Desarrollo de una aplicación de realidad aumentada para la localización espacial de objetos

Abstract

In the last 2 years, hardware and software have been presented with enough power to implement SLAM-based Augmented Reality (RA) systems for mobile platforms, without needing real-world marks. In this TFM, the main objective is to develop an application using new techniques of indoor location using RA, taking advantage of the recent technological advances, validating it through a study of the spatial orientation with users. Specifically, it is intended to: 1) Determine the effects of SLAM-based RA on spatial orientation and localization processes in interiors. 2) Develop a SLAM-based RA application that allows users to study spatial orientation in users. 3) Validate the application with the creation of a use case for closed environments. Tango SDK has been first to allow the use of the SLAM technique for RA on compatible mobile devices (eg, Lenovo Phab 2 Pro, available late 2016). SLAMbased RA offers many possibilities, including location and positioning of augmented objects in a real-world environment. RA has not been exploited for spatial orientation and localization processes. The only work is the one published by the DSIC graphics group in the CHILDMNEMOS project, which used RA (based on images, not SLAM) on a mobile device. In CHILDMNEMOS, it was demonstrated that RA allows the development of applications that evaluate the spatial ability while the person moves. Using RA in any real environment (not limited to an area controlled by elements added to the scene) presents great potential in the study of spatial orientation, which would allow the tasks to be more similar to those of everyday life. It is a pioneer TFM that uses techniques that have not been exploited so far and that have not been previously used in the study of spatial memory. From a psychological point of view, knowing which variables are related to the performance obtained in RA, will allow to face with guarantees future designs oriented to the evaluation and spatial training with RA.

En los últimos 2 años se ha presentado hardware y software con la potencia suficiente para implementar sistemas de Realidad Aumentada (RA) basados en SLAM para plataformas móviles, sin necesitar la inclusión de marcadores en el mundo real. En este TFM, el objetivo principal es desarrollar una aplicación utilizando nuevas técnicas de localización en interiores en el ámbito de la RA, aprovechando los recientes avances tecnológicos, validándola mediante un estudio de la orientación espacial con usuarios. Concretamente, se pretende: 1) Determinar los efectos de la RA basada en SLAM en procesos de orientación y localización espacial en interiores. 2) Desarrollar una aplicación de RA basada en SLAM que permita estudiar la orientación espacial en usuarios. 3) Validar la aplicación con la creación de un caso de uso para entornos cerrados. El SDK de Tango es el primero que permite el uso de la técnica SLAM para RA en dispositivos móviles compatibles (p. ej., Lenovo Phab 2 Pro, disponible a finales de 2016). La RA basada en SLAM ofrece muchas posibilidades, entre ellas la localización y posicionamiento de objetos aumentados en un entorno real. La RA no se ha explotado para procesos de orientación y localización espacial. El único trabajo es el publicado por el grupo de gráficos del DSIC en el proyecto CHILDMNEMOS, que utilizó RA (basada en imágenes, no SLAM) en un dispositivo móvil. En CHILDMNEMOS, se demostró que la RA permite el desarrollo de aplicaciones que evalúen la habilidad espacial mientras la persona se mueve. Utilizar RA en cualquier entorno real (no limitado a una zona controlada por elementos añadidos a la escena) presenta gran potencial en el estudio de la orientación espacial, lo que permitiría que las tareas fuesen más similares a las de la vida cotidiana. Se trata de un TFM pionero que utiliza técnicas que no han sido explotadas hasta el momento y que no han sido utilizadas anteriormente en el estudio de la memoria espacial. Desde un punto de vista psicológico, conocer qué variables se relacionan con el rendimiento obtenido en RA permitirá afrontar con mayores garantías futuros diseños orientados a la evaluación y entrenamiento espacial con RA.

[CA] En els darrers 2 anys s’ha presentat hardware i software amb la potència suficient per implementar sistemes de Realitat Augmentada (RA) basats en SLAM per a plataformes mòbils, sense necessitar la inclusió de marcadors en el món real. En aquest TFM, l’objectiu principal és desenvolupar una aplicació utilitzant noves tècniques de localització en interiors en l’àmbit de la RA, aprofitant els recents avanços tecnològics, validant-la mitjançant un estudi de l’orientació espacial amb usuaris. Concretament, es pretén: 1) Determinar els efectes de la RA basada en SLAM en processos d’orientació i localització espacial en interiors. 2) Desenvolupar una aplicació de RA basada en SLAM que permeti estudiar l’orientació espacial en usuaris 3) Validar l’aplicació amb la creació d’un cas d’ús per a entorns tancats. El SDK de Tango és el primer que permet l’ús de la tècnica SLAM per RA en dispositius mòbils compatibles (p. Ex., Lenovo Phab 2 Pro, disponible a finals de 2016). La RA basada en SLAM ofereix moltes possibilitats, entre elles la localització i posicionament d’objectes augmentats en un entorn real. La RA no s’ha explotat per a processos d’orientació i localització espacial. L’únic treball és el publicat pel grup de gràfics del DSIC en el projecte CHILDMNEMOS, que va utilitzar RA (basada en imatges, no SLAM) en un dispositiu mòbil. En CHILDMNEMOS, es va demostrar que la RA permet el desenvolupament d’aplicacions que avaluen l’habilitat espacial mentres la persona es mou. Utilitzar RA en qualsevol entorn real (no limitat a una zona controlada per elements afegits a l’escena) presenta gran potencial en l’estudi de l’orientació espacial, la qual cosa permetria que les tasques foren més similars a les de la vida quotidiana. Es tracta d’un TFM pioner que utilitza tècniques que no han estat explotades fins al moment i que no han estat utilitzades anteriorment en l’estudi de la memòria espacial. Des d’un punt de vista psicològic, conèixer quines variables es relacionen amb el rendiment obtingut a RA permetrà afrontar amb més garanties futurs dissenys orientats a l’avaluació i entrenament espacial amb RA.