JultikaUniversity of Oulu repository

Abstract

This thesis introduces a shared control mechanism, which allows the user to modify the path of a telepresence robot. The robot is capable of autonomously navigating to a goal predefined by the user, but the user might still want to adjust the path, for example, to go further away from other people or robots, steer away from a wall or go closer to interesting landmarks they want to see on the way. The thesis proposes Human-Influenced Dynamic Window Approach (HI-DWA), a shared control method aimed for immersive telepresence robots based on Dynamic Window Approach (DWA). The proposed method was compared with switching between autonomous navigation and manual control in a user study (N=32), where participants controlled a simulated telepresence robot in Virtual Reality (VR) using various control methods. Results showed that the users reached their goal faster using HI-DWA controller and found it less demanding and easier to use. However, preference between the two methods was split equally. Qualitative analysis revealed that a major reason for the participants that preferred switching between the two modes was the feeling of control. The study also analyzed the effect of different input methods using the HI-DWA, joystick and gesture, on the preference and perceived workload. Even though the gesture based HI-DWA was found significantly harder and more demanding to use, it was preferred more than the proposed method using joystick, or the switching.

Käyttäjävaikutteinen DWA-pohjainen etäläsnäolorobotin jaettu ohjaus

Tiivistelmä

Tämä diplomityö esittelee jaetun ohjauksen mekanismin, joka mahdollistaa käyttäjän muuttamaan etäläsnäolorobotin kulkemaa reittiä. Robotti kykenee navigoimaan käyttäjän määrittelemään määränpäähän, mutta käyttäjä saattaa haluta vaikuttaa sen kulkemaan reittiin. Esimerkiksi käyttäjä saatta haluta mennä kauemmaksi muista ihmisistä tai roboteista, kääntää kauemmaksi seinästä tai mennä lähemmäksi mielenkiintoisia kiintopisteitä, joita he haluavat nähdä reitin varrella. Diplomityö esittelee jaettuun ohjaukseen tarkoitetun HI-DWA-menetelmän, joka on suunniteltu immersiivisille etäläsnäolo roboteille ja joka pohjautuu DWA-menetelmään. Ehdotettua menetelmää verrataan menetelmää, jossa käyttäjä voi vaihdella autonomisen ja manuaalisen ohjauksen välillä. Vertailu tehtiin käyttäjäkokeessa (N=32), jossa käyttäjät ohjasivat simuloitua etäläsnäolorobottia virtuaalitodellisuudessa erilaisia ohjausmenetelmiä käyttäen. Tutkimuksen tulokset näyttivät, että käyttäjät pääsivät tavoitepaikkaansa nopeammin käyttäen HI-DWA-metodia ja kokivat sen helpommaksi käyttää ja vähemmän vaativaksi. Kuitenkin, kysymykseen "kumpaa menetelmää suosit"vastaukset jakaantuivat tasan. Kvalitatiivinen analyysi osoitti merkittävimmäksi syyksi autonomisen ja manuaalisen ohjauksen välillä vaihtelun suosioon käyttäjien kokema täysi hallinta robotin liikkeisiin. Tutkimus tutki myös erilaisten ohjausmenetelmien, ohjaussauvan sekä eleohjauksen, vaikutusta HI-DWA-menetelmää käyttäessä suosioon sekä koettuun työtaakkaan. Vaikka eleohjaus koettiin merkittävän verran hankalammaksi sekä vaativammaksi käyttää, melkein puolet käyttäjistä suosivat sitä verrattaessa ohjaussauvaan tai autonomian tason vaihteluun.