Please use this identifier to cite or link to this item:
https://hdl.handle.net/10216/67632| Author(s): | Paulo Ricardo Duarte Coelho da Silva |
| Title: | Smartphone Gesture Learning |
| Issue Date: | 2013-07-12 |
| Abstract: | Smartphone capabilities have been increasing in the last years, and many applications have been developed in order to take advantage of these capabilities. Smartphone users, knowing that there are lots of applications to ease many daily tasks, or simply to have some fun, typically have the smartphone close by. One of the capabilities that have been explored is the detection of the physical state of the smartphone, through inertial sensors embedded in the smartphone. The smartphone can detect its own orientation and even detect if it is being moved through sensors like the accelerometer, linear acceleration sensor or the gyroscope. Given that the smartphone can detect its own physical state and the fact that users often have their smartphone close by, the opportunity of developing a new natural and intuitive way of interacting with the smartphone arises, and this opportunity is related with gestures. Using the embedded accelerometer, linear acceleration sensor or gyroscope, the smartphone can detect if the user made some movement with the hand that is holding the smartphone. The objective of this Dissertation is to develop a software framework to be used in Android applications to render the applications capable of detecting gestures that the user makes with the hand that is holding the smartphone, sparing an Android developer the effort of implementing such functionality each time an Android application, which makes use of gestures as a means of interaction with the user, is to be developed. The idea is to have gestures embedded that allow an application incorporating this framework to recognize gestures right after the development phase, sparing the application user, or the developer, the effort of training the gestures. The gesture recognition capability is carried out by a Hidden Markov model approach, in a user independent setting, and it was achieved an average recognition accuracy of 97.8% using the gyroscope and the linear acceleration sensor on an alphabet of 8 gestures, and an average accuracy of 85.1% using the accelerometer and the gyroscope on an alphabet of 24 gestures. Smartphone gesture recognition has been used in several research areas, as health care, monitoring systems, or user commodity. One Android application using this framework could be used, for instance, to remotely control an electronic device, or trigger an action in the smartphone. Given the promising results that have been achieved, the next steps in terms of future work concern exploiting the developed framework in the development of a real application, taking advantage of this new interface for user interaction. |
| Description: | As capacidades dos smartphones têm vindo a verificar um aumento nos últimos anos, e muitas aplicações têm sido desenvolvidas no sentido de tirar partido destas capacidades. Os utilizadores dos \textit{smartphones}, sabendo que há várias aplicações para facilitar tarefas do dia-a-dia, ou simplemente para se divertirem, tipicamente têm o seu \textit{smartphone} por perto. Uma das capacidades que tem vindo a ser explorada é a capacidade de o \textit{smartphone} detetar o seu estado físico, através de sensores inerciais incorporados no mesmo. O \textit{smartphone} consegue detetar a sua própria orientação e até detetar se está a ser movido através de sensores como o acelerómetro, o sensor de aceleração liear ou o giroscópio. Uma vez que o smartphone consegue detetar o seu estado físico e o facto de que o utilizador o tem frequentemente por perto, surgiu a oportunidade de criar um novo modo de interação natural e intuitiva com o smartphone, e esta oportunidade é relacionada com os gestos. Através do acelerómetro, sensor de aceleração lienar ou o giroscópio incorporados no smartphone, este pode detetar se o utilizador fez algum movimento com a mão que está a segurar o smartphone. O objetivo desta Dissertação é desenvolver uma framework para facilitar o desenvolvimento de aplicações para a plataforma Android, que faça com que estas aplicações sejam capazes de detetar gestos que o utilizador faça com a mão que segura o smartphone, poupando ao a quem está a desenvolver a aplicação Android o esforço de implementar tal funcionalidade de cada vez que uma aplicação Android que faça uso de gestos como um modo de interação com o utilizador seja implementada. A ideia é ter gestos incorporados na framework que permitem que uma aplicação que a incorpore possa ser usada tirando partido dos gestos mal a fase de desenfolvimento acaba, poupando ao utilizador da aplicação Android, ou a quem desenvolveu a aplicação o esforço de treinar os gestos. A capacidade de reconhecimento de gestos foi implementada usando Hidden Markov Models e foi atingida uma percentagem média de acerto de 97.8%, usando o giroscópio e o sensor de aceleração linear com um alfabeto de 8 gestos, e uma percentagem média de acerto de 85.1% usando o giroscópio e o acelerómetro num alfabeto de 24 gestos. O reconhecimento de gestos através de um smatphone tem vindo a ser explorado em várias áreas de investigação, nomeadamente saúde, sistemas de monitorização ou comodidade do utilizador. Uma aplicação Android que use esta framework pode ser usada, por exemplo, para controlar remotamente um aparelho eletrónico, ou despoletar uma ação no próprio smartphone. Tendo em conta que os resultados atingidos são promissores, os próximos passos em termos de trabalho futuro concernem a exploração da framework desenvolvida numa aplicação real, tirando partido desta nova interface destinada à interação com o utilizador. |
| Subject: | Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering |
| Scientific areas: | Ciências da engenharia e tecnologias::Engenharia electrotécnica, electrónica e informática Engineering and technology::Electrical engineering, Electronic engineering, Information engineering |
| DOI: | 10.34626/2z4b-3317 |
| URI: | https://hdl.handle.net/10216/67632 |
| Document Type: | Dissertação |
| Rights: | openAccess |
| License: | https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ |
| Appears in Collections: | FEUP - Dissertação |
Files in This Item:
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| 26214.pdf | Smartphone Gesture Learning | 454.9 kB | Adobe PDF | ![]() View/Open |
This item is licensed under a Creative Commons License
