Intuitive Human-Drone Collaborative Navigation in Unknown Environments through Mixed Reality

要約

検査、捜索救助、および監視タスクにおける航空ロボットの広範な統合を考慮すると、直感的な人間ドローンインターフェイスを設計するための需要が高まっています。
これらは、ドローンナビゲーション中のユーザーの相互作用とコラボレーションプロセスを合理化および強化し、最終的にミッションの成功を促進し、ユーザーの入力に対応することを目的としています。
この論文では、（a）ヘッドマウントディスプレイ（HMD）とロボットを装備したヒトと（b）単純なコマンドを介して、単純なコマンドを介して知られていない協力的なナビゲーションで有効な人間のドローンインタラクティブおよびコラボレーションナビゲーションを備えたヘッドマウントディスプレイ（HMD）と（b）有効化された人間の空間的情報と表現を共有することにより、（a）人間のドローンの空間的認識を高めることを目的とした、新しい人間ドローンの混合現実インターフェイスを紹介します。
シミュレートされた災害後シナリオでの広範なユーザー調査と実験を通じて、そのパフォーマンスを従来の一人称ビュー（FPV）制御システムと比較することで、フレームワークを検証します。
さらに、複数のユーザーの複数のテストは、システムとの直感的で自然な相互作用を提供する提案されたソリューションの利点を強調しています。
これは、ドローンナビゲーションミッション中に人間を支援するソリューションの能力を示しており、安全で効果的な実行を確保しています。

要約(オリジナル)

Considering the widespread integration of aerial robots in inspection, search and rescue, and monitoring tasks, there is a growing demand to design intuitive human-drone interfaces. These aim to streamline and enhance the user interaction and collaboration process during drone navigation, ultimately expediting mission success and accommodating users’ inputs. In this paper, we present a novel human-drone mixed reality interface that aims to (a) increase human-drone spatial awareness by sharing relevant spatial information and representations between the human equipped with a Head Mounted Display (HMD) and the robot and (b) enable safer and intuitive human-drone interactive and collaborative navigation in unknown environments beyond the simple command and control or teleoperation paradigm. We validate our framework through extensive user studies and experiments in a simulated post-disaster scenarios, comparing its performance against a traditional First-Person View (FPV) control systems. Furthermore, multiple tests on several users underscore the advantages of the proposed solution, which offers intuitive and natural interaction with the system. This demonstrates the solution’s ability to assist humans during a drone navigation mission, ensuring its safe and effective execution.

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