Sensore Virtuale di Stati Ambientali per Android

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Sensore Virtuale di Stati Ambientali per Android

  1. 1. Sensore virtuale di statiambientali per Android Relatore CandidatoProf. Vittorio Scarano Angelo Santarella
  2. 2. Sensori• I sensori sono tra le innovazioni più interessanti introdotte nel mondo consumer di massa.• Creano macchine che sanno “sentire”, quindi recepire nuovi input.• Nuovi input possono essere rappresentati dall’utilizzo dell’accelerometro, dalla voce o degli altri sensori. 2
  3. 3. Sensore Virtuale di Stati Ambientali per Android• Il sensore virtuale di stati ambientali per Android è una libreria che permette il riconoscimento degli scenari ambientali in cui il dispositivo Android può trovarsi.• La libreria utilizza l’accelerometro, il microfono e il sensore di prossimità per rendere possibile il riconoscimento automatico di: – stati di movimento (fermo, auto, cammino, corsa) – livelli di rumore (NOISY, NOISELESS) – copertura fisica del device (BOXED, UNBOXED) – ringer mode (MOD_SILENCED, MOD_NORMAL) 3
  4. 4. Analisi dati accelerometroObiettivo: riconoscimento automatico del maggior numero possibile di scenari di movimento, rilevabili con l’accelerometro tramite analisi dei dati.Operazioni effettuate per il riconoscimento degli stati di movimento:• Rilevazioni possibili stati di movimento• Analisi della varianza• Catalogazione stati di movimento• Inserimento stati di incertezza ed errore 4
  5. 5. Rilevazioni Accelerometro Fermo Auto25 2520 2015 1510 10 5 Asse x 5 Asse x 0 Asse y 0 Asse y -5 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 Asse z -5 1 5 9 1317212529333741454953576165697377818589 Asse z-10 -10-15 -15-20 -20-25 -25 Cammino Corsa 2525 2020 1515 1010 5 Asse x 5 Asse x 0 Asse y 0 Asse y -5 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 Asse z -5 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 Asse z -10-10-15 -15-20 -20 5-25 -25
  6. 6. Grafici delle analisi Fermo 50 Auto5045 4540 4035 3530 30 VarianzaX VarianzaX25 25 VarianzaY VarianzaY20 2015 VarianzaZ VarianzaZ 1510 105 50 0 1 6 111621263136414651566166717681869196 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 Cammino Corsa50 5045 4540 4035 3530 30 VarianzaX VarianzaX25 25 VarianzaY VarianzaY20 2015 VarianzaZ 15 VarianzaZ10 10 5 5 0 0 6 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96
  7. 7. Soglie accelerometro 45 120 100 ERROR 100 40 80 35 … 30 …Varianza(m/s^2) 25 25.5 25.5 20 20.5 20 15 10 5 4.5 3.5 4.5 3.5 0 0.1 0 0.5 0.1 0.5 ML UN_M_C CAR UN_C_W WALK UN_W_R RUN Stati di movimento 7
  8. 8. Analisi Audio• L’obiettivo è dare un approccio multisensoriale per aumentare l’affidabilità delle rivelazioni e il numero di scenari del sensore virtuale.• Analisi audio effettuate usando librerie open source, che forniscono il valore dei decibel del rumore presente nell’ambiente.• Gli scenari analizzati riguardano: – Ambienti silenziosi – Ambiente rumorosi 8
  9. 9. -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 1 4 7 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40 43 46 49 52 55 58 61 64 67 70 73 76 79 82 85 88 91 94 97 100 Rilevazioni Audio 103 106 109 112 115 118 121 124 127 1309 Auto dB Cammino dB Silenzioso dB
  10. 10. Soglie Audio NOISY UN_NOISY NOISELESS 0 0 -10 -20 -30Decibel (dB) -40 -45 -50 -45 -55 -60 -55 -70 -80 -90 -100 Stati di rumore -100 10
  11. 11. Progettazione Libreria • La libreria è stata progettata con obiettivo di avere scalabilità e facilità di utilizzo da parte dello sviluppatore. • La libreria restituisce gli stati tramite un vettore dove ogni posizione rappresenta lo stato di un sensore tramite costanti intere: int[0] int[1] int[2] int[3] Motion State: Ringermode MOTIONLESS, CAR, WALK, RUN, UN_ML_CAR, Proximity Audio state: UN_CAR_WALK, State: State: MODE_NORMAL, MO UN_WALK_RUN DE_SILENCED NOISY, NOIS BOXED or 11 ELESS, UN_ UNBOXED NOISY
  12. 12. Testing• La libreria è stata convalidata da un gruppo di utenti, con l’obiettivo di verificare la validità delle analisi effettuate sulla eterogeneità dei dispositivi Android.• I test funzionali hanno previsto il confronto di tutti gli stati ambientali (forniti dalla libreria) con ambienti reali o simulati dall’utente.• I dispositivi finora utilizzati hanno superato tutti i test. 12
  13. 13. CaloriesCO2 Counter • CaloriesCO2 Counter è un’applicazione conta calorie e conta CO2 emessa, sviluppata usando gli stati di movimento forniti dalla libreria. • Le calorie consumate e l’anidride carbonica emessa vengono calcolate ogni 2 secondi in base agli stati di movimento. 13
  14. 14. TelephonyManagerL’applicazione di esempio TelephonyManager ha lo scopo di modificare lecaratteristiche di telefonia del device in modo da adattarle allo statoambientale fornito dal sensore virtuale di stati ambientali per Android. 14
  15. 15. FeaturesLe impostazioni di telefonia vengono modificate dopo un controllo degli stati ambientali.Chiamate: – MOTIONLESS: • Ambiente silenzioso: diminuisce volume suoneria (2/3 di maxstream) • BOXED: imposta max ringtone volume, e attiva vibrazione • Modalità silenziosa: attiva vibrazione – CAR: • Ambiente rumoroso e Unboxed: annuncia chiamata con TTS pronunciando nome chiamante, attiva vivavoce alla risposta, imposta max volume ringtone, TTS, e vivavoce. • BOXED: attiva vibrazione • Modalità silenziosa : attiva vibrazione – WALK&RUN: • Modalità silenziosa: attiva vibrazione • Altrimenti: imposta max ringtone volume, e attiva vibrazioneSMS: – CAR: • Se non è in modalità silenziosa e non è Boxed: aumenta volumi, annuncia SMS con TTS pronunciando il nome del mittente, e lancia schermata per la lettura con un tocco dell’ SMS tramite TTS 15
  16. 16. Conclusioni• Il sensore virtuale di stati ambientali è una libreria open source capace di riconoscere 10 tipi di scenari ambientali.• Possibili sviluppi futuri: – Inserimento del sensore di luminosità ed altri possibili sensori – Sviluppi delle applicazioni gratuite TelephonyManager e CaloriesCO2 Counter – Sviluppo di nuove applicazioni 16
  17. 17. Grazie per l’attenzione 17

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