Scene Modeling and Augmented Virtuality Interface for Telerobotic Satellite Servicing
Scene Modeling and Augmented Virtuality Interface for Telerobotic Satellite Servicing
复制标题
用于远程机器人卫星服务的场景建模和增强虚拟接口
DOI：
10.1109/lra.2018.2864358
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发表时间：
2018
影响因子：
5.2
通讯作者：
Kazanzides, Peter
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Vagvolgyi, Balazs P.;Pryor, Will;Reedy, Ryan;Niu, Wenlong;Deguet, Anton;Whitcomb, Louis L.;Leonard, Simon;Kazanzides, Peter
在极端环境中的遥操作可能会受到遥测和操作员对远程环境感知的限制的阻碍。通常，感知的主要模式是来自远程摄像机的视觉反馈，这些摄像机并不总是提供合适的视图，并且会受到遥测延迟的影响。为了解决这些挑战，我们建议建立一个远程环境的模型，并提供一个增强的虚拟可视化系统，增强模型与真实的相机图像的投影。该方法是在卫星服务的情况下，与地球上的运营商和轨道上的卫星之间的多秒往返遥测延迟演示。场景建模使虚拟夹具，以协助人类操作员和增强的虚拟可视化，允许操作员远程操作虚拟机器人从一个方便的虚拟视点，与延迟的摄像机图像投影到三维模型。基于地面的遥控机器人平台上的实验，与软件创建的遥测延迟，表明所提出的方法导致更好的遥操作性能与30%更好的叶片对齐和50%的任务执行时间减少相比，在基线情况下，可视化是有限的可用的相机视图。
Teleoperation in extreme environments can be hindered by limitations in telemetry and in operator perception of the remote environment. Often, the primary mode of perception is visual feedback from remote cameras, which do not always provide suitable views and are subject to telemetry delays. To address these challenges, we propose to build a model of the remote environment and provide an augmented virtuality visualization system that augments the model with projections of real camera images. The approach is demonstrated in a satellite servicing scenario, with a multisecond round-trip telemetry delay between the operator on Earth and the satellite on orbit. The scene modeling enables both virtual fixtures to assist the human operator and augmented virtuality visualization that allows the operator to teleoperate a virtual robot from a convenient virtual viewpoint, with the delayed camera images projected onto the three-dimensional model. Experiments on a ground-based telerobotic platform, with software-created telemetry delays, indicate that the proposed method leads to better teleoperation performance with 30% better blade alignment and 50% reduction in task execution time compared to the baseline case where visualization is restricted to the available camera views.
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