Sistema de realidade aumentada para apoio à manutenção

Abstract

A tecnologia de realidade aumentada (RA) tem sofrido uma tendência positiva nesta última década, não só nas aplicações desenvolvidas, mas, também, como área de investigação. Só nestes últimos anos passou de dois mil artigos publicados para três mil e quinhentos por ano e com isto vêm, também, novas técnicas e aplicações. Esta dissertação tem como objetivo demonstrar o estado da arte atual da RA na manutenção e identificar soluções disponíveis no mercado, bem como, a criação de um sistema de realidade aumentada para apoio à manutenção. Para isso foi proposta uma abordagem que se dividiu em seis atividades. Primeiro, foi realizada uma introdução à RA, onde foram apresentadas as categorias de hardware, como HMD, HHD, computadores, entre outros e foram identificadas as técnicas de rastreamento atualmente utilizadas, podendo estas ser vision-based ou sensor-based. De seguida, foi apresentado um fluxo de informação típico da área da RA aplicada à manutenção e que tipo de operações estão associadas a este setor (montagem, reparação e diagnóstico), juntamente com o tipo de suporte associado a cada tarefa. Posteriormente, foram identificados três tipos de níveis de inteligência nas técnicas de realidade aumentada, sendo estas o authoring, context-awareness e interaction-analysis, introduzindo assim, os tutores inteligentes e exemplos das suas utilizações perante cada nível de inteligência. Foi, também, realizada uma análise das soluções existentes no mercado, onde foram identificados equipamentos, SDKs e soluções comerciais. Foi feita a especificação da solução, onde foram descritas as funcionalidades sobre a forma de requisitos e diagramas de casos de uso, foi, ainda, definido um layout e elaborados os protótipos não funcionais. Após a definição da especificação, foi detalhada a arquitetura descentralizada do sistema, a explicação da divisão entre os dois tipos de armazenamento de dados, MySQL e sistema de ficheiros, e por fim, foram descritas as funcionalidades de ambas as aplicações desenvolvidas, a de backoffice, para a criação da informação e a de orientação, para a realização da manutenção.

Augmented reality (AR) technology has undergone a positive trend in the last decade, not only in the developed applications, but also, as a research area. In the last few years alone, it has gone from two thousand published articles to three and a half thousand a year and, with this, new techniques and applications also came. This dissertation aims to demonstrate the current state of the art of AR in maintenance and to identify solutions available on the market, as well as the creation of an augmented reality system to support maintenance. For this, an approach was proposed that was divided into six activities. First, an introduction to AR was carried out, in which the categories of hardware, such as HMD, HHD, computers, among others, were presented and the tracking techniques currently used were identified, which could be vision-based or sensor-based. Then, a normal flow of information in AR to support maintenance and type of operations that are associated with this sector (assembly, repair, and diagnosis) were presented, together with the type of support associated with each task. Subsequently, three types of intelligence levels were identified in augmented reality techniques, these being authoring, context-awareness and interaction-analysis, thus introducing intelligent tutors and examples of their uses in each level of intelligence. An analysis of existing solutions on the market was also carried out, where equipment, SDKs and commercial solutions were identified. The solution specification was made, where functionalities were described in the form of requirements and use case diagrams, a layout was also defined, and non-functional prototypes were elaborated. After defining the specification, the decentralized architecture of the system was detailed, the division between the two types of data storage, MySQL and file system was explained, and finally, the functionalities of both developed applications were described, the backoffice app, for the creation of information and the guidance app, for carrying out maintenances.