Development and analysis of a taxonomy for augmented reality in safety critical environments

Abstract

Augmented reality (AR) genießt anhaltende Aufmerksamkeit. Die Fähigkeit, virtuelle Objekte in ein reales Umfeld einzubauen, lässt sich in einer Vielzahl von Einsatzgebieten nutzen. Diese reichen von Unterhaltung und Fahrassistenzsystemen bis hin zu industriellen Anwendungen, wie dem Bereich Mensch-Roboter-Interaktion. Durch die Produktion von besseren und verlässlicheren Head-Mounted Displays zeigt AR ebenfalls Potenzial genutzt zu werden, um die situationsbedingte Wahrnehmung und dadurch auch die Sicherheit des Nutzers zu steigern. Diese Arbeit untersucht Charakteristiken von AR Visualisierungen, welche den Nutzen haben, die situationsbedingte Sicherheit des Nutzers zu steigern. Dafür konstruierten wir eine Taxonomie auf Basis von 55 Artikeln, welche wir in fünf Dimensionen klassifizierten: (1) Zweck der Visualisierung, (2) Daten, (3) Visualisierungsmethode, (4) Anwendungsbereich und (5) Interaktion mit der Visualisierung. Auf Grundlage dieser Taxonomie haben wir Spezifikationen für mögliche Anwendungen erstellt, von welcher wir manche in einem Prototypen implementierten. Augmented reality (AR) is receiving ongoing attention. With the ability to inject virtual objects into a real environment, an immense variety of use cases can be found. Ranging from entertainment and driving assistance to industrial applications, such as human-robot interaction. Through the release of better and more reliable head-mounted displays, AR also shows potential to be used to increase situational awareness, and thus the user’s safety. This work contributes by investigating the characteristics of AR visualizations that have the purpose of enhancing the situational safety of the user. Therefore, we constructed our taxonomy with a set of 55 articles, which we classified into five dimensions: (1) Purpose of the visualization, (2) Data, (3) Visualization Method, (4) Application Domain, and (5) Interaction with the visualization. On the basis of this taxonomy, we extracted specifications for possible applications. To demonstrate some of these, we implemented a prototype.