增強現實技術在飛機維修保障過程中的應用研究

摘 要：現如今，增強現實技術已經到飛機維修保障過程中得到較為廣泛應用，并取得較好的應用成效。基于此，本文將從保障作業引導、智能維修復雜、交互式智能故障診斷三個角度指明增強現實技術在飛機維護保障過程中的具體應用，進而確定可在飛機維修保障過程中應用的增強現實關鍵技術，以期能為業內人士的實際應用提供理論指導，提供飛機維修保障效果。

關鍵詞：增強現實技術;AR;飛機維修保障

現有的增強現實技術多是以視覺信息為基礎，通過適當的時間，利用適當的方式將數字化背景信息提供給作業人員，進而增強作業人員對環境的感知能力。基于此技術，如今各航空交通企業研發出了智能維修輔助設備，并以此來提高飛機維護保障效果，確保飛機飛行過程中的實際性能。據此，本文將結合當今增強現實技術在飛機維修保障過程中的應用情況，分析相關應用內容和關鍵技術。

1 增強現實技術在飛機維修保障過程中的應用

1.1 保障作業引導

在保障作業過程中，保障作業人員在佩戴增強現實眼鏡后，增強現實技術將會在眼鏡中實時加載保障服務引導模塊，并為保障作業人員指明保障作業流程和具體保障內容，為保障作業人員的保障工作提高重要指導。同時，保障作業人員在保障作業過程中，增強現實技術還會引導保障信息系統和保障資源系統之間達成即時數據交互，確保保障資源的實時統計入庫的同時，也能夠在一定程度上降低保障作業人員的工作強度【1】。另外，在進行保障資源調配和轉運過程中，增強現實技術柜根據保障資源包裝上的二維碼來獲取保障資源信息，進而為保障資源調配和轉運提高信息支持，避免出現保障資源調配、轉運錯誤等問題的同時，還可以結合機艙內容的實際布置情況，引導保障作業人員將保障資源準確放置在定點位置，實現機艙空間的最大化利用。

1.2 智能維修輔助

增強現實技術的智能維修輔助功能的主要效果是引導機務維修人員做好預防性、修復性以及視情等維修保障工作。增強現實技術在智能維護輔助中的引導效果與保障作業引導中的基本原理大致相同，均是將主體任務內容進行細致性分解，進而形成引導指令，引導機務維修人員合理進行機務維修工作，且同時為機務維修人員提供IETM等技術資料支持，幫助機務維修人員最快速完成維修工作。另外，機務維修人員在執行機務維修過程中，增強現實技術會實時根據機務維修需求情況與保障資源系統達成數據交互，安排保障作業人員及時、快速的進行資源調運工作，確保機務維修的效率和效果。

1.3 交互式智能故障診斷引導

交互式智能故障診斷引導的基本機理就是依靠現有的知識經驗或者仿真模型，通過預設算法來實現故障診斷，進而合理生成故障排除方案及其引導不足，最終通過實時數據交互的方式不斷確定和排除故障，完成故障診斷引導流程。結合實際情況來看，現有的交互式智能故障診斷引導并非是集成在增強現實設備上，而是會作為一個單獨的系統模塊運行。在運行過程中，交互式智能故障診斷引導會自動生產故障引導流程，然后再通過無線通信技術將引導流程實時呈現在現實增強眼鏡上，避免作業人員在實際故障診斷過程中因人為隱私所導致的診斷錯誤問題。交互式智能故障診斷交互的實際運行流程與保障作業引導和智能維修輔助大致相同，主要作用就是引導作業人員精準完成工作內容。引導過程中增強現實技術會通過圖像識別、語音識別等方式與作業人員達成實際交互，提高故障診斷收集效果，增強故障診斷的精準性和有效性。

2 增強現實關鍵技術

2.1 路徑規劃及對象識別技術

路徑規劃及對象識別技術是一種基于節點串聯的原理構建的一種增強現實技術。在實際操作過程中，路徑規劃及對象識別技術會將各種保障活動視作為一個個節點，然后根據業務流程內容的時間循序將各節點進行串聯，最終構建出符合業務流程情況的引導路徑。作業人員在工作過程中，路徑規劃及對象識別技術會實時收集作業人員的工作特點點信息，然后不斷調整引導路徑，確保業務流程的有序、有效展開。現如今，每架飛機上的LRU數量都有近2000個，并且很多LRU之間外觀或者安裝位置均有著較多相似性，再加上作業人員在實際操作過程中會存在物體遮擋、視角不合理等問題【2】，導致對象識別技術的實際識別難度非常大。想要解決該些問題，還需要改變作業人員與識別對象之間的空間位置關系、識別對象與數據匹配聯系環節等多方面功能內容。

2.2 輔助信息組織與推送技術

結合實際情況來看，如今機務維修保障工作卻過于依賴現有的故障分析手冊等機務維護保障資料，該些手冊大部分都有著電子版的內容，但作業人員在實際使用過程中將會浪費大量的翻找時間，不利于實現快速故障診斷和機務維修工作。輔助信息組織與推送技術是一種基于IETM（電子技術手冊）技術上發展出的新型增強現實技術。在實際應用過程中，輔助信息組織與推送技術會議IETM為信息源，根據作業人員的實際需求，自動且快速的在IETM中搜尋用戶所需信息，并將信息以更為直觀的方式在增強現實眼鏡中進行呈現，以供作業人員進行快速查閱，減少作業人員翻找資料的時間，提高機務檢修效率。目前，輔助信息組織與推送技術還可以通過與作業人員的實時交互來，或者是通過圖像識別技術自動分析作業人員的工作類型來動態化調整推送信息。

2.3維修作業引導技術

維修作業引導技術將商務虛擬維修操作動畫與維修步驟實現緊密結合，促使在進行實際維修作業工作時，增強現實技術不僅可以為用戶提高文字引導，還可以提供操作動畫引導，使得引導內容更加直觀立體，降低作業人員的理解難度，提高作業效率和效果。另外，在作業過程中，通過圖像技術可以及時發現作業任務錯誤的操作情況，并在通過聲音、圖像、文字等方式向作業人員及時發出警告，避免作業人員因錯誤操作而引發更多的問題和引發。現如今，維修作業引導技術已經得到廣泛應用，并且在應用中可以有效適應飛機維修保障過程中復雜的工作環境，并實現多種設備外形特征的精準識別，解決了傳統圖像識別技術人機交互、跟蹤過程中遮擋或者視角等情況所引發的識別精度問題，進一步提高增強現實技術在飛機維護保障中的應用成效。

2.4 多人協同組織技術

由于飛機維護保障工作具有工作強度大，涉及內容多等特點，其實際工作過程往往是由多人共同完成。多人協同組織技術是一種面向復雜作業環境、多人協同維修保障工作的一種可實現多工作、多人員之間工作無縫銜接的組織技術。多人協同組織技術中結合了人工智能技術，可實現多作業路徑、多作業人員在實際作業過程中問題的快速分類處理，為不同的作業人員分配不同的作業內容，并將作業流程有序地在作業人員增強現實眼鏡中進行呈現。

3 結語

在飛機維護保障過程中應用增強現實技術后，可有效提高飛機維護保障效率及效果，所以應在當今飛機維護保障過程中得到更為廣泛的應用。不過由于增強現實技術在飛機維護保障過程中應用時間相對較短，在實際應用過程中仍然會存在相應的應用問題，為此，本文提出了4項關鍵技術方向，該些技術方向的提出將可以為未來增強現實技術的研究發展提供重要參考，具有較強的現實意義。

參考文獻：

[1]Zhigang L，連志剛，Xiaojun H，等.增強現實技術在直升機裝備維修及訓練中的應用研究[C].中國航空學會，2016.

[2]郭子豪，邢詩怡，王宇，等.基于AR技術的飛機維修可視化遠程協助系統研究[J].自動化應用，2019（010）：129-130，133.

作者簡介：

陳沄（1994-），男，山西太原人，漢族，本科，助理工程師，從事飛機維修研究。