DroneARchery：通过增强现实与触觉反馈及深度强化学习驱动的多无人机避碰实现人机交互
机器人学
2022-10-17 v1 人机交互
摘要
我们提出一种由基于 RL 的集群行为驱动的增强现实（AR）人机交互新概念，以实现对无人机群编队直观且沉浸式的控制。我们开发的 DroneARchery 系统允许用户快速部署无人机群，生成模拟射箭的飞行路径。触觉接口 LinkGlide 向前臂传递弓弦张力的触觉刺激以提高瞄准精度。释放的无人机群通过基于深度强化学习的行为控制，动态避免彼此之间、跟随用户的无人机以及外部障碍物的碰撞。所开发概念在有人参与的场景中测试，用户用真实无人机从虚拟弓射击以命中目标。人类操作者于 AR 中观察无人机弹道，并通过触觉显示获得逼真且高度可辨识的弓弦张力体验。实验结果显示，系统通过应用 AR 技术与传递拉力触觉反馈，将轨迹预测精度提升 63.3%。DroneARchery 用户强调控制无人机时的自然性（5 点李克特量表 4.3 分）与增强的信心（5 点中 4.7 分）。我们设计了触觉模式以呈现触觉显示的四种滑动距离（张力）与三种施力水平（刚度）。用户展现出区分触觉显示所产生的代表不同弓弦张力（平均识别率 72.8%）与刚度（平均识别率 94.2%）触觉模式的能力。研究新颖性在于开发了无需操作者特殊技能与训练的基于 AR 的无人机控制方法。
引用
@article{arxiv.2210.07730,
title = {DroneARchery: Human-Drone Interaction through Augmented Reality with Haptic Feedback and Multi-UAV Collision Avoidance Driven by Deep Reinforcement Learning},
author = {Ekaterina Dorzhieva and Ahmed Baza and Ayush Gupta and Aleksey Fedoseev and Miguel Altamirano Cabrera and Ekaterina Karmanova and Dzmitry Tsetserukou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.07730},
year = {2022}
}
备注
Accepted to the IEEE Int. Symp. on Mixed and Augmented Reality (ISMAR 2022). Copyright 20XX IEEE. Personal use of this material is permitted