Audio augmented reality as navigation aid for remotely operated vehicle piloting : doctoral thesis - Vasilijević, Antonio (A. Vasilijević ; Fakultet elektrotehnike i računarstva, 2017)
Većina sučelja čovjek-stroj (HMI), razvijenih za daljinsko upravljanje bespilotnim vozilima, prikazuje informacije isključivo vizualno. Preopterećenje vizualnog kanala operatora često može rezultirati nezgodama. Da bi se smanjila učestalost nezgoda i poboljšala ukupna operativna učinkovitost, ova disertacija predlaže primjenu paradigme zvukom proširene stvarnosti (AR), u obliku prostornog zvukovnog sučelja, za složene navigacijske zadaće kao što su praćenje putanje (path following) ili praćenje trajektorije (trajectory tracking). Stoga je prvi doprinos ove teze primjena paradigme zvukom proširene stvarnosti za sustave sa-čovjekom-u-petlji upravljanja, koja poboljšava učinkovitost operatera u zadaćama visokih vizualnih i kognitivnih opterećenja. Sljedeći doprinos teze je razvoj metoda daljinskog vođenja bespilotnih vozila (teleoperation) za složene navigacijske zadaće, temeljenih na virtualnim dinamičkim ciljevima. Predlaže se primjena modificirane strategije "gledišta na daljinu" (lookahead distance) za generiranje referenci. Referenca je prezentirana operatoru kao prostorna slušna slika virtualnog cilja koji treba slijediti, i metoda predstavlja drugi doprinos ovog rada. Prije prezentiranja operateru, referentni signal je transformiran korištenjem "nadnaravnih" (supernormal) transformacija. Cilj je poboljšati ljudsku slušnu razlučivost po azimutu i udaljenosti u područjima od interesa i time poboljšati učinkovitost i nadomjestiti komparativne nedostatke osjeta sluha. Stoga je treći doprinos teze „nadnaravna“ transformacija reference, prilagođene ljudskom sluhu, a koja povećava prostornu slušnu razlučivost u području od interesa i poboljšava vođenje daljinski upravljanih bespilotnih vozila. Niz eksperimenata pokazuje da predložena strategija pruža razumljivu i učinkovitu zvukovnu referencu. Poboljšano „nadnaravno“ zvukovno sučelje povećava učinkovitost obavljenih zadaća smanjujući pogrešku praćenja putanje i trajektorije u usporedbi s „normalnim“ sučeljem bez nadnaravne transformacije. Eksperimentalni podaci potvrđuju da pod visokim vizualnim i kognitivnim opterećenjem, zvukovno sučelje predstavlja važnu prednost i osigurava poboljšanu kvalitetu vođenja. Sudionici eksperimenta potvrđuju da je novo zvukovno sučelje intuitivno i jednostavno za korištenje, i da osigurava vrlo dobru prostornu orijentaciju. Prikazani rezultati jasno govore u prilog korištenju AR paradigme (vizualne i audio) za navigaciju bespilotnih vozila. Dok se zvukovno sučelje istraženo u ovome radu pokazalo učinkovitim za daljinsko upravljanje bespilotnim vozilima, ono sigurno može imati i druge primjene kao što su navigacija osoba oštećena vida ili u industriji računalnih igara. Ključne riječi: zvukom proširena stvarnost, sučelje čovjek-stroj, prostorno zvukovno sučelje, virtualni cilj, vođenje, bespilotna vozila, nadnaravna transformacija