Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Visualizations in Augmented Reality for Multiple Real-Time Unmanned Aerial Vehicle Video Feeds: Visualizing Occluded and Out-of-View Entities
Blekinge Institute of Technology, Faculty of Computing, Department of Computer Science.
Blekinge Institute of Technology, Faculty of Computing, Department of Computer Science.
2022 (English)Independent thesis Advanced level (professional degree), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [en]

Background. The use of Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) is today prevalent in both defense applications as well as in civilian tasks and is predicted to have a major socio-economic impact [22]. The opportunities involved with using Augmented Reality (AR) during UAV operations have engaged previous research intending to improve an operator’s situational awareness which allows operations to be carried out without putting people in dangerous situations [1,11,47]. In the case of a system where multiple UAVs are simultaneously active with the possibility to share information, opportunities arise for visualization of tracked entities either located behind objects in the environment or outside the field of view of a UAV. While previous research has been done in the field of AR on hidden elements, the impact of those techniques in a multi-UAV scenario is unexplored.

Objectives. The thesis aimed to answer the question of what the impact is of different visualization techniques in regards to response time, depth perception, and clarity in a multi-UAV scenario involving entities occluded by the environment or otherwise hidden.

Methods. This thesis has gone forward with a Systematic Literature Review (SLR) to in a systematic way compile the most important visualization techniques for AR visualizations of hidden elements. The techniques proposed by the SLR were implemented in an application simulating a multi-UAV scenario as well as evaluated in an experiment and a survey to fill in the gaps in previous research.

Results. The SLR provided this work with multiple important aspects for visualization of entities, both occluded as well outside the field of view including the importance to utilize occlusion as a depth cue but also concrete techniques for implementation. Through the SLR the Excavation box, Naive ghosting, Silhouette, Ruler, Halo, and Radar techniques were selected for implementation in a multi-UAV scenario. The evaluation showed that for clarity the Excavation box and Silhouette techniques were preferred over the Naive ghosting technique, that the Halo technique is preferred for estimation of position but also aspects such that the occlusion depth cue may be unnecessary at the distances involved in the general multi-UAV scenario evaluated.

Conclusions. Based on the findings of this thesis can visualizations in a multi-UAV scenario be created, heightening the situational awareness of UAV operators and therefore allowing tasks to be completed without putting people in dangerous situations [1, 11, 22, 47]. 

Abstract [sv]

Bakgrund. Drönare är idag använda i både försvarssammanhang och allmänna samhällssituationer och förväntas ha ett betydande socio-ekonomiskt avtryck i framtiden [22]. Genom att använda sig av augmenterad verklighet (AR) under drönaruppdrag, ett område där tidigare forskning genomförts, kan en operatörs medvetenhet kring sin omgivning höjas och därmed uppdrag genomföras utan att människor sätts i farliga situationer [1,11,47]. I situationer där flera drönare samtidigt är aktiva och kan dela information med varandra dyker möjligheter upp att visualisera spårade entiteter som befinner sig både bakom objekt i miljön och utanför synfältet för en specifik drönare. Tidigare forskning har gjorts inom AR för dolda element men hur dessa fungerar i detta system med flera drönare är outforskat.

Syfte. Denna avhandlings mål var att svara på frågan kring hur olika visualiseringstekniker fungerar i avseende med responstid, djupuppfattning och tydlighet i situationer med flera aktiva drönare med spårade, dolda entiteter.

Metod. Denna avhandling har genomfört en Systematic Literature Review (SLR) för att systematiskt ta fram de viktigaste teknikerna inom forskningen för AR visualiseringar av dolda element. De tekniker föreslagna av SLR:en implementerades i en applikation som simulerar ett multi-drönar scenario följt av en evaluering genom ett experiment och en undersökning för att bidra i ett område där forskning saknas.

Resultat. SLR:en bidrog med flera viktiga principer och tekniker relevanta för att svara på avhandlingens forskningsfråga. Baserat på dessa resultat implementerades sex stycken tekniker: Excavation box, Naive ghosting, Silhouette, Ruler, Halo och Radar. Evalueringen visade att för tydlighet bör Excavation box eller Silhouette användas över Naive ghosting, Halo-tekniken är att föredra vid positionsestimering och att aspekter som att använda sig av täckning som guide för djupuppfattning kanske är onödig vid distanserna som är relevanta i det evaluerade scenariot.

Slutsatser. Baserat på upptäckterna i denna avhandling kan visualiseringar för system med flera drönare skapas vilka ökar medvetenheten kring en operatörs omgivning och därför utföra uppdrag utan att människor utsätts för farliga miljöer [1,11,22,47].

Place, publisher, year, edition, pages
2022. , p. 80
Keywords [en]
Augmented reality, UAV, Visualization, Systematic literature review, Experiment
Keywords [sv]
Augmenterad verklighet, UAV, Visualisering, Systematic literature review, Experiment
National Category
Software Engineering Computer Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:bth-22946OAI: oai:DiVA.org:bth-22946DiVA, id: diva2:1664682
External cooperation
Maxar International Sweden AB
Subject / course
Degree Project in Master of Science in Engineering 30,0 hp
Educational program
PAACI Master of Science in Game and Software Engineering
Presentation
2022-05-24, J2505, Campus gräsvik, Karlskrona, 14:00 (English)
Supervisors
Examiners
Available from: 2022-06-22 Created: 2022-06-04 Last updated: 2022-06-22Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(14245 kB)260 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 14245 kBChecksum SHA-512
fd9f07a9e78568690d1a8d0ed8367dc5355eb5b1b580d6d5397a0175b2a990f727223d05447a99f588db23ed2898513285d36d9d779a83615ea66a328507c184
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Department of Computer Science
Software EngineeringComputer Sciences

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 260 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 966 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf