<>(activity);
        }
        /**
         * The LocationEngineCallback interface's method which fires when the device's location has changed.
         * @param result the LocationEngineResult object which has the last known location within it.
         */

        @Override
        public void onSuccess(LocationEngineResult result) {
            MainActivity activity = activityWeakReference.get();
            if (activity != null) {
                Location location = result.getLastLocation();
                if (location == null) {
                    return;
                }
                // Create a Toast which displays the new location's coordinates
                La = result.getLastLocation().getLatitude();
                Lo = result.getLastLocation().getLongitude();

                // Pass the new location to the Maps SDK's LocationComponent
                if (activity.mapboxMap != null && result.getLastLocation() != null) {
                    activity.mapboxMap.getLocationComponent().forceLocationUpdate(result.getLastLocation());
                }
            }
        }

        /**
         * The LocationEngineCallback interface's method which fires when the device's location can not be captured
         *
         * @param exception the exception message
         */
        @Override
        public void onFailure(@NonNull Exception exception) {
            MainActivity activity = activityWeakReference.get();
            if (activity != null) {
                Toast.makeText(activity, exception.getLocalizedMessage(),
                        Toast.LENGTH_SHORT).show();
            }
        }
}

2. 2D 네비게이션

2.1 지도 상 클릭시 목적지로 설정 후 경로 생성

@Override
public boolean onMapClick(@NonNull LatLng point) {
    if (destinationMarker != null) {
        mapboxMap.removeMarker(destinationMarker);
    }
    destinationMarker = mapboxMap.addMarker(new MarkerOptions().position(point));
    destinatonPosition = Point.fromLngLat(point.getLongitude(), point.getLatitude());
    originPosition = Point.fromLngLat(Lo, La);
    getRoute_walking(originPosition, destinatonPosition);
    getRoute_navi_walking(originPosition, destinatonPosition);
    startButton.setEnabled(true);
    startButton.setBackgroundResource(R.color.mapboxBlue);
    arButton.setEnabled(true);
    arButton.setBackgroundResource(R.color.mapboxBlue);
    return false;
}

2.2 길찾기 메소드

private void getRoute_walking(Point origin, Point destination) {
    client = MapboxDirections.builder()
        .origin(origin)
        .destination(destination)
        .overview(DirectionsCriteria.OVERVIEW_FULL)
        .profile(DirectionsCriteria.PROFILE_WALKING) //길찾기 방법(본 프로젝트에서는 도보로 설정)
        .accessToken(getString(R.string.access_token))
        .build();

    client.enqueueCall(new Callback<DirectionsResponse>() {
        @Override
        public void onResponse(Call<DirectionsResponse> call, Response<DirectionsResponse> response) {
            if (response.body() == null) {
                return;
            } else if (response.body().routes().size() < 1) {
                    return;
            }
            // Print some info about the route
            currentRoute = response.body().routes().get(0);

            int time = (int) (currentRoute.duration()/60);
            double distances = (currentRoute.distance()/1000);

            distances = Math.round(distances*100)/100.0;

            Toast.makeText(getApplicationContext(), String.format("예상 시간 : " + String.valueOf(time)+" 분 \n" +
                "목적지 거리 : " +distances+ " km"), Toast.LENGTH_LONG).show();
        }
        @Override
        public void onFailure(Call<DirectionsResponse> call, Throwable throwable) {
            Toast.makeText(MainActivity.this, "Error: " + throwable.getMessage(), Toast.LENGTH_SHORT).show();
        }
    });
}

private void getRoute_navi_walking (Point origin, Point destinaton) {
    NavigationRoute.builder(this).accessToken(Mapbox.getAccessToken())
        .profile(DirectionsCriteria.PROFILE_WALKING)
        .origin(origin)
        .destination(destinaton).
        build().
        getRoute(new Callback<DirectionsResponse>() {
            @Override
            public void onResponse(Call<DirectionsResponse> call, Response<DirectionsResponse> response) {
                if (response.body() == null) {
                    return;
                } else if (response.body().routes().size() ==0) {
                    return;
                }
                currentRoute = response.body().routes().get(0);
                if (navigationMapRoute != null) {
                    navigationMapRoute.removeRoute();
                } else {
                    navigationMapRoute = new NavigationMapRoute(null, mapView, mapboxMap, R.style.NavigationMapRoute);
                }
                navigationMapRoute.addRoute(currentRoute);
            }
            @Override
                public void onFailure(Call<DirectionsResponse> call, Throwable t) {
            }
        });
}

3. 경로 추가

네이버, 구글의 길 안내 API를 사용하지 않은 이유는 각각 다음과 같다.

네이버 : 정확하지만 큰 도로 우선 안내 -> 샛길, 보행자 전용 도로 안내 X
구글 : 국내 도보 경로 제공 X

Mapbox를 사용하면 지도의 자유로운 styling, 자유로운 기능 구현 등이 가능하지만
Mapbox도 원하는 경로를 나타내지 못하는 문제점이 있었다.

사용자는 실제로 빨간 경로를 보행 가능하나 Mapbox의 경로(파란 선)는 그렇지 못한 모습
이를 해결하기 위해 Mapbox측에 메일을 보냈고 Mapbox는 오픈소스 지도 프로젝트인 OpenStreetMap을 기반으로 지도를 생성한다는 답장을 받을 수 있었다.
결과적으로, 해당 사이트와 JOSM을 이용해 원하는 지역에 원하는 경로를 추가해 지도를 사용할 수 있었다.
내가 기여한 OpenStreetMap의 변경 내역

4. 장소 자동완성

학교나 내 주변 외에 목적지를 설정할 수 있도록 Google Places API를 사용해 장소 검색 기능을 구현함

Places.initialize(getApplicationContext(), "발급받은 내 API 키");

// Create a new Places client instance.
PlacesClient placesClient = Places.createClient(this);
// Initialize the AutocompleteSupportFragment.
AutocompleteSupportFragment autocompleteFragment = (AutocompleteSupportFragment)
        getSupportFragmentManager().findFragmentById(R.id.autocomplete_fragment);
// Specify the types of place data to return.
autocompleteFragment.setPlaceFields(Arrays.asList(Place.Field.ID, Place.Field.NAME));
// Set up a PlaceSelectionListener to handle the response.
autocompleteFragment.setOnPlaceSelectedListener(new PlaceSelectionListener() {
    @Override
    public void onPlaceSelected(Place place) {
        txtView.setText(String.valueOf(place.getName()));
    }

     @Override
     public void onError(@NonNull Status status) {
        Log.i(TAG, "An error occurred: " + status);
     }
});

5. AR 네비게이션

실제 세계와 지도를 연동해 나타내기 위해 Mapbox의 World-scale AR을 사용하였다. 이 후 Directions.prefab을 사용해 Direction API의 결과를 바탕으로 출발지와 목적지 정보를 가져오며
결과적으로 출발지(초록색 마커) ~ 목적지(하얀색 마커) 까지 경로(빨간 경로)가 나타는 것을 확인할 수 있다.

결과

프로젝트 설계 당시 설정했던 목표를 달성할 수 있었다.
경로가 나타나지 않는 문제점을 기업과 메일을 주고 받으며 해결할 수 있었다.
AR의 경우 그 정확도가 낮다.
정확도 해결을 위해 메일을 보내봤으나 뚜렷한 해결책은 찾지 못하였다. 참고할 만한 자료 : World-scale AR manual alignment

참고 자료

Mapbox Tutorials
Mapbox와 주고받은 모든 메일

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