Emprego de realidade virtual, realidade aumentada e telepresença imersiva na operação de veículos não tripulados

Abstract

Uma das dificuldades enfrentadas pelos operadores de veículos não tripulados é entender a situação do veículo no local onde ele se encontra e a relação dos eventos que lá ocorrem com o veículo e com a missão sendo realizada. Isto pode acontecer devido ao tipo de estação de controle utilizada e aos recursos disponíveis tanto na estação quanto no veículo. Neste contexto, este trabalho investiga o quanto as tecnologias de Realidade Virtual, Realidade Aumentada e Telepresença Imersiva, quando empregadas de forma simultânea, são capazes de aumentar a consciência situacional do operador de um veículo não tripulado e a eficiência da navegação. Para isso, este trabalho propõe um sistema de controle e navegação aplicável a veículos terrestres não tripulados cuja principal característica é o emprego simultâneo de recursos ligados a Realidade Virtual, Realidade Aumentada e Telepresença Imersiva. Como forma de viabilizar a avaliação deste sistema, foram implementados também um simulador de veículo terrestre não tripulado e uma ferramenta de visualização e análise dos dados gerados durante o uso do simulador. No que diz respeito à eficiência de navegação, este sistema foi avaliado a partir dos dados que descrevem o comportamento do veículo. Quanto à consciência situacional, este sistema foi avaliado através do método SAGAT. Os resultados obtidos indicam que um aparato imersivo é útil quando as tarefas realizadas através do veículo dependem da observação detalhada do local onde o veículo se encontra. Entretanto, tarefas associadas à navegação pura e simples podem ser realizadas com bom desempenho mesmo sem o aparato imersivo.

One of the difficulties faced by unmanned vehicles operators is to understand the situation of the vehicle in the local where it is and the relationship of the events that occur there with the vehicle and with the mission that is being executed. This may happen due to the type of control station used and the resources available both in the station as in the vehicle. In this context, this paper investigates how the technologies of Virtual Reality, Augmented Reality and Immersive Telepresence, when used simultaneously, are able to increase the situational awareness of unmanned vehicle operator and the navigation efficiency. For this reason, this paper proposes a control and navigation system to unmanned ground vehicle whose main feature is the simultaneous use of resources related to Virtual Reality, Augmented Reality and Immersive Telepresence. Besides the system, as a way to facilitate the evaluation of this system, were implemented also an unmanned ground vehicle simulator and a tool for visualization and analysis the data generated during the use of the simulator. Regarding of the navigation efficiency, this system was evaluated from the data that describe the vehicle behavior. Concerning the situational awareness, this system was evaluated using the SAGAT method. The results obtained indicate that an immersive instrument is useful when the tasks executed by the vehicle depend on the detailed observation of the local where the vehicle is. However, tasks associated with the pure and simple navigation can be executed with good performance even without the immersive instrument.