Creating a virtual cockpit for drone operators

Drönare är idag begränsade av ett krav på drönaroperatorn att kunna se drönaren. Detta krav begränsar vad drönare kan användas till. Denna avhandling syftar till att utforska en lösning på problemet genom att skapa en virtuell cockpit för drönaroperatorn. Detta görs genom att använda en head mounted display (HMD) och virtual reality (VR) -teknologi kombinerat med en 360-graders kamera monterad på en drönare. För att kompensera för överblicksinformationen som försvinner när vyn går från ett tredjepersonsperspektiv till ett förstapersonsperspektiv så kan trafikkollisionsvarningssystem användas. Ett exempel på ett sådant system är Flight alarm (FLARM). I den här avhandlingen har tre olika system som visar information för att undvika kollisioner utvecklats genom att använda en användarcentrerad designprocess. Ett av systemen är en version av en FLARM instrumentpanel, ett annat system är en cirkulär heads up display (HUD) och det tredje är ett radarlikt system. Systemen jämfördes i ett användbarhetstest med 16 deltagare. Resultatet från testet visade att den cirkulära HUD:en var både snabbast och mest omtyckt. För att vidare utforska möjligheten av att använda en virtuell cockpit så utvecklades en prototyp som tillåter en ström från 360-graders kameran att visas i en HMD. Prototypen användes till ett litet test i samarbete med Trafikflyghögskolan (TFHS) vid Lunds universitet. Resultatet var lovande och visade att användandet av en virtuell cockpit är en möjlig lösning på problemet med att drönaroperatören måste ha direkt sikt över drönaren.Drones are today limited by a requirement for the drone operator to have visual line of sight to the drone. This requirement limits the possible user cases for drones. This thesis aims to explore a solution to this problem by creating a virtual cockpit for the drone operator. This is done by using a head mounted display (HMD) and virtual reality (VR) technology combined with a 360-degree camera mounted on a drone. To compensate for the overview information that may be missing when going from a third person perspective to a first-person perspective, collision avoidance systems (CAS) can be used. An example of a CAS is flight alarm (FLARM). In this thesis three designs that display CAS information in prerecorded situations have been developed using a human-centered design process. One system is a version of a FLARM dashboard used in VR, another is a circular heads up display (HUD) and the third a radar-like system. The systems where compared in a usability test with 16 participants. The result from the test showed that the circular HUD was both fastest and the most liked system. To further explore the possibility of using a virtual cockpit, a prototype that allows the live feed from the 360-degree camera to be display in a HMD was developed. The prototype was used in a small test in collaboration with Lund University School of Aviation. The results were promising and showed that using a virtual cockpit could be a solution for the line of sight problem