Exploración del posicionamiento indoor mediante el reconocimiento de objetos con el fin de co-diseñar y co-testear aplicaciones móviles sensibles al contexto

Título:

Exploración del posicionamiento indoor mediante el reconocimiento de objetos con el fin de co-diseñar y co-testear aplicaciones móviles sensibles al contexto

Autor:

Borrelli, Franco Martín

Otros autores / Colaboradores:

 Challiol, Cecilia; 

Temas:

POSICIONAMIENTO; RECONOCIMIENTO DE OBJETOS; APLICACIONES MÓVILES; 

URL:

https://doi.org/10.35537/10915/174739,

Nota de tesis:

Tesis (Maestría en Inteligencia de Datos Orientada a Big Data) - Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Informática, 2024.

Extensión:

1 archivo (6,5 MB) : il. col.

Resumen:

La evolución de la tecnología móvil en los últimos años ha generado un impacto significativo en nuestras vidas, cambiando la forma en que nos relacionamos con el entorno y llevando a cabo nuestras actividades cotidianas. Este progreso, impulsado por avances en hardware, software y conectividad, ha facilitado el desarrollo de aplicaciones móviles cada vez más avanzadas y sofisticadas. A pesar de estos avances significativos, el posicionamiento indoor sigue siendo un desafío a resolver. Mientras que el posicionamiento en exteriores se ha vuelto bastante preciso gracias al uso generalizado del GPS, la precisión del posicionamiento indoor sigue siendo limitada. El objetivo general de este trabajo es explorar la utilización de modelos de reconocimiento de objetos como mecanismo para lograr el posicionamiento de usuarios en espacios indoor (cerrados) mediante el uso de dispositivos móviles. Para lograr esto, esta tesis presenta una arquitectura llamada Posicionamiento por Objetos que utiliza modelos de reconocimiento y detección de objetos para el posicionamiento indoor de manera genérica y desacoplada. Además, se propone una implementación concreta que combina estos modelos con información del GPS y Giroscopio. Por otro lado, se introduce una arquitectura adicional denominada Monitoreo de Eventos, la cual tiene como propósito fundamental recopilar y almacenar información valiosa proveniente de los dispositivos. Además de su presentación teórica, se propone una implementación concreta. Finalmente, para poder probar estas implementaciones (Posicionamiento por Objetos y Monitoreo de Eventos) se desarrolló una herramienta prototípica que permite el co-diseño y co-testeo in-situ de un tipo particular de aplicación móvil sensibles al contexto. Las experiencias realizadas usando la herramienta desarrollada permitieron analizar el funcionamiento del Posicionamiento por Objetos en diferentes escenarios y casos de uso realistas, identificando áreas de mejora y destacando la importancia del ajuste de parámetros para garantizar un funcionamiento óptimo.

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1. Introducción 
1.1 Motivación 
1.2 Objetivos 
1.3 Estructura de la tesis

2. Reconocimiento de objetos 
2.1 ¿Qué es el reconocimiento de objetos? 
2.2 Enfoques para el reconocimiento de objetos 
2.2.1 Enfoques basados en Deep Learning 
2.2.1.1 Detectores de dos etapas (two-stage detectors) 
2.2.1.2 Detectores de una etapa (one-stage detectors) 
2.2.1.3 Lightweight Networks 
2.3 Datasets 
2.4 Implementación de modelos de reconocimiento de objetos 
2.5 Reconocimiento de objetos para el posicionamiento 
2.6 Análisis de los conceptos abordados en este capítulo 

3. Tensorflow 
3.1 Tensorflow Object Detection API 
3.2 Entrenamiento de modelos en Tensorflow por Transfer Learning 
3.3 Tensorflow en diferentes entornos 
3.4 Análisis de los conceptos abordados en este capítulo 
4. Pruebas de modelos de reconocimiento y detección 
4.1 Pruebas con modelos pre-entrenados 
4.1.1 Tensorflow Lite 
4.1.2 Tensorflow.js 
4.2 Entrenamiento de un modelo propio 
4.2.1 Entrenamiento con Tensorflow y transfer learning 
4.2.2 Entrenamiento con Microsoft Custom Vision 
4.3 Análisis de las pruebas realizadas

5. Diseño de solución para el posicionamiento por objetos 
5.1 Consideraciones iniciales 
5.2 Arquitectura propuesta para el posicionamiento por objetos 
5.2.1 Módulo de reconocimiento de objetos 
5.2.2 Módulo de posicionamiento 
5.3 Registro de evento y uso de métricas 
5.4 Implementación propuesta 
5.4.1 Implementación del Posicionamiento por Objetos 
5.4.2 Implementación del Monitoreo de Eventos 
5.5 Análisis del Posicionamiento por Objetos y Monitoreo de Eventos 

6. Posicionamiento por objetos embebido en una Herramienta para el co-diseño y co-testeo in-situ 
6.1 Aspectos asociados al co-diseño 
6.2 Implementación de la herramienta de autor 
6.3 Funcionamiento de la herramienta de autor 
6.3.1 Configuraciones asociadas al Posicionamiento por objetos 
6.3.2 Registrar información posicionada (crear) 
6.3.3 Detectar información posicionada (usar) 
6.3.4 Monitoreo de Eventos
6.3.5 Métricas y estadísticas 
6.4 Conclusiones del capítulo 

7. Experiencias de co-diseño y co-testeo usando la herramienta desarrollada 
7.1 Pruebas con la primera versión de la herramienta 
7.1.1 Aplicación para un congreso 
7.1.1.1 Armado de la información para el co-diseño 
7.1.1.2 Decisiones al crear el Espacio de Trabajo 
7.1.1.3 Co-diseñar la aplicación para un congreso (crear Información Posicionada) 90
7.1.1.4 Co-testear la aplicación co-diseñada (usar la Información Posicionada) 
7.1.2 Análisis de las pruebas realizadas 
7.2 Segunda versión de la herramienta 
7.3 Pruebas con la segunda versión de la herramienta 
7.3.1 Aplicación para un congreso 
7.3.1.1 Co-testear la aplicación co-diseñada (usar la Información Posicionada) 
7.3.2 Aplicación con curiosidades de la informática 
7.3.2.1 Armado de la información para el co-diseño 
7.3.2.2 Decisiones al crear el Espacio de Trabajo 
7.3.2.3 Co-diseñar la aplicación con Curiosidades de la Informática (crear Información Posicionada) 
7.3.2.4 Co-testear la aplicación co-diseñada (usar la Información Posicionada) 
7.3.3 Análisis de las pruebas realizadas 
8. Conclusiones y Trabajos futuros 
8.1 Conclusiones 
8.2 Trabajos Futuros 

Bibliografía 

Anexo A. Framework conceptual para crear Herramientas de co-diseño in-situ 

Anexo B. Herramienta de autor desarrollada para el co-diseño in-situ 
B.1 Registro e inicio de sesión 
B.2 Nuevo espacio de trabajo 
B.3 Mis espacios de trabajo 
B.4 Espacios de trabajo compartidos 

Anexo C. Métricas y gráficos disponibles en la herramienta

Anexo D. Detalles de las experiencias de co-diseño 
D.1 Aplicación para el congreso 
D.2 Aplicación de Curiosidades de la Informática