VR技術(shù)在試飛傘勤培訓(xùn)中的應(yīng)用研究

南文娟　楊阿敏

摘要：隨著VR技術(shù)的日益成熟，VR技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用日益增多，以職業(yè)培訓(xùn)方面尤為突出，如飛行人員的模擬器駕駛培訓(xùn)等。本文將探討VR技術(shù)在試飛傘勤保障培訓(xùn)中的應(yīng)用，以達(dá)到培訓(xùn)可復(fù)制，培訓(xùn)不受場地、設(shè)備限制，同時降低培訓(xùn)成本，縮短培訓(xùn)周期的目的。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù);傘勤培訓(xùn);VR應(yīng)用

中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）03-0081-01

0 引言

VR（Virtual Reality）技術(shù)，一種綜合利用了計算機(jī)圖形學(xué)、仿真技術(shù)、人工智能技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等的新技術(shù)[1]，通過模擬人的視覺、觸覺、聽覺等感官功能，使人能夠沉浸在計算機(jī)構(gòu)成的虛擬環(huán)境中，以此為切入點(diǎn)，借助VR模擬進(jìn)行實(shí)踐培訓(xùn)，以尋求試飛傘勤保障培訓(xùn)方面的突破。

1 試飛傘勤保障培訓(xùn)工作現(xiàn)狀

傘勤保障工作以技能型手工操作為主，可復(fù)制性較差，要達(dá)到良好的培訓(xùn)效果，培訓(xùn)師資、時間、參訓(xùn)人員、設(shè)備設(shè)施缺一不可。但現(xiàn)階段受上述因素的影響， 培訓(xùn)的深度、廣度以及實(shí)用性不強(qiáng)，達(dá)不到以培訓(xùn)促進(jìn)技術(shù)水平提升的目的。以救生培訓(xùn)為例，受教學(xué)設(shè)備限制，培訓(xùn)局限于各類救生物品的認(rèn)知層面，實(shí)用性較差，即一旦遇到緊急情況，機(jī)上人員應(yīng)急逃生的成功率有限。

2 VR技術(shù)在培訓(xùn)工作中的應(yīng)用

20世紀(jì)90年代，美軍在軍事模擬訓(xùn)練領(lǐng)域大力推廣應(yīng)用VR技術(shù)，通過VR模擬練習(xí)，降低實(shí)際執(zhí)行任務(wù)的難度和傷亡率。在民用領(lǐng)域，VR技術(shù)主要應(yīng)用于特殊工種的作業(yè)培訓(xùn)方面，如煤礦特種工的安全培訓(xùn)等，以達(dá)到提高實(shí)際操作過程中質(zhì)量安全，避免不必要的人員傷亡與財產(chǎn)損失的目的。

在航空維修及地面保障技能培訓(xùn)方面，VR技術(shù)亦有比較廣泛的應(yīng)用，如某航空機(jī)務(wù)維修技能中心利用VR智能培訓(xùn)平臺對某型機(jī)艙門滑梯包的拆裝項(xiàng)目進(jìn)行了操作實(shí)訓(xùn)。相對于傳統(tǒng)的培訓(xùn)方式，現(xiàn)場的培訓(xùn)效果及后期的能力提升都有較大改善。

3 試飛傘勤保障VR培訓(xùn)技術(shù)方案

試飛傘勤保障VR培訓(xùn)技術(shù)方案主要包括對內(nèi)培訓(xùn)和對外培訓(xùn)兩個方面，對內(nèi)培訓(xùn)內(nèi)容主要有新傘具包裝技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)保持培訓(xùn)以及試飛保障培訓(xùn);對外培訓(xùn)主要是指針對上機(jī)人員的應(yīng)急救生培訓(xùn)。前者的VR培訓(xùn)方案以地面視景培訓(xùn)為主，配合頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套、三維鼠標(biāo)的使用，使學(xué)員在缺少實(shí)物練習(xí)工具或授課期間未充分掌握的情況下進(jìn)行練習(xí)至完全掌握;后者還需使用跳傘模擬器，使學(xué)員對應(yīng)急離機(jī)跳傘有相對真實(shí)的感受，提高救生成功率。

3.1 培訓(xùn)方案

（1）新傘具包裝技術(shù)培訓(xùn);（2）傘勤保障技術(shù)保持培訓(xùn);（3）試飛保障培訓(xùn);（4）地面訓(xùn)練;（5）艙內(nèi)訓(xùn)練;（6）應(yīng)急離機(jī)訓(xùn)練;（7）降落著陸訓(xùn)練。

3.2 簡要技術(shù)方案

試飛傘勤保障VR技術(shù)培訓(xùn)系統(tǒng)由教控臺、計算機(jī)控制系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、運(yùn)動系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)以及顯示系統(tǒng)組成。教控臺軟件是教員與培訓(xùn)系統(tǒng)的交互接口。計算機(jī)控制系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的通信中心，負(fù)責(zé)完成各模塊之間的信息交流和溝通。3D圖形適配器和顯示系統(tǒng)負(fù)責(zé)場景的渲染和繪制，并完成VR眼鏡和Kinect的支持。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

教控臺是教員與系統(tǒng)的主要交互場所。教員通過教控臺進(jìn)行培訓(xùn)類型的選擇以及相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，參數(shù)設(shè)置完成后，根據(jù)需要啟動相應(yīng)系統(tǒng)。其中內(nèi)培只需啟動顯示系統(tǒng)，救生培訓(xùn)還需啟動驅(qū)動系統(tǒng)及操縱系統(tǒng)。

以救生培訓(xùn)為例，需要先啟動顯示系統(tǒng)對學(xué)員進(jìn)行救生物品及傘具的理論知識培訓(xùn)，通過動畫模擬使其對上述物品的構(gòu)成、原理、使用等有直觀認(rèn)識，隨后進(jìn)行跳傘模擬學(xué)學(xué)階段，驅(qū)動、運(yùn)動及操縱系統(tǒng)隨即啟動，驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動電機(jī)、風(fēng)機(jī)、音響等等根據(jù)設(shè)置需求提供過載、強(qiáng)風(fēng)、聲音等模擬，學(xué)員根據(jù)所處狀態(tài)適時調(diào)整操作系統(tǒng)（主要是背帶系統(tǒng)和操縱帶）一完成姿態(tài)調(diào)整。當(dāng)教員選擇在一定時機(jī)發(fā)生緊急事故，學(xué)院進(jìn)入應(yīng)急離機(jī)訓(xùn)練，顯示系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行場景切換，學(xué)員通過操縱系統(tǒng)完成開始應(yīng)急離機(jī)并執(zhí)行開傘、降落、落地、脫傘等過程，完成訓(xùn)練。訓(xùn)練結(jié)束后，教員同樣可通過教員臺編輯訓(xùn)練評價結(jié)果。

4 應(yīng)用展望

VR技術(shù)由于其所具備的三個特點(diǎn)，即浸入性、交互性以及想象性，可給予學(xué)員直觀的操作體驗(yàn)以及及時的操作反饋，在培訓(xùn)過程對設(shè)備設(shè)施及場地的需求較少，同時也不受培訓(xùn)課時等的限制，對于風(fēng)險較高的行業(yè)以及需要反復(fù)練習(xí)才能掌握的行業(yè)培訓(xùn)尤為重要。

以試飛傘勤保障培訓(xùn)為例，應(yīng)用VR技術(shù)進(jìn)行對內(nèi)培訓(xùn)，培訓(xùn)過程中對各型設(shè)備（包傘機(jī)）、設(shè)施（傘具、工具）、師資（外聘教師）等的需求基本為零，培訓(xùn)時間可根據(jù)個人時間靈活選擇，學(xué)習(xí)形式對學(xué)員的吸引力也更大;使用VR技術(shù)進(jìn)行升空人員的救生培訓(xùn)，可讓學(xué)員對救生物品的使用以及應(yīng)急離機(jī)直至跳傘著陸的各個環(huán)節(jié)有預(yù)先直觀的感受，使培訓(xùn)更為深入，一旦試飛中發(fā)生緊急情況，救生成功率將大大提高。

參考文獻(xiàn)

[1] 胡小強(qiáng).虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2009：2.

Application Research of VR Technology in Flight Test Training

NAN Wen-juan， YANG A-min

（Technology and Engineering center， China Flight Test Establishment，Xi'an? Shaanxi? 710089）

Abstract：With the maturity of VR technology， the application of VR technology in various industries is increasing， especially in vocational training， such as simulator driving training for flight personnel. This article will explore the application of VR technology in flight test training， in order to achieve training can be replicated， training is not subject to site and equipment restrictions， while reducing training costs and shortening the training cycle.

Key words：VR technology;parachute maintenance train;application of VR technology