增强现实技术在飞机维修保障过程中的应用研究

摘 要：现如今，增强现实技术已经到飞机维修保障过程中得到较为广泛应用，并取得较好的应用成效。基于此，本文将从保障作业引导、智能维修复杂、交互式智能故障诊断三个角度指明增强现实技术在飞机维护保障过程中的具体应用，进而确定可在飞机维修保障过程中应用的增强现实关键技术，以期能为业内人士的实际应用提供理论指导，提供飞机维修保障效果。

关键词：增强现实技术;AR;飞机维修保障

现有的增强现实技术多是以视觉信息为基础，通过适当的时间，利用适当的方式将数字化背景信息提供给作业人员，进而增强作业人员对环境的感知能力。基于此技术，如今各航空交通企业研发出了智能维修辅助设备，并以此来提高飞机维护保障效果，确保飞机飞行过程中的实际性能。据此，本文将结合当今增强现实技术在飞机维修保障过程中的应用情况，分析相关应用内容和关键技术。

1 增强现实技术在飞机维修保障过程中的应用

1.1 保障作业引导

在保障作业过程中，保障作业人员在佩戴增强现实眼镜后，增强现实技术将会在眼镜中实时加载保障服务引导模块，并为保障作业人员指明保障作业流程和具体保障内容，为保障作业人员的保障工作提高重要指导。同时，保障作业人员在保障作业过程中，增强现实技术还会引导保障信息系统和保障资源系统之间达成即时数据交互，确保保障资源的实时统计入库的同时，也能够在一定程度上降低保障作业人员的工作强度【1】。另外，在进行保障资源调配和转运过程中，增强现实技术柜根据保障资源包装上的二维码来获取保障资源信息，进而为保障资源调配和转运提高信息支持，避免出现保障资源调配、转运错误等问题的同时，还可以结合机舱内容的实际布置情况，引导保障作业人员将保障资源准确放置在定点位置，实现机舱空间的最大化利用。

1.2 智能维修辅助

增强现实技术的智能维修辅助功能的主要效果是引导机务维修人员做好预防性、修复性以及视情等维修保障工作。增强现实技术在智能维护辅助中的引导效果与保障作业引导中的基本原理大致相同，均是将主体任务内容进行细致性分解，进而形成引导指令，引导机务维修人员合理进行机务维修工作，且同时为机务维修人员提供IETM等技术资料支持，帮助机务维修人员最快速完成维修工作。另外，机务维修人员在執行机务维修过程中，增强现实技术会实时根据机务维修需求情况与保障资源系统达成数据交互，安排保障作业人员及时、快速的进行资源调运工作，确保机务维修的效率和效果。

1.3 交互式智能故障诊断引导

交互式智能故障诊断引导的基本机理就是依靠现有的知识经验或者仿真模型，通过预设算法来实现故障诊断，进而合理生成故障排除方案及其引导不足，最终通过实时数据交互的方式不断确定和排除故障，完成故障诊断引导流程。结合实际情况来看，现有的交互式智能故障诊断引导并非是集成在增强现实设备上，而是会作为一个单独的系统模块运行。在运行过程中，交互式智能故障诊断引导会自动生产故障引导流程，然后再通过无线通信技术将引导流程实时呈现在现实增强眼镜上，避免作业人员在实际故障诊断过程中因人为隐私所导致的诊断错误问题。交互式智能故障诊断交互的实际运行流程与保障作业引导和智能维修辅助大致相同，主要作用就是引导作业人员精准完成工作内容。引导过程中增强现实技术会通过图像识别、语音识别等方式与作业人员达成实际交互，提高故障诊断收集效果，增强故障诊断的精准性和有效性。

2 增强现实关键技术

2.1 路径规划及对象识别技术

路径规划及对象识别技术是一种基于节点串联的原理构建的一种增强现实技术。在实际操作过程中，路径规划及对象识别技术会将各种保障活动视作为一个个节点，然后根据业务流程内容的时间循序将各节点进行串联，最终构建出符合业务流程情况的引导路径。作业人员在工作过程中，路径规划及对象识别技术会实时收集作业人员的工作特点点信息，然后不断调整引导路径，确保业务流程的有序、有效展开。现如今，每架飞机上的LRU数量都有近2000个，并且很多LRU之间外观或者安装位置均有着较多相似性，再加上作业人员在实际操作过程中会存在物体遮挡、视角不合理等问题【2】，导致对象识别技术的实际识别难度非常大。想要解决该些问题，还需要改变作业人员与识别对象之间的空间位置关系、识别对象与数据匹配联系环节等多方面功能内容。

2.2 辅助信息组织与推送技术

结合实际情况来看，如今机务维修保障工作却过于依赖现有的故障分析手册等机务维护保障资料，该些手册大部分都有着电子版的内容，但作业人员在实际使用过程中将会浪费大量的翻找时间，不利于实现快速故障诊断和机务维修工作。辅助信息组织与推送技术是一种基于IETM（电子技术手册）技术上发展出的新型增强现实技术。在实际应用过程中，辅助信息组织与推送技术会议IETM为信息源，根据作业人员的实际需求，自动且快速的在IETM中搜寻用户所需信息，并将信息以更为直观的方式在增强现实眼镜中进行呈现，以供作业人员进行快速查阅，减少作业人员翻找资料的时间，提高机务检修效率。目前，辅助信息组织与推送技术还可以通过与作业人员的实时交互来，或者是通过图像识别技术自动分析作业人员的工作类型来动态化调整推送信息。

2.3维修作业引导技术

维修作业引导技术将商务虚拟维修操作动画与维修步骤实现紧密结合，促使在进行实际维修作业工作时，增强现实技术不仅可以为用户提高文字引导，还可以提供操作动画引导，使得引导内容更加直观立体，降低作业人员的理解难度，提高作业效率和效果。另外，在作业过程中，通过图像技术可以及时发现作业任务错误的操作情况，并在通过声音、图像、文字等方式向作业人员及时发出警告，避免作业人员因错误操作而引发更多的问题和引发。现如今，维修作业引导技术已经得到广泛应用，并且在应用中可以有效适应飞机维修保障过程中复杂的工作环境，并实现多种设备外形特征的精准识别，解决了传统图像识别技术人机交互、跟踪过程中遮挡或者视角等情况所引发的识别精度问题，进一步提高增强现实技术在飞机维护保障中的应用成效。

2.4 多人协同组织技术

由于飞机维护保障工作具有工作强度大，涉及内容多等特点，其实际工作过程往往是由多人共同完成。多人协同组织技术是一种面向复杂作业环境、多人协同维修保障工作的一种可实现多工作、多人员之间工作无缝衔接的组织技术。多人协同组织技术中结合了人工智能技术，可实现多作业路径、多作业人员在实际作业过程中问题的快速分类处理，为不同的作业人员分配不同的作业内容，并将作业流程有序地在作业人员增强现实眼镜中进行呈现。

3 结语

在飞机维护保障过程中应用增强现实技术后，可有效提高飞机维护保障效率及效果，所以应在当今飞机维护保障过程中得到更为广泛的应用。不过由于增强现实技术在飞机维护保障过程中应用时间相对较短，在实际应用过程中仍然会存在相应的应用问题，为此，本文提出了4项关键技术方向，该些技术方向的提出将可以为未来增强现实技术的研究发展提供重要参考，具有较强的现实意义。

参考文献：

[1]Zhigang L，连志刚，Xiaojun H，等.增强现实技术在直升机装备维修及训练中的应用研究[C].中国航空学会，2016.

[2]郭子豪，邢诗怡，王宇，等.基于AR技术的飞机维修可视化远程协助系统研究[J].自动化应用，2019（010）：129-130，133.

作者简介：

陈沄（1994-），男，山西太原人，汉族，本科，助理工程师，从事飞机维修研究。