Quadrotor 3D Intuitive Flying

Abstract

R-UAV (angl. Rotor-based Unmanned Aerial Vehicle - rotorové bezpilotní letouny) je robotická platforma schopná vertikálního vzletu a přistání. Obvyklý způsob jejich ovládání je pomocí systému "dvou páček", který je častý o modelů lodí a letadel řízených přes rádiové spojení. Ukazuje se však, že v oblasti R- UAV je tato metoda ovládání pro uživatele obtížná na pochopení a osvojení. Proto jsme vyzkoušeli jiná ovládací zařízení: smartphone, gamepad, joystick, 3DConnexion SpaceNavigator a Novint Falcon. 19 dobrovolníků je používalo k plnění dvou jednoduchých navigačních úkolů pomocí AR.Drone, malého R- UAV od firmy Parrot. Na základě zkušeností pilotů s řízením R-UAV jsme je rozdělili do dvou skupin. U každého zařízení jsme měřili čas potřebný k plnění jednotlivých úkolů, počet nechtěných kolizí s překážkami a také míru spokojenosti pilotů s tímto zařízením. Na základě výsledků tohoto experimentu se ukázalo, že joystick a smartphone byly nejméně intuitivní a efektivní pro všechny piloty, zejména pro nezkušené. Gamepad se zdá být použitelný zejména pro zkušené piloty, nezkušení měli problém s rozdělením ovládání mezi dvě ruce, jak jsme očekávali. Jako nejlepší zařízení pro...

The Rotor-based Unmanned Aerial Vehicle (R-UAV) is a robotic aerial plat- form capable of Vertical Take-Off and Landing. It is commonly controlled by a "two stick" interface common to radio controlled models of ships and airplanes. However, this method of control proves to be difficult to learn and master in the domain of R-UAV. Therefore, we examined other control devices: smartphone, gamepad, joystick, 3DConnection SpaceNavigator and Novint Falcon. They were used by 19 volunteers to perform two simple navigation scenarios with AR.Drone, a small R-UAV from Parrot. We separated the pilots into two groups, based on their experience with the R-UAV remote control. We measured the time needed for each device to fulfill every task, including the number of unwanted collisions with obstacles, as well as the pilot's satisfaction with it. According to the results of the experiment, joystick and smartphone proved to be less intuitive and effec- tive among all pilots, especially the inexperienced. Gamepad seemed to be most usable for experienced pilots, although the inexperienced had problems distribut- ing control between two hands, as we expected. 3DConnexion, SpaceNavigator and Novint Falcon were rated the best devices for inexperienced users.