Presentacion Máster

Herramienta de Autor basada en

Realidad Aumentada para el

Ensamblado y la Reparación de

Tareas

MásterComputación Avanzada y Sistemas Inteligentes

Rubén Talón Argente

2011

Índice

1

2

3

4

5

6

Introducción

Estado del arte

Especificación del sistema

Desarrollo e implementación

Pruebas y Resultados

Conclusiones

7 Trabajo Futuro

1. Introducción

Resumen

Se trata de una herramienta de autor formada por un editor y un visor

de realidad aumentada.

El editor es una aplicación que diseña procedimientos industriales

(reparación, mantenimiento, ensamblado, etc.) describiéndolos paso

a paso añadiendo elementos multimedia. Como novedad está la

posibilidad de añadir una parte de realidad aumentada.

El visor es una aplicación para plataformas móviles (teléfonos

móviles y Tablets) que reproduce el procedimiento creado por el

editor. El usuario tiene a su disposición una herramienta fácil de

utilizar capaz de lanzar procedimientos con realidad aumentada para

ayudar en las tareas industriales.

1. Introducción

Motivación

La realidad aumentada es una tecnología muy utilizada en diferentes

ámbitos (procedimientos médicos, industriales, científicos, militares,

etc.) pero no tiene la suficiente acogida para extenderse y utilizar más

todavía.

El problema radica en que no hay aplicaciones de edición de realidad

aumentada y los procedimiento nuevos se tienen que desarrollar

desde el principio sin poder reutilizar nada.

Las librerías (tanto gráficas como de realidad aumentada) que se

utilizan son muy complejas de utilizar y requiere los servicios de

programadores expertos.

1. Introducción

Objetivos

Herramienta de autor basada en realidad aumentada fácil de utilizar

por cualquier usuario.

1. Introducción

Objetivos

Herramienta totalmente transparente hacia el usuario. El usuario

no necesita saber cómo trabaja la aplicación.

1. Introducción

Objetivos

Formato no propietario. Para extenderlo en un futuro.

1. Introducción

Objetivos

Multiplataforma.

2. Estado del arte

Herramientas de autor

Son aplicaciones informáticas que facilitan la creación, publicación

y gestión de los materiales educativos en formato digital.

Proporcionan módulos que se pueden crear sin tener conocimientos

de programación.

Atomic AMIRE DART

2. Estado del arte

S.O para móviles

Máquina virtual Dalvik para

traducir el código a su lenguaje

nativo

Programación en Java con la

alternativa de utilizar NDK para C

Fácil de programar

Gestión pobre de la memoria y

fragmentación

Sistema derivado de Mac OS X

Desarrollo en C, C++ y Objective-C

Programación más compleja pero

mejor gestión de memoria

Necesario un equipo Mac para

desarrollar aplicaciones.

2. Estado del arte

S.O para móviles

Compatibilidad con aplicaciones

muy utilizadas de Microsoft

Windows

Diseñado desde sus inicios para

terminales de pocos recursos

Desarrollo en C++ y .NET

Sistema e interfaz bastante lento

Sistema optimizado para

dispositivos de baja batería

Desarrollo en C++

Ampliamente extendido

Buena gestión de memoria con

máquina virtual java incorporada

Desarrollo de aplicaciones muy

complejo

2. Estado del arte

S.O para móviles

Plataforma desarrollada por

Nokia basada en el Sistema Debian

Interfaz gráfica basada en

GNOME

Utilización de Qt

Complejo desarrollo y ejecución

Surge de la unión de Maemo y

Moblin (Qt-based framework + Intel

Moblins)

Sigue una línea paralela a Maemo

sin ser un reemplazo

Utilización de Qt

Poca documentación y sistema en

pruebas

2. Estado del arte

S.O para móviles

Lenguaje JavaScript junto con

HTML y CSS

Posibilidad de usar C y C++

utilizando el PDK (Kit de desarrollo

Plug-in)

Rápido desarrollo y Rápida

ejecución

Desarrollo Web básicamente con

limitaciones en javascript y gráficos

3D

Desarrollado por Samsung

Según Samsung, NO es un Sistema

Operativo

Desarrollo en C++

Poca documentación y muy pocos

dispositivos

2. Estado del arte

S.O para móviles

J2ME no es un Sistema

Operativo

Programación en Java

Presente en un amplio abanico

de dispositivos sin importar la

plataforma

Recursos muy bajos en móviles

Sistema patentado por RIM

Desarrollo en C, C++ y Java

Fragmentación de versiones

Poco atractivo para un desarrollador

multiplataforma

2. Estado del arte

S.O para móviles

2. Estado del arte

Realidad Aumentada

La realidad aumentada (RA) es el término que se usa para definir

una visión directa o indirecta de un entorno físico del mundo real,

cuyos elementos se combinan con elementos virtuales para la

creación de una realidad mixta en tiempo real.

2. Estado del arte

Realidad Aumentada

Geolocalización

(52.35, 4.92)

2. Estado del arte

Realidad Aumentada

Basadas en marcas

2. Estado del arte

Realidad Aumentada

Basadas en marcas

ARToolkit

Project AndAR (Android)

NyARToolkit (Android)

ARToolkit Plus

Studierstube Tracker

2. Estado del arte

Realidad Aumentada

Basadas en descriptores (QCar de Qualcomm)

2. Estado del arte

Librerías gráficas 3D

Mind3D

Mobile 3D Graphics (M3G)

Tigre (Tiny Graphics Engine)

3. Especificación del sistema

Requisitos

Descripción de los procedimientos industriales de forma clara y sencilla

Herramienta fácil de utilizar

Formato multiplataforma

Visor de Realidad Aumentada fácil de utilizar

3. Especificación del sistema

Tecnología utilizada

EDITOR

Interfaz con Windows Forms

OpenSceneGraph

VISOR

ARToolkit Plus (iPhone y Windows)

ARToolkit (Android)

OpenSceneGraph (Android, iPhone y Windows)

Interfaz utilizando la librería gráfica del sistema

4. Desarrollo e implementación

Análisis y Requisitos

EDITOR

Fácil manipulación de objetos 3D

Cargar modelos 3D externos

Creación de modelos 3D sencillos en el propio editor

Flexibilidad y transparencia

VISOR

Gestión controlada de la memoria

Buena visualización

Compatibilidad para plataformas y versiones futuras

4. Desarrollo e implementación

Diseño

Diseño general del sistema

4. Desarrollo e implementación

Diseño

Estructura del procedimiento

4. Desarrollo e implementación

Implementación

A. Barra de herramientas

B. Situación de los pasos que

forman un procedimiento

C. Zona de trabajo

Editor de realidad aumentada

4. Desarrollo e implementación

Implementación

Editor de realidad aumentada

4. Desarrollo e implementación

Implementación

Herramientas de manipulación 3D

Ejemplos de transformaciones sobre objetos 3D creados en el editor

4. Desarrollo e implementación

Implementación

Asistente de escenarios

5. Pruebas y resultados

Ejemplos

Visor en Windows

5. Pruebas y resultados

Ejemplos

Visor en iOS

5. Pruebas y resultados

Ejemplos

Visor en Android

5. Pruebas y resultados

Resultados funcionales

5. Pruebas y resultados

Rendimiento

6. Conclusiones

Se ha propuesto una herramienta de autor basada en un editor y un

visor de realidad aumentada destinada a facilitar tareas industriales.

En la evaluación se ha comprobado que el introducir modelos 3D en

procesos industriales facilita a los trabajadores en sus tareas de forma

significativa.

El tiempo empleado en desarrollar dichos procedimientos es mucho

menor cuando se utiliza el editor ya que es posible su uso por cualquier

usuario sin conocimientos en programación.

Estos resultados muestran el potencial de nuestro enfoque y lo

valida como una herramienta de autor de propósito general para

aplicaciones industriales de realidad aumentada.

7. Trabajo futuro

Implementación de la librería de Qualcomm de realidad

aumentada como alternativa a la librería ARToolkit utilizada

en esta herramienta.

Utilizar el editor en los mismo teléfonos móviles.

Integración de otras librerías gráficas 3D.