Доповнена реальність для технічного обслуговування і ремонту (Armar)

steveСтів Хендерсон

Доктор філософії кандидат
Факультет комп’ютерних наук
Колумбійський університет

Оригінал: Augmented Reality for Maintenance and Repair (ARMAR)

Введення

Доповнена реальність для технічного обслуговування і ремонту (Armar)досліджує використання доповненої реальності для надання допомоги у виконанні процесуальних завдань в технічне обслуговування та ремонт домена. Основною метою дослідження цього проекту є визначити, як в режимі реального часу, комп’ютерна графіка, накладається на і зареєстрований з фактичним відремонтованого обладнання, може поліпшити продуктивність, точність і безпеку обслуговуючого персоналу. Керівник надягають на шию, що стежить відображає збільшити фізичну точку зору користувача системи з інформацією, такий як маркування суб-компонентів, керованих етапи технічного обслуговування, діагностичних даних в режимі реального часу, і правила техніки безпеки. Віртуалізація середовища експлуатації та технічного обслуговування дозволяє виїзні співробітники для моніторингу та підтримки з ремонтом. Крім того, інтеграція баз знань реального світу з докладними 3D моделями дає можливість використовувати систему в якості підтримуючої симулятор / навчального посібника.Цей проект має у розробці та реалізації прототипів інтегруючих найсучасніші системи спостереження за переміщенням, мобільних комп’ютерів, бездротових мереж, 3D моделювання та технологій інтерфейсу людина-машина.

(Лівий) механік носити гусеничний голови зношених дисплей виконує завдання на Rolls Royce DART 510 Двигун обслуговування. (Праворуч) вид через ІЛС носити зображує інформація використанням доповненої реальності, щоб допомогти механіку.

Напрями досліджень

(Лівий) механік носити гусеничний голови зношених дисплей виконує завдання обслуговування всередині LAV-25A1 бронетранспортері. (Праворуч) стан AR в дослідженні: вид через лобове носити дисплеї захопленого в подібній області показує інформацію преду допомогою доповненої реальності, щоб допомогти механіку. (Вид через ІЛС носити для домену LAV-25A1 ні очищений для публікації через обмеження з безпеки, що вимагає заміни зображень з альтернативного домена.)

Переваги використання AR для локалізації завдань

В рамках нашого дослідження в потенційних вигодах використання AR для обслуговування та ремонту, ми в розробці, здійсненні і користувач зазнала прототип доповненої реальності додаток для підтримки військових механіків проведенні рутинних завдань з обслуговування всередині броньованій вежі транспортного засобу [Henderson & Фейнера, ISMAR 2009; Хендерсон і Фейнера, TVCG 2011]. Наш прототип використовує гусеничний голови зношених дисплей для збільшення природного вид механіка з текстом, етикеток, стріли і мультфільми послідовностей, покликаних полегшити завдання розуміння, розташування і виконання. По-суб’єкт контрольоване дослідження користувач розглянуті професійні військові механіки, використовуючи нашу систему для завершення 18 спільних завдань в польових умовах. Ці завдання включають установку і видалення кріпильних і світлові індикатори, і сполучних кабелів, все в межах тісному внутрішньої частини броньованій вежі бронетранспортера. Доповнити умова реальність була випробувана щодо двох базових умов: неотслежіваемих голови зношених дисплеєм з текстом і графікою та фіксованого плоского дисплея, що представляє собою поліпшену версію документації ноутбука на базі в даний час на практиці використовують. Доповненої стан на даний момент дозволено механіка, щоб знайти завдання швидше, ніж при використанні або базову, а в деяких випадках, в результаті менше загального руху голови. Якісне дослідження показало, механіка знайшла доповненої стан реальність інтуїтивно зрозумілим і задоволення для тестованого послідовності завдань.

Переваги використання AR для виконання завдання

Наступним кроком у нашій роботі [Henderson & Фейнера, ISMAR 2011] звернувся, як доповненої реальності може допомогти користувачам в умовах щодо досліджуваноїпсихомоторного фази процесуальних завдань. На цьому етапі користувач починає фізичних маніпуляцій, і, таким чином змінює аспекти основної середовища завдань.Грунтуючись на нашій попередній, яка показала переваги для локалізації завдань, ми розширили наш прототип для відстеження користувачів і численні компоненти в типовому збірки обслуговування завдання і забезпечити динамічний, який наказував, виклав інструкції по голові, носити дисплеї прозорою у відповідь на постійна діяльність пользователя.Ісследованіе користувач показує, що учасники змогли значно завершити психомоторних аспекти завдання збірки швидше і зі значно більшою точністю до ПБО ніж при використанні 3D-графіка на основі допомоги, представленої на стаціонарному РК-дисплеї. Якісні результати анкетування показують, що учасники в переважній більшості зволіли стан AR, і зарахував його більш зрозумілим, ніж РК-стані.

(Лівий) користувач маніпулює 3D віртуальні кнопки під час прийому тактильну зворотний зв’язок від основних канавок секції стиснення двигуна. (Праворуч) ескізи користувача про можливі природних інтерфейсів, побудованих з опортуністичними поверхонь.

Взаємодія методи

Один з наукових напрямів Armar в оглянув те, що добре підходить для проведення AR-допомога процесуальні завдання типу методів взаємодії. Ці дослідження привели до створення опортуністичних контролю [Henderson & Фейнера, VRST 2008; Хендерсон і Фейнера, TVCG 2010], клас методів взаємодії з користувачем для доповненої реальності (AR) додатків, які підтримують жестикулюючи на і отримуючи зворотний зв’язок від, в іншому випадку невикористані предоставляеми вже присутні в середовищі домену.Умовно-патогенні управління важелі характеристики цих еффорданси, щоб забезпечити пасивні тактильні, що спрощують введення жест, спростити розпізнавання жестів, а також забезпечити відчутний зворотний зв’язок з користувачем. 3D віджети тісно пов’язані з еффорданси, щоб забезпечити візуальну зворотний зв’язок і підказки про функціональність управління. Хоча це і не підходить для всіх сценаріїв для користувача інтерфейсу, ця техніка може бути хорошим вибором для процесуальних завдань, що вимагають очей і рук фокус і обмежують інші методи взаємодії.

Публікації

Стівен Хендерсон і Стівен Фейнера, «Augmented Reality в психомоторного етапу процесуального завдання», Праці Міжнародного симпозіуму IEEE за змішаною і доповненої реальності (ISMAR ’11), жовтень 2011, Базель, Швейцарія, стор. 191-200.(Одержувач Кращий Наука і технології Студент Award папери) (PDF)

Стівен Хендерсон і Стівен Фейнера, «Вивчення Переваги доповненої реальності документації з обслуговування та ремонту», IEEE Transactions по візуалізації та комп’ютерної графіки (TVCG), жовтень 2011 (т. 17, вип. 10), стор. 1355-1368. (PDF)

Стівен Хендерсон і Стівен Фейнера, «опортуністичними Матеріальні Інтерфейси користувача доповненої реальності», IEEE Transactions по візуалізації та комп’ютерної графіки (TVCG), січень / лютий 2010 (т. 16, вип. 1), стор. 4-16. (PDF)

Стівен Хендерсон і Стівен Фейнера, «Оцінюючи переваги доповненої реальності для задачу по локалізації у підтримання бронетранспортер башточки», Праці Міжнародного симпозіуму IEEE за змішаною і доповненої реальності (ISMAR ’09), жовтень 2009, с. 135-144, (Одержувач Краща папір) (PDF)

Стівен Хендерсон і Стівен Фейнера, «опортуністичними управління: залучення природних предоставляеми у вигляді матеріальних користувальницьких інтерфейсів для доповненої реальності», Праці ACM програму віртуальної реальності і технологій (VRST ’08), жовтень 2008, с 211-218 .. (Одержувач Краща папір) (PDF)

Стівен Хендерсон і Стівен Фейнера, «Доповнена і Спільна Реальність для навчання»,The Handbook PSI віртуальних середовищ для навчання і виховання, під ред. Ділан Шморроу, Джозеф Кон, і Деніз Ніколсон «, Praeger безпеки International, Westport, CT, травень 2008. (посилання)

Стівен Хендерсон і Стівен Фейнера, «доповненої реальності для технічного обслуговування і ремонту (Armar)», Технічний звіт AFRL-RH-WP-TR-2007-0112, ВПС США Research Lab, липень 2007 року. (PDF)

Відео

Зображень

Подяки

Це дослідження фінансується частково за рахунок DAFAFRL Грант FA8650-05-2-6647 і ОНР Грант N00014-04-1-0005 і щедрих подарунків від NVIDIA і Google. Ми дякуємо Бенгт-Улофа Шнайдер, який надав StereoBLT SDK використовується для підтримки відображення зображень стерео камери, і Кайл Джонсон, який порадив з використання системи OptiTrack. Ми вдячні за допомогу кадрів і студентів в Абердіні полігоні, а також підтримці інженерів в морської піхоти бази матеріально-технічного включаючи Майка Shellem, Кертіс Вільямс, Ендрю Мітчелл, і Алан Баттерворт. Ми також дякуємо Девіда Madigan і Магнус Axholt для проникнення в суть загальних процесі проектування та аналізу експериментів.

Доповнена реальність для технічного обслуговування і ремонту (Armar)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>