随着现代作战环境和武器装备日益复杂,武器装备维修对维护人员的门槛要求也越来越高。由于增强现实(Augmented Reality,AR)技术的不断快速发展和在军事领域的广泛应用,世界主要军事发达国家的装备维修均在逐步构架增强现实维修训练系统[1]。目前,基于增强现实技术的新型可穿戴式辅助引导维修已成为国内外大型机电设备的主流维修方式,如波音公司率先将增强现实技术用于机舱布线,并用于维修航空发动机;哥伦比亚大学实景现实之父Steven[2]展示了远程协作维修辅助和城市可视化成像系统,该系统可以帮助人们更高效地完成协作维修任务;潘绍松[3]利用增强现实技术对我国民用航空器维修保障进行了技术开拓;罗又文等[4]提出了一种基于增强现实技术的自动交互方法诱导维修零件装备。多家军内外科研单位都对增强现实维修引导系统及其关键性技术进行了一系列研究,并且已经取得了很好的研究成果,而国内针对军用装备维修训练系统的研究却较少。
针对军用装备维修过程中存在的维修检测设备体型大、故障诊断技术人员无法完全正确熟记设备技战指标和操作管理流程、维修效率低下等现实难题,基于增强现实技术构建软硬件一体化的维修系统很有必要;同时,我校作为军事人才教育的先驱者,开发一套掌握该技术的人才训练系统也很有必要。
本文设计的增强现实武器装备维修训练系统,将增强现实技术融入军队院校装备维修训练之中。系统功能可分为两端,即教员端和学员端。教员端可导调配置训练课目,并通过AR视频及操作协同远程指导训练过程;学员端可通过虚拟信息与实物的叠加进行装备基础知识及装备结构原理学习,并根据系统引导及教员远程操作协同进行装备维修训练,学员的训练评分将纳入教学管理之中。该系统增强了课程的趣味性,使教学更加高效,对于提高整体训练课程教学效果和学员的参与性与积极性都有很大的促进作用[5]。
1 增强现实技术的内涵及武器装备维修运用的特点
2 增强现实武器装备维修训练系统设计原则
3 系统架构及功能设计
4 结语
本文结合装备维修实际及军队院校人才培养需求对增强现实武器装备维修训练系统设计进行了研究。该系统可以为学员提供实时交互的高效能仿真训练平台,大幅提高装备维修课程的教学效果与学员的实际操作技能,对于提高武器装备维修课程的教学质量具有显著的辅助支撑作用,对于推动军械维修训练数字化转型具有重要意义。
参考文献
[1] 靳冬冬,王崴,刘晓卫,等.增强现实诱导维修在外军的发展现状和趋势[J].现代防御技术,2014,42(6):134-139.
[2] HENDERSON S J, FEINER S K. Augmented reality in the psychomotor phase of a procedural task[C]//IEEE International Symposium on Mixed & Augmented Reality. IEEE, 2011: 191-200.
[3] 潘绍松.面向过程的维修诱导关键技术研究[D].南京:南京航空航天大学,2012.
[4] 罗又文,王崴,瞿珏.基于 Faster R-CNN 的诱导维修自动交互设计[J].计算机工程与应用,2019,55(12):181-187.
[5] 栾婷婷,于超,杨佳奇.增强现实技术在远程教育理工类课程中的应用研究[J].时代汽车,2021(22):71-72.
[6] 侯颖,许威威.增强现实技术综述[J].计算机测量与控制,2017,25(2):1-7,22.
[7] 汪时交,梁志帅,宋海方,等.浅析增强现实技术在航空装备维修保障中的应用[J]. 航空维修与工程,2021(4):25-28.
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