要約
水中 ROV (遠隔操作車両) は、深海の探索と操作のために設計された無人潜水車両です。
ハイエンドのカメラを使用しているにもかかわらず、一人称 (自己中心) ビューに基づく一般的な遠隔操作エンジンでは、複雑な深海ミッションで水上オペレーターが ROV を操縦する能力が制限されます。
この論文では、状況認識の向上により操作能力を強化する対話型遠隔操作インターフェイスを紹介します。
これは、(i) 過去の自己中心的なビューからオンデマンドの「三人称」(外中心) ビジュアルを提供すること、(ii) リアルタイムで拡張された ROV 姿勢情報により強化された周辺情報を促進することによって実現されます。
これは、正確な軌道推定のために 3D ジオメトリベースの Ego-to-Exo ビュー合成アルゴリズムを単眼 SLAM システムに統合することによって実現されます。
提案されたクローズドフォームソリューションは、姿勢推定のために ROV からの過去の自己中心的なビューと SLAM バックボーンのみを使用するため、既存の ROV プラットフォームに移植可能です。
データ駆動型のソリューションとは異なり、アプリケーションや水域固有のシーンに対して不変です。
私たちは、困難な低照度条件下での 2 自由度の屋内ナビゲーションと 6 自由度の水中洞窟探検の広範な実験を通じて、提案されたフレームワークの幾何学的精度を検証します。
15 人の人間の遠隔操作者に対する主観的な評価により、遠隔操作の向上に対する統合機能の有効性がさらに確認されました。
水中洞窟内の洞窟などのナビゲーション ガイドに従うことによる、遠隔 ROV 遠隔操作のための動的な Ego-to-Exo ビュー生成とリアルタイム ポーズ レンダリングの利点を実証します。
このインタラクティブな ROV 遠隔操作の新しい方法は、海底遠隔ロボティクスにおける将来の研究に有望な機会をもたらします。
要約(オリジナル)
Underwater ROVs (Remotely Operated Vehicles) are unmanned submersible vehicles designed for exploring and operating in the depths of the ocean. Despite using high-end cameras, typical teleoperation engines based on first-person (egocentric) views limit a surface operator’s ability to maneuver the ROV in complex deep-water missions. In this paper, we present an interactive teleoperation interface that enhances the operational capabilities via increased situational awareness. This is accomplished by (i) offering on-demand ‘third’-person (exocentric) visuals from past egocentric views, and (ii) facilitating enhanced peripheral information with augmented ROV pose information in real-time. We achieve this by integrating a 3D geometry-based Ego-to-Exo view synthesis algorithm into a monocular SLAM system for accurate trajectory estimation. The proposed closed-form solution only uses past egocentric views from the ROV and a SLAM backbone for pose estimation, which makes it portable to existing ROV platforms. Unlike data-driven solutions, it is invariant to applications and waterbody-specific scenes. We validate the geometric accuracy of the proposed framework through extensive experiments of 2-DOF indoor navigation and 6-DOF underwater cave exploration in challenging low-light conditions. A subjective evaluation on 15 human teleoperators further confirms the effectiveness of the integrated features for improved teleoperation. We demonstrate the benefits of dynamic Ego-to-Exo view generation and real-time pose rendering for remote ROV teleoperation by following navigation guides such as cavelines inside underwater caves. This new way of interactive ROV teleoperation opens up promising opportunities for future research in subsea telerobotics.
arxiv情報
| 著者 | Adnan Abdullah,Ruo Chen,Ioannis Rekleitis,Md Jahidul Islam |
| 発行日 | 2024-07-28 00:15:18+00:00 |
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