PDF de programación - Reconocimiento de objetos con Realidad Aumentada. App iWhatsIt para la atención de la diversidad funcional en visión

Reconocimiento de objetos con

Realidad Aumentada. App

iWhatsIt para la atención de la
diversidad funcional en visión



Autor:
Francisco Manuel Jiménez Montilla

Profesor-tutor:
Rosana Montes Soldado
Departamento de Lenguajes y sistemas informáticos

Presentado para su evaluación a 28 Junio de 2013

Reconocimiento de objetos con Realidad Aumentada Francisco Manuel Jiménez Montilla
App iWhatsIt para la atención de la diversidad funcional en visión



Agradecimientos


Quiero expresar mi más sincero agradecimiento a todas las personas que de forma directa o
indirecta han contribuido a que este proyecto haya salido adelante, pero con especial mención a:

A Maria Jose por ayudarme a encontrar el rumbo, por los continuos ánimos en los momentos más
difíciles y por creer en mí. Junto a ella todo ha sido más fácil.

A mis padres, por su admirable paciencia, sacrificio y apoyo ofrecido durante estos largos años.
Sin ellos no podría haber llegado hasta este punto. Muchas Gracias.

A mi tutor, Rosana Montes, por su profesionalidad, conocimientos aportados y ayuda ofrecida
durante estos meses.

A mis compañeros y amigos, que han hecho que estos últimos años hayan sido más llevaderos.

MUCHAS GRACIAS A TODOS!

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Reconocimiento de objetos con Realidad Aumentada Francisco Manuel Jiménez Montilla
App iWhatsIt para la atención de la diversidad funcional en visión



Resumen

Este proyecto se encuadra en el ámbito del reconocimientos de patrones, junto a otras técnicas que
está en expansión como es la Realidad Aumentada.
Para ello se utilizaran dispositivos moviles para identificar objetos capturados mediante la
videocamara del dispositivo y de esa forma poder notificar al usuario de que objeto se trata. Las
técnicas comentadas intervendrán en el caso del reconocimiento de patrones para identificar de
qué objeto se trata y en el caso de la realidad aumentada para mostrar el usuario la información
sobre el objeto capturado. Para situarnos en estos ámbitos vamos a introducirlos mediante su
definición.
El Reconocimiento de Patrones también llamado lectura de patrones, identificación de figuras y
reconocimiento de formas, es la ciencia que se ocupa de los procesos sobre ingeniería, computación
y matemáticas relacionados con objetos físicos o abstractos, con el propósito de extraer
información que permita establecer propiedades de entre conjuntos de dichos objetos, consiste en
el reconocimiento de patrones de señales. Los patrones se obtienen a partir de los procesos de
segmentación, extracción de características y descripción, donde cada objeto queda representado
por una colección de descriptores. El sistema de reconocimiento debe asignar a cada objeto su
categoría o clase (conjunto de entidades que comparten alguna característica que las diferencia del
resto).
Como segunda tecnología, tenemos la Realidad Aumentada que tiene como objeto complementar
el ambiente real con objetos sintéticos. De esta manera, el ambiente real enriquecido o guiado con
objetos virtuales puede resultar de mayor utilidad a los usuarios. Esta tecnología tiene diversas
aplicaciones para la industria, la educación, el arte, etc. La principal diferencia con la realidad
virtual es que no sustituye la realidad física, sino que superpone datos informáticos al mundo real.
El resultado final obtenido, permite al usuario el poder reconocer un objeto que este siendo
apuntado en ese momento con la cámara del dispositivo y mostrar sobre éste, mediante realidad
aumentada, información sobre el objeto.
Gracias a la gran expansión de la plataforma elegida cada vez vamos a encontrar más aplicaciones
relacionadas con la que se ha expuesto anteriormente, en este caso el sistema operativo iOS que va
a ser ejecutado sobre un terminal iPhone. Como aplicaciones de este sistema se podría integrar esta
tecnología de reconocimiento con sistemas de información geográfica para enriquecer con otro tipo
de información las visitas a los lugares citados anteriormente y convertir en el proyecto en un guía
completo para una visita a algún lugar.

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Sin embargo, nosotros vamos a enfocar el trabajo realizado, a la puesta en marcha de una
aplicación (App) informativa destinada a usuarios con diversidad funcional de tipo visual. Se trata
de una aplicación de directorio con personal de la Escuela Técnica de Ingeniería Informática y
Telecomunicaciones de la Universidad de Granada provisionados en el servidor. De esta forma
cualquier usuario de la aplicación cliente podrá descargarse del servidor la sección que le interese
(en este caso departamentos, administración, dirección, etc.) y proceder al reconocimiento de los
carteles que hay en la puerta de sus despachos de forma que el sistema una vez reconocido el
despacho del que se trata pasase a leer el nombre de su propietario.



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App iWhatsIt para la atención de la diversidad funcional en visión

INDICE

INTRODUCCIÓN
 

JUSTIFICACIÓN
 DEL
 PROYECTO
 

1
 
1.1
 
1.2
  OBJETIVOS
 DEL
 PROYECTO
 
1.3
  ESTUDIO
 DE
 LA
 SITUACIÓN
 ACTUAL
 
2
  DESCRIPCIÓN
 DEL
 SISTEMA
 
2.1
  RECONOCIMIENTO
 DE
 OBJETOS
 
2.1.1
 
INTRODUCCIÓN
 
2.1.2
  FUNCIONAMIENTO
 
2.1.3
  DETECCIÓN
 DE
 PUNTOS
 CARACTERÍSTICOS
 
2.1.4
  DESCRIPCIÓN
 DE
 PUNTOS
 CARACTERÍSTICOS
 
2.1.5
  ALGORITMOS
 SIFT
 Y
 SURF
 
2.2
  REALIDAD
 AUMENTADA
 
2.2.1
 
INTRODUCCIÓN
 
2.2.2
  LA
 LÍNEA
 REALIDAD-­‐VIRTUAL
 DE
 MILGRAM.
 
2.2.3
  EL
 PRINCIPAL
 DESAFÍO
 DE
 LOS
 SISTEMAS
 DE
 REALIDAD
 AUMENTADA.
 
2.2.4
  HARDWARE
 
2.2.5
  SOFTWARE
 
2.2.6
  TÉCNICAS
 DE
 VISUALIZACIÓN.
 
2.2.7
  REALIDAD
 AUMENTADA:
 POSIBILIDADES.
 
2.2.8
  REALIDAD
 AUMENTADA
 APLICADA
 A
 DISPOSITIVOS
 MÓVILES.
 
2.3
  SINCRONIZACIÓN
 CON
 SERVIDOR
 
2.3.1
  PROCESO
 DE
 DESCARGA
 DE
 OBJETOS
 A
 LA
 APLICACIÓN
 CLIENTE.
 
2.3.2
  PROCESO
 DE
 SUBIDA
 DE
 OBJETOS
 AL
 SERVIDOR
 DESDE
 LA
 APLICACIÓN
 CLIENTE.
 
3
  PLANIFICACIÓN
 Y
 COSTES.
 
3.1
  ESTIMACIÓN
 INICIAL
 DE
 COSTES
 
3.1.1
  ESTIMACIÓN
 DE
 ESFUERZO
 EN
 LÍNEAS
 DE
 CÓDIGO
 
3.1.2
  RECURSOS
 HARDWARE
 NECESARIOS.
 
3.1.3
  LICENCIAS
 DE
 SOFTWARE
 
4
  ANÁLISIS
 
4.1
  ESPECIFICACIÓN
 DE
 REQUISITOS
 
4.1.1
  REQUERIMIENTOS
 FUNCIONALES.
 
4.1.2
  REQUERIMIENTOS
 NO
 FUNCIONALES.
 
4.2
  CASOS
 DE
 USO
 
5
  DISEÑO
 
5.1
  DIAGRAMAS
 DE
 COLABORACIÓN
 
5.2
  OBTENCIÓN
 DE
 LAS
 CLASES.
 
5.3
  DISEÑO
 DE
 LA
 BASE
 DE
 DATOS
 
5.3.1
  DIAGRAMA
 ENTIDAD
 RELACIÓN
 
5.3.2
  TABLAS
 
5.4
  DISEÑO
 DE
 INTERFAZ
 DE
 USUARIO
 
6
 
6.1
  LENGUAJE
 DE
 PROGRAMACIÓN
 UTILIZADO
 
6.2
  ESTÁNDARES
 Y
 NORMAS
 SEGUIDAS
 

IMPLEMENTACIÓN
 



7
 
7
 
8
 
8
 
13
 
14
 
14
 
14
 
16
 
16
 
17
 
21
 
21
 
22
 
22
 
24
 
25
 
25
 
27
 
27
 
29
 
29
 
30
 
31
 
32
 
32
 
34
 
34
 
35
 
35
 
35
 
36
 
38
 
45
 
45
 
50
 
59
 
59
 
60
 
61
 
68
 
68
 
68
 

5

IWHATSIT
 

INTRODUCCIÓN
 

6.3
  LIBRERÍAS
 Y
 CLASES
 UTILIZADAS
 
6.4
  HERRAMIENTAS
 UTILIZADAS
 PARA
 EL
 DESARROLLO
 
6.5
  DESCRIPCIÓN
 DE
 LAS
 LIBRERÍAS
 AUXILIARES
 UTILIZADAS
 
7
  DESARROLLO
 DE
 LA
 FASE
 DE
 PRUEBAS
 
7.1
  PRUEBAS
 FUNCIONALES
 
8
 
8.1
 
8.1.1
 
JUSTIFICACIÓN
 DEL
 PROYECTO
 
8.1.2
  OBJETIVOS
 DEL
 PROYECTO
 
8.1.3
  ESTUDIO
 DE
 LA
 SITUACIÓN
 ACTUAL
 
8.2
  DESCRIPCIÓN
 DEL
 SISTEMA
 
8.3
  PLANIFICACIÓN
 
8.4
  ANÁLISIS
 Y
 DISEÑO
 DE
 LA
 APLICACIÓN.
 
8.4.1
  ESPECIFICACIÓN
 DE
 REQUISITOS
 
8.4.2
  CASOS
 DE
 USO
 
8.4.3
  DISEÑO
 
8.4.4
  OBTENCIÓN
 DE
 LAS
 CLASES
 
8.4.5
  DISEÑO
 DE
 LA
 INTERFAZ
 DE
 USUARIO
 
8.5
  MANUAL
 DE
 INSTALACIÓN
 
8.5.1
 
INSTALACIÓN
 CLIENTE
 
8.5.2
 
INSTALACIÓN
 DEL
 SERVIDOR
 
8.6
  MANUAL
 DE
 EJECUCIÓN
 
8.6.1
  RECONOCER
 CARTEL
 O
 INSTANCIA
 EL
 CENTRO
 
8.6.2
  GESTIONAR
 INFORMACIÓN
 SOBRE
 EL
 PERSONAL
 
8.6.3
  AÑADIR
 PERSONAL
 
8.6.4
  SINCRONIZAR
 PERSONAL
 
8.7
  PRUEBAS
 DE
 RENDIMIENTO
 
8.8
  MEJORAS
 FUTURAS
 
9
  CONCLUSIONES
 
10
  REFERENCIAS
 
11
  BIBLIOGRAFÍA
 

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74
 
76
 
78
 
78
 
80
 
80
 
80
 
80
 
81
 
81
 
82
 
82
 
82
 
84
 
87
 
89
 
91
 
91
 
91
 
92
 
93
 
93
 
95
 
97
 
99
 
100
 
104
 
105
 
107
 
108
 



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