Análisis y Diseño de una Aplicación para el reconocimiento de las señales de tránsito por medio del uso de la cámara de un dispositivo móvil

Dispositivos Móviles

Ingeniero. German Niño Tovar

Yeison Gómez González

Camilo Andrés Huertas

Steban Montoya

Carlos Andrés Rojas Achury

FACULTAD DE INGENIERÍAINGENIERÍA DE SISTEMASDISPOSITIVOS MÓVILES

UNIVERSIDAD MANUELA BELTRÁNBogotá D.C

2013

Contenido1. BUSINESS INTELIGENCE....................................................................................................3

1. MARCO TEÓRICO.................................................................................................................5

2.1. SEÑALES DE TRÁNSITO..............................................................................................5

2.1.1. Tipos de señales de transito......................................................................................5

2.1.1.1. Preventivas...........................................................................................................5

2.1.1.2. Reglamentarias....................................................................................................6

2.1.1.3. Informativas..........................................................................................................6

2.1.1.4. Señales de piso....................................................................................................6

2.2. GooGle GoggLes.............................................................................................................7

2.3. Lectores de Códigos QR................................................................................................7

2.4. ANDROID.........................................................................................................................8

3. Objetivos.................................................................................................................................9

3.1. General.............................................................................................................................9

3.2. Específicos.......................................................................................................................9

4. ANÁLISIS...............................................................................................................................10

4.1. Entradas..........................................................................................................................10

4.2. Salidas.............................................................................................................................10

4.3. Proceso...........................................................................................................................10

5. ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS....................................................................................11

5.1. Requerimientos Funcionales........................................................................................11

5.2. Requerimientos No Funcionales..................................................................................13

6. DIGRAMACIÓN UML............................................................................................................15

6.1. Casos de Uso.................................................................................................................15

Bibliografía......................................................................................................................................16

1. BUSINESS INTELIGENCE

En la actualidad cada día avanzan los teléfonos móviles en cuanto a su tecnología, su capacidad de almacenamiento y su portabilidad, esto genera una mayor demanda en el mundo e inevitablemente lo convierte en unos de los dispositivos electrónicos más utilizados. Ahora bien, el mercado para los dispositivos móviles es competitivo, 1entre enero de 2012 y enero de 2013, Colombia fue el país con mayor crecimiento en Smartphones del mundo. En octubre de 2012, los niveles de penetración de Android eran de 36.91%, iOS (Apple): 26.5% y BlackBerry OS: 17.78%. Esto refleja que la penetración de teléfonos inteligentes en América Latina está aumentando rápidamente y se pronostica que se triplique desde el 9% en 2010 hasta un 33% para 2014. Para 2013 se espera que Latinoamérica haya cerrado la brecha con el promedio global. La penetración de Smartphones en la región ha estado siguiendo la tendencia histórica de Estados Unidos, sugiriendo que para 2018 la penetración de Smartphones en América Latina podría llegar a casi el 60%.

Con más de 630 millones de conexiones en el 2011, América Latina es el tercer mercado más grande de telefonía móvil a nivel mundial después de Asia y África. Se estima que se tendrán alrededor de 19 millones de conexiones móviles a Internet en el 2015, los accesos se repartirán en su mayoría en: tabletas, computadores portátiles y teléfonos inteligentes, siendo estos últimos los de mayor crecimiento, esto obliga a que cada vez los desarrolladores de aplicaciones para teléfonos móviles o Smartphones generen contenidos de gran calidad y de enorme sencillez, para que sean reconocidas de alguna manera. Dado esto cada vez las aplicaciones deben representar una gran ayuda para el usuario final, como es el caso de 2“Mobileye”, es una aplicación para teléfonos con plataforma Android, que requiere en su vehículo tener instalado un componente MobileEye 5 Series, para avisarle de una reacción anticipada en tiempo real y así poder evitar una posible accidente, ya sea por la detección de un elemento, persona u vehículo cerca de su posición. Esta aplicación tiene la capacidad de detectar las señales de tránsito e indicarle al usuario si cometió una infracción de tránsito, o si va en sentido contrario, o si su velocidad actual supera la velocidad indicada por la señal de tránsito. Esta aplicación fue desarrollada en Har Hotzvim, Jerusalén, por la empresa Mobileye ya que su objetivo principal es desarrollar sistemas de visión que le ayudarán a los conductores mantener a los pasajeros a salvo en las carreteras y reducir así los accidentes de tráfico.

1 (pingdom, 2013) 2 (Mobileye, 2013)

Evidenciando este gran alcance tecnológico de la industria de desarrollo, para gran parte la sociedad sería ideal, el uso de este tipo de tecnologías ya que aportan un factor en cuanto a la seguridad vial, 3“actualmente en Colombia y Bogotá, los accidentes de tránsito representan la segunda causa de las muertes violentas.” Debido ya sea por conducir en estado de embriaguez, o por evadir las señales de tránsito o por exceso de velocidad. Si de las anteriores afirmaciones se hiciera un énfasis como en es el caso de la “evasión de señales de tránsito las accidentes disminuirían notablemente y se salvarían miles de vidas al año” En algunos casos hay personas que desconocen los fundamentos acerca de ¿Qué son las señales de tránsito?, ¿Cuál es su función?, ¿Por qué es importante identificarlas?. Este panorama abre una brecha importante para el apoyo de nuevas y mejores tecnologías, que ayuden a la reducción de los índices por accidentes de tránsito

3 (Andes, 2013)

1. MARCO TEÓRICO

2.1. SEÑALES DE TRÁNSITO

Las señales de tránsito son signos y símbolos que sirven de guía para los conductores de los vehículos y los peatones en las vías y calles públicas.

Las señales de tránsito, datan del Imperio Romano, época en la que se instalaron algunas señales indicando el camino correcto y la distancia que había entre una ciudad y el imperio. Luego, con la aparición del automóvil en el siglo XX, las señales de tránsito no experimentaron cambios radicales, siguiendo la línea de las utilizadas en el Imperio Romano.

Tiempo después se fueron multiplicando los vehículos y estos símbolos fueron la única forma de comunicar las normas de tránsito a los conductores y a los peatones, empleando un lenguaje fácil que pudiera entender cualquier persona.

Las señales de tránsito indican las distancias entre ciudades, curvas, puentes y todo aquello que el conductor necesita conocer sobre el camino (teléfono, estación de gasolina, paso a nivel, fin de autopista, primeros auxilios, etc.). Algunas están ubicadas en postes o pintadas en la calle, al lado de caminos, o en carteles encima de las vías.

Las señales de tránsito garantizan que personas de diversas lenguas y culturas puedan interpretar los mensajes, por ello se usan símbolos en lugar de palabras, las cuales se han desarrollado principalmente en Europa y se han adoptado en la mayoría de los países del mundo4.

2.1.1. Tipos de señales de transito

Dentro de los tipos de señales que podemos encontrar veremos:

2.1.1.1. Preventivas

Son aquellas que tiene forma de cuadrado con una de las diagonales en sentido vertical, su fondo es amarillo, símbolo negro y orla negra.

4 (Cantv, 2008)

2.1.1.2. Reglamentarias

Son las que por lo general su forma es circular, su orla en color rojo, fondo blanco y símbolo negro; una línea oblicua en rojo señala prohibición.

2.1.1.3. Informativas

Son las señales más fáciles de identificar por su orla azul fondo blanco y tienen una forma rectangular.

2.1.1.4. Señales de piso

Las cuales van pintadas sobre la calzada pero para nuestro caso realmente no son importantes.

2.2. GooGle GoggLes

Esta aplicación permite por medio de su cámara tomar una foto a algún objeto o imagen de la cual requerimos información y por medio de una conexión directa a internet y gracias a su buscador google nos brindara la información presente para dicho objeto, entre sus funcionalidades podemos encontrar la traducción de texto, escáner de código de barras y códigos QR.

2.3. Lectores de Códigos QR

Los códigos QR (Quick Response) son una serie de matrices de puntos que me permiten guardar información, una de sus principales características son los tres cuadros de las esquinas los cuales permiten detectar al lector la posición del código QR su lectura se puede llevar a cabo por medio de cámaras y scanner que tengan conexión a internet y dispongan de un software que permita su lectura.

En algunas ocasiones solo depende de la utilización de un recurso disponible para realizar las funciones requeridas.

Como es el caso de un software dedicado a la identificación de patrones, que lo facilita es la utilización de una biblioteca libre para la visión artificial en el campo de la inteligencia artificial desarrollada por Intel, que ha sido implementada en varios proyectos como sistemas de seguridad con detección de movimiento, hasta

aplicativos de control de procesos donde se requiere reconocimiento de objetos, ya que se encuentra bajo una licencia de propósitos comerciales e investigativos permite ser multiplataforma que puede ser implementado en Linux, Mac, Windows, IPhone y Android, con esto permite una gran variedad de funciones que abarcan una gran gama de áreas en el proceso de la visión artificial, como reconocimiento facial, reconocimiento de objetos, calibración de cámaras, visión estéreo y visión robótica.

2.4. ANDROID

Android es un sistema operativo basado en Linux, diseñado principalmente para móviles con pantalla táctil como teléfonos inteligentes o tabletas inicialmente desarrollados por Android, Inc., que Google respaldó económicamente y más tarde compró en 2005, Android fue desvelado en 2007 junto la fundación del Open Handset Alliance: un consorcio de compañías de hardware, software y telecomunicaciones para avanzar en los estándares abiertos de los dispositivos móviles. El primer móvil con el sistema operativo Android se vendió en octubre de 2008.

3. Objetivos 3.1. General

Diseñar e implementar un sistema de información para el reconocimiento de las señales de tránsito por medio de la cámara de un dispositivo móvil.

3.2. Específicos

1. Estudiar el tipo de señales presentes en Colombia para su categorización y utilización dentro de la aplicación.

2. Seleccionar la versión de Android más adecuada para que los usuarios realicen la instalación de la aplicación.

3. Especificar el método a utilizar para la detección de las imágenes (señales de tránsito).

4. Realizar el análisis y diseño de la aplicación.

5. Realizar una interfaz de usuario amigable la cual permita una fácil utilización de la aplicación.

6. Identificar cada uno de los requerimientos para el desarrollo e implementación de la aplicación.

7. Construir una base de datos con las señales de tránsito existentes así como lo que significan cada una de ellas.

4. ANÁLISIS4.1. Entradas

Captura de la imagen de la señal de transito por medio de la cámara de un

dispositivo móvil.

4.2. Salidas

La identificación del tipo de señal de transito capturada, con su respectiva

descripción y su acción a realizar.

4.3. Proceso

1. Crear un método para capturar la imagen de la señal de transito por medio

de la cámara del dispositivo móvil.

2. Crear un método que identifique el tipo de señal de tránsito.

3. Crear un método que muestre la descripción de la acción a realizar

4. Repetir los pasos 1, 2, 3 N veces.

5. ANÁLISIS DE REQUERIMIENTOS

Para la correcta especificación de requerimientos se toma en cuenta el formato diseñado de la IEEE 830.

5.1. Requerimientos Funcionales- La aplicación ofrecerá la posibilidad de capturar la imagen de la señal de

transito por medio del uso de la cámara del dispositivo móvil.

Id Requerimiento

1. Captura de la Imagen de la señal de transito

Descripción La aplicación permitirá la captura de la imagen de la señal de transito haciendo uso de la cámara del dispositivo móvil.

Entradas Capturar imagen de la señal de tránsito.Salidas Imagen capturada de la señal de tránsito.Proceso Instalar la aplicación en el dispositivo móvil

Ingresar a la aplicación de reconocimiento de las señales de tránsito. Uso de la aplicación de reconocimiento de las señales de tránsito.

Pre-condiciones El dispositivo móvil debe tener plataforma Android en su versión 2.3 o superior. El dispositivo móvil debe tener acceso a internet para descargar la aplicación.El dispositivo móvil debe permitir la transferencia de datos vía USB para instalar en modo manual el APK

Post-condiciones

El usuario ingresa a la aplicación y hace uso de ella.

Efectos Colaterales

No aplica.

Prioridad Alta Rol que lo ejecuta

Usuarios.

- La aplicación identificara el tipo de señal de tránsito.

Id Requerimiento

1. Identificación del tipo de señal de transito

Descripción La aplicación se encargara de identificar el tipo de señal de tránsito en el dispositivo móvil.

Entradas Identificar el tipo de señal de tránsito.Salidas Señal de tránsito identificada.Proceso Instalar la aplicación en el dispositivo móvil

Ingresar a la aplicación de reconocimiento de las señales de tránsito. Uso de la aplicación de reconocimiento de las señales de tránsito.

- Captura de la imagen de la señal de tránsito. - Identificación de la señal de tránsito.

Pre-condiciones El dispositivo móvil debe tener plataforma Android en su versión 2.3 o superior. El dispositivo móvil debe tener acceso a internet para descargar la aplicación.El dispositivo móvil debe permitir la transferencia de datos vía USB para instalar en modo manual el APK

Post-condiciones

El usuario ingresa a la aplicación y hace uso de ella.

Efectos Colaterales

No aplica.

Prioridad Alta Rol que lo ejecuta

Usuarios.

- La aplicación genera la descripción de la imagen de la señal de transito encontrada como la acción a realizar.

Id Requerimiento

1. Descripción del tipo de señal de transito encontrada y la acción a realizar

Descripción La aplicación se encargara de generar la descripción de la imagen de la señal de tránsito identificada como la acción a realizar en el dispositivo móvil.

Entradas Capturar la imagen de la señal de tránsito.Salidas Señal de tránsito identificada.

Descripción de la señal de tránsito identificada y la acción realizar.

Proceso Instalar la aplicación en el dispositivo móvilIngresar a la aplicación de reconocimiento de las señales de tránsito. Uso de la aplicación de reconocimiento de las señales de tránsito.

- Captura de la imagen de la señal de tránsito. - Identificación de la señal de tránsito.- Descripción de la señal de tránsito - Acción a realizar de la señal de tránsito

Pre- El dispositivo móvil debe tener plataforma Android en su

condiciones versión 2.3 o superior. El dispositivo móvil debe tener acceso a internet para descargar la aplicación.El dispositivo móvil debe permitir la transferencia de datos vía USB para instalar en modo manual el APK

Post-condiciones

El usuario ingresa a la aplicación y hace uso de ella.

Efectos Colaterales

No aplica.

Prioridad Alta Rol que lo ejecuta

Usuarios.

5.2. Requerimientos No Funcionales- Utilizar software de licencia libre- Compatibilidad en Hardware y software

Id Requerimiento

Software libre

Descripción Utilizar tecnologías de libre acceso para el uso y operación del sistema.

Entradas Java, mysql.Salidas Código generado mediante las tecnologías de desarrollo.Proceso 1. Desarrollador

2. Instalación de herramientas3. Generación de código aplicación de reconocimiento

de las señales de tránsito.

Pre-condiciones Usar herramientas de software libre.Post-condiciones

Ejecución y pruebas de funcionamiento de la aplicación reconocimiento de las señales de tránsito.

Efecto Colateral No aplica.Prioridad Alta Rol que lo ejecuta

Desarrollador.

Compatibilidad en Hardware y software

Id Requerimiento

Hardware/Software

Descripción La aplicación puede ser usada bajo la plataforma Android en su versión 2.3 o superior, en dispositivo móvil.

Entradas Compatibilidad con los dispositivos móviles (SmartPhones)Salidas Acceso a la aplicación de reconocimiento de señales de

tránsito.

Proceso La aplicación de reconocimiento de señales de tránsito podrá ser ejecutada en la plataforma Android en su versión 2.3 o superior.

Pre-condiciones

Dispositivo móvil (SmartPhone) y servicio de Internet o transferencia de datos vía USB.

Post-condiciones

Uso de la aplicación de reconocimiento de señales de tránsito.

Efecto Colateral

No aplica.

Prioridad Media.Rol que lo ejecuta

Todos los usuarios.

6. DIGRAMACIÓN UML6.1. Casos de Uso

PROCESO INTERACCIÓN USUARIO – SISTEMA

1. Conectar su Android via usb y luego copiar el .Apk o ingresar al Android market o GooglePlay y buscar la aplicación.

2. Instala la aplicación en el dispositivo.3. Inicia o ejecuta la aplicación en su dispositivo.4. Ubica con la cámara del dispositivo una señal de tránsito.5. Acciona un botón en el dispositivo para capturar la señal de tránsito ubicada

con la cámara del mismo.6. Observa la descripción de la señal de tránsito identificada.7. Si lo desea acciona botón para volver a ejecutar el mismo proceso a partir

del paso 3.8. Cierra aplicación en el dispositivo.

ACTORES: Usuario, Sistema.

Nombre Caso de uso UsuarioActor Usuario, SistemaDescripción Este caso de uso representa en forma

general las acciones que deberá ejecutar un usuario con la aplicación, describiendo uno de los posibles procesos previos a la instalación, así como también en el momento de hacer uso de la aplicación instalada en su dispositivo móvil.

6.2. Diagrama de Secuencia

6.3. Diagrama de ClasesRelaciones

Un usuario puede capturar una señal de tránsito. Muchos usuarios pueden capturar varias señales de tránsito. Una señal de tránsito puede ser capturada por un usuario. Una señal de tránsito puede ser identificada por la BD Muchas señales de tránsito pueden ser identificadas por la BD Una BD puede enviar los datos de la señal de tránsito identificada al

usuario.

BibliografíaAndes, C. d. (2013). Observatorio de Movilidad . Boletín de Accidentalidad Vial, 8.

Cantv, P. A. (20 de JUNIO de 2008). Páginas Amarillas Cantv. Recuperado el 20 de ABRIL de 2013, de http://www.pac.com.ve/index.php?option=com_content&view=article&catid=67&Itemid=90&id=4836

Commons, C. (15 de Abril de 2013). Android. Obtenido de http://es.wikipedia.org/wiki/Android

Mobileye. (2013). Mobileye. Obtenido de http://www.mobileye.com/products/mobileye-5-series/

pingdom, R. (25 de 01 de 2013). ZINAPÍ. Obtenido de http://zinapi.com/cms/estadisticas-sobre-el-uso-de-dispositivos-moviles/