Sõiduki teleopereerimine

Sõiduki teleopereerimine on sõiduki kaugelt juhtimine. See eeldab sõiduki ja juhtimisseadme vahelist sidelinki, mis võib olla saavutatud nii juhtmevabalt kui ka kaabliga. Erinevalt vaatevälja põhisest kaugjuhtimisest nõuab teleopereerimine sõiduki anduritelt lokaliseeritud andmeid, sidelingi piisavalt head stabiilsust ning juhtimiskäskude tõhusat genereerimist . Teleopereerimine võimaldab ohutult tegutseda keskkondades, kus inimestel on riskantne olla või kuhu on raske juurde pääseda. Seega on sõidukite teleopereerimine leidnud laialdast kasutust näiteks veealustes keskkondades, kosmoses, sõjanduses ning ka tuumajäätmeid sisaldavates olukordades. Teleopereerimisest on kasu ka isesõitvate sõidukite autonoomsustaseme tõstmisel. Isegi võimekad isesõitvad sõidukid satuvad olukordadesse, kus nad iseseisvalt hakkama ei saa. Kui nendes olukordades eksisteerib teleoperaator, kelle sisendiga saab teatud olukorrad lahendatud, siis on ka sõiduki isesõitmise moodul kasutatavam. Sõidukite teleopereerimine on ka hobide puhul kasutuses. Üks tavalisemaid hobisid, mis teleopereerimist kasutab, on näiteks droonide lennutamine. Peamised väljakutsed sõidukite teleopereerimisel on kasutajaliides, latentsusaeg ja võrguühenduse kvaliteet . Olenevalt sõiduki juhtimise eesmärgist, muutub iga väljakutse prioriteet ning väljakutse lahenduse keerulisus. Näiteks kui kahe sõiduki puhul on sama latentsusaeg, siis madalama kiirusega sõidukit on lihtsam juhtida . Sõiduki teleopereerimiseks kasutatav liides peab operaatorile edastama infot sõiduki seisundi ja ümbruse kohta ning võimaldama sõiduki juhtimist eesmärgi sooritamiseks vajalikul tasemel . Seda on saavutatud mitmetel erinevatel viisidel. Tüüpiline kasutajaliides võib näiteks koosneda ühest videovoost ja puldist ning sooritatava eesmärgi keerulisuse kasvades võivad lisanduda erinevad andmevood ja juhtimismeetodid . Videovoo kasutajale näitamiseks on mitmeid erinevaid võimalusi. Tüüpilised variandid on näiteks tavalised monitorid või virtuaalreaalsuse prillid. Kuigi monitoride ja virtuaalreaalsuse prillide puhul on sõidu tulemused sarnased, eelistavad kasutajad virtuaalreaalsuse prille. Videovoo kvaliteedi olulisus sõltub videovoo näitamisviisist ja tehtavast sõitmise tegevusest. Kui opereeritav sõiduk on vähemalt mingil määral autonoomne, siis muutub ka kasutajaliidese disain. Mida autonoomsema sõidukiga on tegu, seda suurema osa ajast veedab operaator juhtimiskäskude andmise asemel sõiduki tegevust ja seisundit jälgides. Sellisel juhul on näiteks mõistlik kasutajaliidese disainis süveneda rohkem info visualiseerimisele. Sõiduki teleopereerimisega kaasneb operaatori ja sõiduki vaheline andmevoog. Sõiduk saadab juhile sensorite andmeid ja juht vastab vajadusel käskudega. Sellise sidelingiga kaasneb latentsusaeg, mis võib sõiduki juhtimise eesmärgi täitmist segada. Kui latentsusaeg on väiksem kui 300 ms on sõidukijuhid kontrolli hoidmise eesmärgil üldjuhul võimelised oma juhtimist muutma. Kõrgema latentsusaja puhul kiputakse kasutusele võtma juhtimisstiili, kus enne uue käsu saatmist oodatakse ära eelneva käsu toimumine. Võrguühenduse kvaliteeti võivad mõjutada mitmed asjaolud nagu näiteks füüsiline keskkond ja võrgukoormus. Sõidukite teleopereerimise puhul peab arvestama olukorraga, kus lühiajaliselt võrguühenduse kvaliteet halveneb. Ohutuse eesmärgil peavad sõiduk ja juht suutma võrguühenduse nõrgenemist piisavalt varakult ennustada, et oleks aega õnnetusi ennetavate tegevuste jaoks. Lisaks sobivate ettevaatusabinõude leidmisele ja rakendamisele peab valmis olema ka olukorraga, kus ennetavatest tegevustest ei piisanud. Üks lähenemine on latsentsusaja alusel olukorra ennustamine ja vastavalt ennustusele näiteks sõiduki kiiruse vähendamine või sõiduki ja operaatori vahelise infokoguse vähendamine. Isesõitvad sõidukid vajavad mitmetes olukordades inimjuhti. Sellistel juhtudel on võimalik füüsilise juhi asemel sõidukit nii otseselt kui ka vahetult teleopereerida. Otsese opereerimise puhul kontrollib operaator sõidukit navigatsioonimooduli kaudu andes käske nagu pidurdamine või pööramine. Kaudse opereerimise puhul annab juht mingi info, nagu näiteks teekonna, ja auto isesõitmismoodul tegutseb vastavalt infole edasi. Mõned alternatiivsed viisid sõidukite teleopereerimiseks on näiteks kaubikud, mis järgivad juhtsõidukit või mitmed taksod, millel on üks kaugjuht. Kui isesõitvate sõidukite autonoomsustase kasvab, on võimalik osa sõiduki autonoomsusest pilve liigutada ning aidata auto juhtimisele kaasa autonoomsete teleoperaatoritega. Seda tehes on potentsiaal saavutada parem autonoomsustase, kui terve isejuhtimismooduli autos hoidmisega võimalik on. Isesõitvate sõidukite teleopereerimine tekitab ka palju seaduslikke küsimusi. Näiteks millist juhiluba on teleoperaatoril vaja ning kas teleoperaator peab tegutsema samas riigis nagu sõiduk. Lisaks kuna üks teleoperaator on võimeline jälgima mitmeid isesõitvaid sõidukeid, siis tekib ka küsimus, et kui palju sõidukeid võib ühe teleoperaatori kohta olla enne, kui ohutus väheneb. Fong, T., & Thorpe, C. (2001). Vehicle Teleoperation Interfaces. Autonomous Robots, 11(1), 9. Georg, J.-M., Feiler, J., Diermeyer, F., & Lienkamp, M. (2018). Teleoperated Driving, a Key Technology for Automated Driving? Comparison of Actual Test Drives with a Head Mounted Display and Conventional Monitors*. 2018 21st International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITSC), Intelligent Transportation Systems (ITSC), 2018 21st International Conference On, 3403. Goodall, N. (2020). Non-technological challenges for the remote operation of automated vehicles. Transportation Research Part A, 142, 14–15. Zhang, T. (2020). Toward Automated Vehicle Teleoperation: Vision, Opportunities, and Challenges. IEEE Internet of Things Journal, 7(12), 11347. Zhang, T. (2020). Toward Automated Vehicle Teleoperation: Vision, Opportunities, and Challenges. IEEE Internet of Things Journal, 7(12), 11351-11353. Fong, T., & Thorpe, C. (2001). Vehicle Teleoperation Interfaces. Autonomous Robots, 11(1), 10. Fong, T., & Thorpe, C. (2001). Vehicle Teleoperation Interfaces. Autonomous Robots, 11(1),13-14. Georg, J.-M., Putz, E., & Diermeyer, F. (2020). Longtime Effects of Videoquality, Videocanvases and Displays on Situation Awareness during Teleoperation of Automated Vehicles*. 2020 IEEE International Conference on Systems, Man, and Cybernetics (SMC), Systems, Man, and Cybernetics (SMC), 2020 IEEE International Conference On, 254-255. Fong, T., & Thorpe, C. (2001). Vehicle Teleoperation Interfaces. Autonomous Robots, 11(1), 14–15. Zhang, T. (2020). Toward Automated Vehicle Teleoperation: Vision, Opportunities, and Challenges. IEEE Internet of Things Journal, 7(12), 11349-11350. Goodall, N. (2020). Non-technological challenges for the remote operation of automated vehicles. Transportation Research Part A, 142, 23–24.