1. Máster
Computación Avanzada y Sistemas Inteligentes
Herramienta de Autor basada en
Realidad Aumentada para el
Ensamblado y la Reparación de
Tareas
Rubén Talón Argente
2011

2. Índice
1 Introducción
2 Estado del arte
3 Especificación del sistema
4 Desarrollo e implementación
5 Pruebas y Resultados
6 Conclusiones
7 Trabajo Futuro

3. 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.

4. 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.

5. 1. Introducción
Objetivos
 Herramienta de autor basada en realidad aumentada fácil de utilizar
por cualquier usuario.

6. 1. Introducción
Objetivos
 Herramienta totalmente transparente hacia el usuario. El usuario
no necesita saber cómo trabaja la aplicación.

7. 1. Introducción
Objetivos
 Formato no propietario. Para extenderlo en un futuro.

8. 1. Introducción
Objetivos
 Multiplataforma.

9. 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

10. 2. Estado del arte
S.O para móviles
 Máquina virtual Dalvik para  Sistema derivado de Mac OS X
traducir el código a su lenguaje
nativo  Desarrollo en C, C++ y Objective-C
 Programación en Java con la  Programación más compleja pero
alternativa de utilizar NDK para C mejor gestión de memoria
 Fácil de programar  Necesario un equipo Mac para
desarrollar aplicaciones.
 Gestión pobre de la memoria y
fragmentación

11. 2. Estado del arte
S.O para móviles
 Compatibilidad con aplicaciones  Sistema optimizado para
muy utilizadas de Microsoft dispositivos de baja batería
Windows
 Desarrollo en C++
 Diseñado desde sus inicios para
terminales de pocos recursos  Ampliamente extendido
 Desarrollo en C++ y .NET  Buena gestión de memoria con
máquina virtual java incorporada
 Sistema e interfaz bastante lento
 Desarrollo de aplicaciones muy
complejo

12. 2. Estado del arte
S.O para móviles
 Plataforma desarrollada por  Surge de la unión de Maemo y
Nokia basada en el Sistema Debian Moblin (Qt-based framework + Intel
Moblins)
 Interfaz gráfica basada en
GNOME  Sigue una línea paralela a Maemo
sin ser un reemplazo
 Utilización de Qt
 Utilización de Qt
 Complejo desarrollo y ejecución
 Poca documentación y sistema en
pruebas

13. 2. Estado del arte
S.O para móviles
 Lenguaje JavaScript junto con  Desarrollado por Samsung
HTML y CSS
 Según Samsung, NO es un Sistema
 Posibilidad de usar C y C++ Operativo
utilizando el PDK (Kit de desarrollo
Plug-in)  Desarrollo en C++
 Rápido desarrollo y Rápida  Poca documentación y muy pocos
ejecución dispositivos
 Desarrollo Web básicamente con
limitaciones en javascript y gráficos
3D

14. 2. Estado del arte
S.O para móviles
 J2ME no es un Sistema  Sistema patentado por RIM
Operativo
 Desarrollo en C, C++ y Java
 Programación en Java
 Fragmentación de versiones
 Presente en un amplio abanico
de dispositivos sin importar la  Poco atractivo para un desarrollador
plataforma multiplataforma
 Recursos muy bajos en móviles

15. 2. Estado del arte
S.O para móviles

16. 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.

17. 2. Estado del arte
Realidad Aumentada
 Geolocalización
(52.35, 4.92)

18. 2. Estado del arte
Realidad Aumentada
 Basadas en marcas

19. 2. Estado del arte
Realidad Aumentada
 Basadas en marcas
 ARToolkit
 Project AndAR (Android)
 NyARToolkit (Android)
 ARToolkit Plus
 Studierstube Tracker

20. 2. Estado del arte
Realidad Aumentada
 Basadas en descriptores (QCar de Qualcomm)

21. 2. Estado del arte
Librerías gráficas 3D
Mind3D
Mobile 3D Graphics (M3G)
Tigre (Tiny Graphics Engine)

22. 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

23. 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

24. 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

25. 4. Desarrollo e implementación
Diseño
 Diseño general del sistema

26. 4. Desarrollo e implementación
Diseño
 Estructura del procedimiento

27. 4. Desarrollo e implementación
Implementación
 Editor de realidad aumentada
A. Barra de herramientas
B. Situación de los pasos que
forman un procedimiento
C. Zona de trabajo

28. 4. Desarrollo e implementación
Implementación
 Editor de realidad aumentada

29. 4. Desarrollo e implementación
Implementación
 Herramientas de manipulación 3D
Ejemplos de transformaciones sobre objetos 3D creados en el editor

30. 4. Desarrollo e implementación
Implementación
 Asistente de escenarios

31. 5. Pruebas y resultados
Ejemplos
 Visor en Windows

32. 5. Pruebas y resultados
Ejemplos
 Visor en iOS

33. 5. Pruebas y resultados
Ejemplos
 Visor en Android

34. 5. Pruebas y resultados
Resultados funcionales

35. 5. Pruebas y resultados
Rendimiento

36. 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.

37. 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.