基于VR+AR技術的電纜接頭制作虛擬培訓系統設計
2022年電子技術應用第2期
王 亮，郭海濤，齊宏斌，裴 磊，楊涵鑠
國網陜西省電力公司寶雞供電公司，陜西 寶雞721004
摘要： 設計了一種基于VR+AR技術的電纜接頭制作虛擬培訓系統。首先通過VR虛擬現實和AR增強現實技術模擬電纜接頭制作場景，并在場景中添加電纜接頭組件和工具箱供制作人員操作和使用；其次通過深度學習方法捕捉和識別制作人員手部動作,并與標準動作進行對比來判別其動作規范性，從而可以對受訓人員進行考核，完成反饋互動。整個系統包括理論學習、電纜接頭制作模擬、故障檢修、考核評估四部分。利用VR及AR技術所創造出的模擬環境高度還原電力作業現場，可以使工作人員在不存在任何危險的狀態下完成訓練，降低了風險，提高了培訓效率，同時還能提高作業人員動作標準化程度。
中圖分類號： TP391.9
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211291
中文引用格式： 王亮，郭海濤，齊宏斌，等. 基于VR+AR技術的電纜接頭制作虛擬培訓系統設計[J].電子技術應用，2022，48(2)：60-64.
英文引用格式： Wang Liang，Guo Haitao，Qi Hongbin，et al. Virtual training system design based on VR+AR technology for cable connector fabrication[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(2)：60-64.
文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211291
中文引用格式： 王亮，郭海濤，齊宏斌，等. 基于VR+AR技術的電纜接頭制作虛擬培訓系統設計[J].電子技術應用，2022，48(2)：60-64.
英文引用格式： Wang Liang，Guo Haitao，Qi Hongbin，et al. Virtual training system design based on VR+AR technology for cable connector fabrication[J]. Application of Electronic Technique，2022，48(2)：60-64.
Virtual training system design based on VR+AR technology for cable connector fabrication
Wang Liang，Guo Haitao，Qi Hongbin，Pei Lei，Yang Hanshuo
Shaanxi Power Company Baoji Power Supply Company，Baoji 721004，China
Abstract： In this paper, a virtual training system based on VR and AR technology for cable connector fabrication is presented. Firstly, the cable connector fabrication circumstance is reconstructed through virtual reality and augment reality technology, and the cable connector components and primary tools are added into the circumstance for the trainees to use. Secondly, the hand gestures of trainees are caputured and recognized by means of deep learning method and compared with the stardand gestures to check the normalization of these gestures. So the trainees can be assessed during the whole course of training process and obtain a better feedback results. The whole system consists of four parts: theoretical study, cable connector fabrication simulation, troubleshooting and assessment. Because the electric porwe operation scenes are highly reconstructed in the simulation system, it can bring a safe environment without a litttle danger for training person so that the risk is lowered and training efficiency is boosted. Moreover, the system can help to improve the standardization of operation for all the cable connector fabrication people.
Key words : electric power training；cable connector fabrication；virtual training；virtual reality(VR)；augmented reality(AR)
0 引言
近年來，隨著國民經濟的發展，電力網的建設日益增長，各類電力設備數量繁多，后期的維護工作任務量較大。在各類電力設備缺陷故障中，電纜接頭故障占據電纜故障和隱患的80%以上，一旦發生故障，常常會造成嚴重的后果和經濟損失[1]。規范電纜接頭制作流程可以有效降低其故障發生率。但是電纜接頭制作流程復雜，難度高，不易掌握，因此有必要在生產實踐過程中加強對電纜接頭制作技術的培訓工作[2]。
目前普遍應用的電纜接頭制作及檢修賦能主要是實施技術培訓和規范員工行為，但這種方式效率較低，組織模式不成體系，師資水平參差不齊[3]。隨著計算機技術的發展，利用虛擬現實(Virtual Reality，VR)及增強現實(Augmented Reality，AR)技術[4-5]進行環境模擬、對電力作業現場進行虛擬還原，是一種新型的技術培訓模式。工作人員可以在零風險情況下完成不同業務的模擬操作訓練，還可通過影像記錄參與人員的動作，運用相關算法進行動作分析[6-8]。近年來，國家電網在輸變電運檢工作中引入虛擬現實技術構建新型培訓模式[9]，做出了有益的嘗試。文獻[10]構建了一套基于虛擬現實技術的變電站仿真培訓系統，該系統具有良好的沉浸感和交互性，可在提高培訓效果的基礎上降低培訓成本。文獻[11]在傳統的電力培訓系統過程中，采用移動式頭戴顯示器將多種輔助信息展示給受訓人員，提升培訓效果。目前這類研究和實踐仍處于初期發展階段，仍有很大的提升空間。
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作者信息：
王 亮，郭海濤，齊宏斌，裴 磊，楊涵鑠
(國網陜西省電力公司寶雞供電公司，陜西 寶雞721004)
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