坦克炮交互式虚拟维修训练系统的设计与实现
1.WU Xi（武器工程系 装甲兵工程学院 中国北京 1113609446@qq.com）
2.MU Ge （装备司令部管理 装甲兵工程学院 中国北京）
3.YANG Zhen Jun（武器工程系 装甲兵工程学院 中国北京）
4.GU Cong （科学研究部 装甲兵工程学院 中国北京）
摘要：虚拟维护培训作为一种有效的维护培训措施，可以解决当前维护培训中存在的突出矛盾。本文以坦克炮为研究对象，提出了交互式虚拟维修培训系统的框架，并根据其框架设计和实现了该系统。系统使用Solid-works和3D MAX实现三维建模，同时采用EON Studio进行仿真，以VB.net为平台，开发坦克炮互动虚拟维护培训系统，为维修人员提供维护培训和模拟培训，有效推进培训结果
关键词：坦克炮; 交互式;EON; 虚拟维护培训
一、导言
装备维修是作战支援的重要组成部分，是制造装备、保持和提高作战效能的关键。它在军队建设中发挥着重要作用。新设备和维护过程的使用，存在更多的人参与，复杂的操作和技术熟练程度需要更高的维护人员。目前坦克炮的维修训练往往是结合实际车辆模型，缺乏先进的训练设备和方法，采用传统的课堂教学和训练。在实际的设备维护培训上存在一定的隐患。由于设备和部件的高成本而带来一些限制的操作和培训过程，并且难以设置设备中的实际故障。维修人员很少有机会根据实际经验进行故障排除，培训效率低，效果远非理想，不符合现代新设备维修培训。
目前使用虚拟现实技术进行维护培训是最有效的替代方法。维护人员可以在虚拟环境中进行3D交互式虚拟培训，例如日常维护，虚拟拆卸，故障排除，这不仅是人员的安全，而且也不会损坏实际设备。它是人力和财力资源的理想储蓄培训方法。虚拟维护培训可以显着减少培训和维护的总工作时间。同时它减少了实际车辆操作培训的学习时间，并提高了维修质量。
二、 交互式虚拟维护培训系统组件
A.维护培训系统总体方案
维护培训系统可分为半物理仿真系统和虚拟现实系统，系统架构如图
1所示。半物理仿真系统使用一些部件，通过AD / DA设备反向连接到桌面型VR系统，形成半物理仿真系统。目前大多数坦克火灾模拟器和驾驶模拟器都采用半物理仿真系统。虚拟现实系统已经提出虚拟现实（VR）概念自1965年以来，VR技术总是与CAD，3D图形和模拟同步发展。 通过对实体建模，数据结构和隐藏表面消除的研究，使虚拟现实中的图形化反馈方法更加快速。 到了20世纪80年代，VR系统的出现对交互式数据手套控制和数据头盔的显示，VR系统的发展日趋成熟。
虚拟现实系统可以分为：沉浸式和非沉浸式，它基于不同的要求以及针对不同要求的预期用途或应用对象。
（1）沉浸式VR系统被称为磨损型VR系统，具有独立，沉浸和交互功能[1]，它利用计算机技术生成具有视觉，听觉，触觉等感知的三维虚拟环境。通过头盔显示器，三维投影仪，偏振眼镜，全景屏幕，数据手套，交互式力反馈，位置跟踪器，3D鼠标和其他感应交互设备，可以通过听觉和触觉作为环境参与者来关闭训练人员，因此 训练人和设备接近真正的意义。但投资成本太高，从而限制了虚拟现实技术的应用。
图1虚拟现实系统架构
分布式VR系统（DVR）是指在沉浸式VR系统的基础上，将位于多个用户的不同物理位置，通过网络连接在一个共同的虚拟环境中，共享信息并一起工作。DVR系统技术优势是未来虚拟现实技术的主要发展方向。
（2）非沉浸式VR系统分为Desk-top VR系统和半物理仿真系统。 台式VR系统采用计算机生成的虚拟空间场景，采用标准的CRT显示器和三维显示技术，通过手持输入设备，如六自由度鼠标，三维操纵杆和系统交互。 用户无需戴头盔，耳机，数据手套和追踪器。桌面VR系统应用更广泛，因为设备要求不高。
坦克枪交互式虚拟维护培训系统采用非沉浸式VR系统，这是一种交互式虚拟桌面维护培训系统，可视性，交互性易于实现。
B.交互式虚拟维护培训系统功能框架
坦克枪虚拟维护培训系统由虚拟维护培训平台和维护数据库组成。 该系统包括三个部分：学习演示; 互动培训; 培训评估。 维修数据库存储坦克炮维修训练数据，包括学习和训练，专家知识，训练评估数据库的组成结构原理，操作，分解和整合，检查调整，故障诊断。 虚拟维护培训平台为用户提供了简单的人机环境。坦克炮虚拟维修训练系统框架如图2所示。
图2坦克枪虚拟维护训练系统功能图
（1）学习演示
学习演示包括解释演示和自学。 说明演示按照维修培训计划的要求，学习坦克炮的各种部件，功能，原理，日常维护部件，部件，拆卸，定期维护，故障诊断和故障排除的内容。 自学选择训练人员的学习和训练内容。 该模块采用卡通文字描述，实现各个组件之间的相对位置，显示结构特征之间的运动和连接关系，达到最佳的训练效果。
（2）互动培训
互动培训包括指导培训和自主培训。 指导培训根据培训计划各个组成部分的维护培训计划要求组织维护培训过程实践。 维修人员可以根据系统提示选择每个步骤的日常维护，拆卸部件，定期维护，故障排除等指导培训。 在学习如何操作的指导培训，使维修人员必须熟悉内容和掌握坦克枪的各种组件，如日常维护，维修。 维护人员可以通过选择各种组件的自主训练内容来重复训练练习操作。自主训练不是一步一步，以加深他们对坦克炮维修训练操作的认识。
（3）培训评估
培训评估包括组件检查和随机检查。培训评估系统连接到测试数据库，其中提出坦克枪日常维护，组件拆卸培训，故障排除和维护培训相关的各个组件相关的问题。组件检查生成了组件的培训考试。维护人员可以围绕培训计划的各个部分对维护大纲进行培训。
随机检查是由系统自动随机生成主题论文，早期维护人员通过各部分的3D场景空间进行坦克枪训练，最后通过测试数据库来使用系统交互练习设备。系统将根据操作步骤和相关内容的专业知识给出评估结果，以实现测试和促进培训，提高维护培训和效率水平。
三、坦克枪虚拟维护培训系统实施
A.建模
构建虚拟原型模型使用Solidworks，3D Max等建模工具，3D Max可以保存多种格式，对于编辑加载的EON，EON Raptor也可以使用该模型添加插件直接进行交互并保存用于 EON文件格式。
B.虚拟维护过程的实施
首先，使用EON的“导入”功能将构建一个良好的模型导入系统环境，在找到EON软件中每个节点对应的组件后，再将相应部分的每个节点命名。
然后“放置”节点和“cliksensor”节点组合可以实现部件虚拟场景中的机车和旋转位置，并通过“cliksensor”节点触发鼠标，逻辑窗口设置“放置”节点和逻辑连接上的“clicksensor”节点 关系，并创建互动行为。
完成节点设计的属性“地点”节点和“点击传感器”节点的逻辑窗口集连接关系，并且制定应强调在“地点”节点和“cliksensor”节点中设置输入和输出域功能。 在自动反汇编部分的过程中，“任务”节点和“内存任务”节点必须使用可组合性，“任务”节点有四个子节点：“Activateonstarted”，“Deactivateonstarted”“Activateoncompleted”，“Deactivateoncompleted”，它代表维护工作开始和完成的动作，使维护程序显示出真实的拆卸情况。例如，“onbutton downtrue”是“cliksensor”的输出域，它连接“place”节点的输入域; 当按下鼠标按钮时，它可以实现零件移动和旋转的过程。 逻辑连接图如图3所示。
图3逻辑连接图
调试成功时，模块将以.edz格式保存。 使用EON Viewer可以直接浏览和交互。 虚拟维护培训系统也可以在没有EON软件的情况下运行[2]，如图4所示。
图4完成的图片
C.系统实施
坦克炮虚拟维护培训系统由虚拟维护培训平台和维护数据库组成。虚拟维护培训计划使用EON Studio软件设计和开发。零件模型Solidworks和3D Max中创建，并通过系统界面进入虚拟装配环境培训模拟开发。由EON Studio生成的虚拟模型交互性差，不是实时动态模拟，最后使用VB.net接口开发系统框架，并优化了开发的程序完整性。 EONX通过安装插件VB.net，可以调用和控制EON仿真程序，模拟程序的二次开发深化了人机交互的深度，拓宽了人机交互的范围，实现了更复杂的虚拟仿真。维护数据库包括所有部件维护信息，维护过程，专家故障诊断知识和维护培训考试。
系统运行时，维护人员可以在进入设备学习和维护操作模块时进行虚拟学习和操作设备，通过单击并拖动鼠标可以从不同角度自学查看部件。进入自主训练模块时，维修人员可以通过自学的维护操作过程进行操作。当点击相应的部件按照正确的顺序进行修复过程时，系统将按步骤完成修复过程，否则系统会出错并保持原状态而不按照修复过程操作，系统界面截图如图5所示。
图5虚拟维护培训系统屏幕截图
虚拟维护培训作为一种新型，具有坦克炮维修培训的研究，基于虚拟技术，计算机等硬件设备的测试方法，正在构建真实的设备，实地和实时维护模拟环境。 坦克炮。 它可以有效地投入二手设备，为设备操作培训，维修培训，军事训练等一系列复杂问题提供先进的测试环境和模拟手段。 它突破了时空限制，实现了逼真的零件装配，故障排除和维护，提高了人员的生产能力和技术质量。 它大大提高了培训成本效益，提高了培训效果和人才培养质量，对推动科学研究发挥了重要作用。
参考文献
[1] SUN Lu. Immersive Virtual Environment and Its Application in the Transformer Substation Simulation [D]. Nanjing: Nanjing University of Technology, 2007.
[2] LI Lin, LI Hai-jun. The Missile Virtual Maintenance Training
System Based on Eon Professional 5.0 [J]. Shandong Institute of Light Industry, 2007 (4) :11-13.
[3] HONG Bing-rong, CAI Ze-su, TANG Hao-xuan. Virtual Reality and Its Application [M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2005.
[4] YU Hui. EON Entry and Advanced Application Techniques [M].Beijing: National Defense Industry Press, 2008
用于神经外科培训的互联网技能培训平台
1.Vinkle Kumar Srivastav（信息技术学院，印度理工学院 印度新德里）
2.Britty Baby （信息技术学院，印度理工学院 印度新德里）
3.Natesan Damodaran,（神经外科 全印度医学科学研究所,印度新德里）
4.Ashish Suri（ 神经外科 全印度医学科学研究所,印度新德里）
摘要——医学和技术科学在过去十年中迅速发展。向医学院学生和从业者提供这些进步一直是印度等发展中国家面临的挑战。毕业后居民的培训质量对医疗保健系统产生了很大影响。居民和培训教员之间的互动对于良好的培训质量至关重要。像神经外科这样的专业治疗处理发病率高的重症患者。基于计算机断层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）扫描的神经放射学在诊断和治疗中起着至关重要的作用。在本文中，我们提出了一个基于注释的神经放射学互动测验框架及其与电子学习平台的整合，以帮助受训者提高诊断技能和术前规划能力。
关键词 - 神经外科技能培训; 基于注释的测验; 卫生保健;电子学习; 手术前规划
一、导言
神经外科是一种外科专业，涉及死亡和残疾的主要原因，如创伤性脑损伤（TBI），癫痫，中风和脑肿瘤。它需要技术专业知识才能提供精确和安全的结果。其综合培训计划包括患者护理，解剖学讲座，尸体解剖，技能培训模块和神经放射学 神经放射学是了解人类大脑解剖学，手术前规划和诊断目的的复杂性的重要组成部分。神经解剖学和术前计划的教学需要CT / MRI幻灯片上的演示以及它们与尸体大脑和手术视频的关系。
显然，这门学科需要高级培训，其中很多都应该是自定进度的，并且要在“课时”之外完成。 24x7连接的出现应有助于通过有效使用信息和通信技术（ICT）来传播和培训医疗保健专家 神经放射学（基于CT和MRI扫描）在诊断和治疗中起着
资料编号：[6029]
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