Zbadanie możliwości wykorzystania algorytmu przekierowania kroku do symulowania warunków bezpieczeństwa obsługi maszyn na przykładzie symulatora bezprzewodowej suwnicy

Kierownik projektu: dr inż. Jarosław Jankowski

Streszczenie projektu:

Podstawowym celem zadania jest zbadanie możliwości wykorzystania algorytmu przekierowania kroku do wspomagania symulowania obsługi maszyn w wirtualnych środowiskach
o dużych rozmiarach. Jako przykładowe wirtualne środowisko pracy umożliwiające przeprowadzenie badań zostało zastosowane środowisko umożliwiające symulowanie bezprzewodowej obsługi suwnicy z poziomu roboczego.

W 2. etapie zadania przeprowadzono badania z udziałem 32 ochotników. Zadaniem uczestników badań było dokonanie oceny dwóch interfejsów eksploracji wirtualnego środowiska o dużych rozmiarach na podstawie testów interfejsów sterowania wirtualną suwnicą z poziomu roboczego o następującej konfiguracji:

-      interfejs składający się z zestawu kontrolerów wyposażonych w magnetyczny system śledzenia oraz okularów projekcyjnych o kącie widzenia (ang. Field of View) 45° – Interfejs „Std”

-      interfejs składający się z rękawic rzeczywistości wirtualnej, okularów projekcyjnych
o kącie widzenia 45° oraz algorytmu metody przekierowania kroku  – Interfejs „RW”.

Podstawą oceny opracowanych interfejsów była analiza wskaźników obiektywnych: czasu pracy potrzebnego do wykonania zadania oraz dokładności wykonania zadań. Dodatkowo badani wystawili ocenę subiektywną poszczególnym interfejsom poprzez wypełnienie:

-       kwestionariusza obecności przestrzennej

-       ankiety dotyczącej oceny użyteczności, intuicyjności oraz komfortu użytkowania poszczególnych interfejsów

-       ankiety jednokrotnego wyboru najlepszego z interfejsów pod względem użyteczności, intuicyjności oraz komfortu użytkowania.

Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że zastosowanie opracowanego interfejsu „RW” umożliwia symulowanie wykonywania pracy, tj. sterowania wirtualną suwnicą z uzyskaniem porównywalnej z interfejsem „Std” wydajnością operatora przy wysokim poziomie obecności przestrzennej, dzięki ogólnej łatwości użytkowania oraz intuicyjności metody przemieszczania się i komfortu użytkowania.

W badaniach przeprowadzonych z wykorzystaniem środowiska wirtualnego o dwóch rozmiarach (100 oraz 400m²) określono ponadto maksymalne wartości trzech współczynników metody przekierowania kroku, dla których zmiany wprowadzane do wirtualnego środowiska przez algorytm przekierowania kroku są niezauważalne przez osobę zanurzoną w tym środowisku. Jednym z parametrów tych badań był kąt widzenia (FoV) okularów projekcyjnych 3D: duży (około 100°) oraz  mały (około 45°).

Wyniki 2. etapu zadania przedstawiono w publikacji w czasopiśmie o zasięgu krajowym.

Zadanie badawcze  III-44. Przykładowa trajektoria przemieszczenia się w świecie wirtualnym z implementacją algorytmu przekierowania kroku (kolor pomarańczowy) oraz rzeczywista trajektoria w laboratorium (kolor niebieski)

Jednostka: Pracownia Mechatroniki i Bezpieczeństwa Technicznego

Okres realizacji: 01.01.2013 – 31.03.2015