Использование дополненной реальности при дистанционном управлении мобильными роботами в условиях наличия задержек в каналах передачи информации

Использование дополненной реальности при дистанционном управлении мобильными роботами в условиях наличия задержек в каналах передачи информации

Попов Дмитрий Сергеевич
Центральный научно-исследовательский и опытно-конструкторский институт робототехники и технической кибернетики (ЦНИИ РТК), начальник конструкторского бюро, 194064, Санкт-Петербург, Тихорецкий пр., д. 21, тел.: +7(812)552-04-77, Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., ORCID: 0000-0003-4575-9195

Материал поступил в редакцию 17 октября 2022 года.

Аннотация
Работа посвящена телеуправлению наземными мобильными роботами в экстремальных условиях. Существенное влияние на эффективность управления оказывает наличие временных задержек в каналах передачи информации. Суммарные значения задержек могут составлять от сотен миллисекунд до единиц секунд; достаточно большие величины являются причинами потери устойчивости системами управления. Для снижения негативного влияния задержек предлагается использовать способ поддержки оператора, заключающийся в наложении на изображение, получаемое с видеокамеры и отображаемое на пульте управления, информации о положении робота в тот момент, когда он получит формируемые команды. Для вычисления положения используется тот факт, что задержки передачи телеметрии и команд, как правило, значительно меньше задержек передачи видео. Предлагаемый способ отличается простотой, требует минимальное количество вычислительных ресурсов и может быть реализован в составе недорогих робототехнических комплексов. Приведённые результаты моделирования демонстрируют эффективность способа поддержки оператора.

Ключевые слова
Экстремальная робототехника, мобильный робот, телеуправление, временные задержки, дополненная реальность.

Благодарности
Результаты получены в рамках выполнения государственного задания Минобрнауки России FNRG-2022-0026 1022031700007-3-2.2.2 №075-01623-22-03 «Исследование путей реализации адаптивной устойчивости наземного модульного реконфигурируемого робототехнического шасси лёгкого класса при движении в недетерминированной среде с различными полезными нагрузками».

DOI
10.31776/RTCJ.10405

Индекс УДК 
681.5

Библиографическое описание
Попов Д.С. Использование дополненной реальности при дистанционном управлении мобильными роботами в условиях наличия задержек в каналах передачи информации / Д.С. Попов // Робототехника и техническая кибернетика. – Т. 10. - № 4. – Санкт-Петербург : ЦНИИ РТК. – 2022. – С. 275-280. – Текст : непосредственный.

Литература

  1. Спасский Б.А. Телеуправление в экстремальной робототехнике / Б.А. Спасский // Робототехника и техническая кибернетика. – 2020. – Т.8. – №2. – С.101-111. – DOI: 10.31776/RTCJ.8202 (дата обращения: 15.10.2022). – Текст: электронный.
  2. Ando N. A study on influence of time delay in teleoperation / Ando N., Lee J. H., Hashimoto H. // 1999 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (Cat. No. 99TH8399). – IEEE, 1999. – Pp. 317-322. – DOI 10.1109/AIM.1999.803185 (дата обращения: 15.10.2022). – Text: electronic.
  3. Tele-operator performance and their perception of system time lags when completing mobile robot tasks / Sanders D.A. [et al.] // 2016 9th International Conference on Human System Interactions (HSI). – IEEE, 2016. – Pp. 236-242. – DOI: 10.1109/HSI.2016.7529637 (дата обращения: 15.10.2022). – Text: electronic.
  4. Попов Д.С. Дистанционное управление наземными робототехническими комплексами в условиях действия временных задержек в каналах передачи информации / Д. С. Попов // Робототехника и техническая кибернетика. – 2022. – Т. 10. – № 3. – С. 213-218. – DOI: 10.31776/RTCJ.10306 (дата обращения: 15.10.2022). – Текст: электронный.
  5. Brudnak M. Predictive displays for high latency teleoperation // Proc. NDIA Ground Veh. Syst. Eng. Technol. Symp. – 2016. – Pp. 1-16. – Text: unmediated.
  6. Chucholowski F.E. Evaluation of display methods for teleoperation of road vehicles // Journal of Unmanned System Technology. – 2016. – Vol. 3. – No. 3. – Pp. 80-85. – DOI: 10.21535%2Fjust.v3i3.38 (дата обращения: 15.10.2022). – Text: electronic.
  7. A low-cost predictive display for teleoperation: Investigating effects on human performance and workload / Dybvik H. [et al.] // International Journal of Human-Computer Studies. – 2021. – Vol. 145, 102536. – DOI: 10.1016/j.ijhcs.2020.102536 (дата обращения: 15.10.2022). – Text: electronic.
  8. Бортовой комплекс аудио-видео средств в составе систем дистанционного управления наземными мобильными роботами / П.Ю. Васильева [и др.] // Экстремальная робототехника. – 2021. – Т. 1. – № 1. – С. 169-176. – Текст: непосредственный.
  9. A comparative analysis of trajectory similarity measures / Tao Y. [et al.] // GIScience & Remote Sensing. – 2021. – Vol. 58. – No. 5. – Pp. 643-669. – DOI: 10.1080/15481603.2021.1908927 (дата обращения: 15.10.2022). – Text: electronic.

Полный текст статьи (pdf)