裝備維修保障技術訓練VR與AR技術應用研究

摘 要：開展裝備維修保障技術訓練VR與AR技術應用研究，將VR/AR技術應用于武警裝備維修保障技術訓練，提供符合指戰員操作習慣的人機交互方式，實現逼真虛擬場景和高交互性條件下的裝備維修保障技術訓練，是提升武警部隊實戰化訓練水平的現實需要，是促進部隊信息化訓練轉型的重要依托，是解決部隊訓練保障難題的有效途徑。

關鍵詞：維修;裝備;VR;應用

1 引言

以習主席強軍興軍重大戰略思想為指導，以軍民融合發展理念為抓手，著眼武警部隊改革后，裝備維修保障訓練培訓時間更短、訓練任務更重、組訓資源有限的現實矛盾，緊跟科技前沿，開展裝備維修保障技術訓練VR與AR技術應用研究，構建某型反恐突擊車維修保障模擬訓練原型系統，力求提升裝備維修保障訓練的質量效益，助推武警部隊戰斗力的有效形成。

2 研究方向

根據使命任務，本項目的主要研究方向是：以某型反恐突擊車的日常和戰時維修保障為例，重點圍繞虛擬現實技術在裝備維修保障領域的應用方式、裝備維修保障仿真建模技術、可穿戴式單兵虛擬現實訓練設備適配、大范圍可擴展精確空間定位設備適配、增強現實虛擬成像技術等研究需要，綜合運用建模仿真、VR/AR等前沿科技成果，研制和采購面向典型應用的模型體系及仿真模型庫、三維裝備維修保障仿真平臺及工具集、可穿戴式單兵虛擬現實訓練設備、大范圍可擴展精確空間定位設備、虛擬現實眼鏡成套設備、AR訓練頭盔設備，為裝備維修保障仿真建模、運行和評估全過程服務，構建某型反恐突擊車維修保障模擬訓練原型系統。

3 主要研究內容

1.虛擬現實技術在裝備維修保障領域的應用方式研究

裝備的占地范圍、大小、形狀、復雜程度等屬性的不同，導致在運用虛擬現實技術進行模擬教學、訓練和考核中，需要采用不同的訓練方式，從而導致需要不同的虛擬現實設備、空間定位方式等。因此，需要對虛擬現實技術在裝備維修保障領域的應用方式進行深入研究，抽象總結出適合我軍絕大多數裝備維修保障的訓練應用方式，選擇相應的虛擬現實設備，研究集成對應的空間定位方式和可穿戴式單兵虛擬現實訓練設備，以實現逼真、高效、準確的裝備維修保障模擬教學、訓練和考核。

2.裝備維修保障仿真建模技術研究

一是研究組件化仿真建模技術。裝備維修保障仿真建模包括軍事概念建模、數學物理建模和程序代碼建模，在模型體系規范的指導下，將軟件工程領域OO（Object Oriented，面向對象）技術和組件技術應用于計算機仿真，形成面向對象的組件化仿真建模技術，可在模型軟件開發和模型資源復用方面滿足裝備及裝備體系的動態組合和靈活擴展的需求。

二是研究組件模型的組合技術。即研究仿真模型程序（類）體系結構，確定模型類體系每個層次的框架結構和使命任務，構建裝備組件模型原型實現。同時，進一步研究組件模型的組合方法，包括組合的描述，實體的組件化構建的初始化方法，組件化模型交互關系，實體間的關系以及與組件模型關系的映射，滿足產生式實體、搭載實體的實現。

3.可穿戴式單兵虛擬現實訓練設備適配技術研究

為適應復雜環境下多種信息感知和處理裝備的集成化、一體化要求，需要在可穿戴式單兵虛擬現實訓練設備集成設計技術研究的基礎上，開展可穿戴式單兵虛擬現實訓練設備適配技術研究，突破無線體域網與穿戴式計算機通信接口集成技術、多電源能量管理與集成設計技術、可穿戴計算機系統加固和抗復雜環境技術、基于穿戴式計算機的多傳感器信息融合技術，研制集成式一體化可穿戴式單兵虛擬現實訓練設備。

4.大范圍可擴展精確空間定位設備適配技術研究

針對大型、復雜裝備維修保障訓練需要，以及多人協同進行裝備維修保障訓練的需求，在大范圍、可擴展精確空間定位技術研究的基礎上，開展大范圍可擴展精確空間定位設備適配技術研究。基于一定區域的高精度空間定位單元，可進行空間定位范圍的自由復制擴展，理論上要達到無限空間范圍的擴展，從而滿足多人在運動中的協同裝備維修保障訓練和大型裝備維修保障訓練需要。

5.增強現實虛擬成像技術研究

增強現實技術可構造出一種將真實世界與虛擬世界相合成的新環境，它同時包含了虛擬世界和真實世界的相關要素。無論是在真實世界中加入虛擬世界要素，還是在虛擬世界上疊加真實世界，最終形成的增強現實環境都是一個真實與虛擬相合成的新環境。增強現實技術的載體就是AR眼鏡，AR眼鏡的核心部分就是光學透視顯示器，其實現方式目前主要有自由曲面反射和光波導，本項目擬采用光波導技術作為光學系統，以全高清的OLED顯示屏作為顯示模組，并且需要研究在高亮度條件下提高亮度以實現清晰成像的方法。

參考文獻

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[3]范文，楊勇，徐磊.成長·通向榮光[M].北京：中國水利水電出版社，2018

作者簡介：

徐磊（1985年7月—）男，寧夏銀川人，碩士研究生，現為武警警官學院信息通信系講師，主要從事指揮自動化、作戰模擬與仿真、三維仿真等方面的研究。

基金項目：1、軍內科研項目，項目編號：WJ20182A080079