VR技术在无人机操作模拟训练中应用

　　摘    要：　为保证输电线路的日常运维需求，减员增效提高供电可靠性，目前越来越多的电力企业将无人机应用于架空线路巡视过程中，打造现代、高效的架空线路管控机制。基于这种实际，本文以电网线路员工为研究对象，依托VR技术，系统探讨对其进行无人机操作模拟训练的方式方法，构建完备的模拟训练体系，帮助线路人员快速掌握无人机操作技巧，提高线路巡视的工作成效。

　　关键词：　电力行业; 无人机; 操作模拟; VR技术; 应用方案;

　　根据国家能源局公布的数据来看，2019年我国用电量高达72 255亿kWh，同比上涨四点五个百分点，人均用电量达到5 161 kWh。基于电力资源的供应需求，电力企业除了进行硬件设备的升级之外，积极调整工作思路，强化电力设备的日常管控工作，减少故障的发生。无人机凭借其准确性、高效性以及便捷性，逐步成为现阶段架空线路巡视的重要手段，为进一步发挥其技术价值。本文尝试借助VR技术，对相关操作人员进行模拟培训，以期为后续相关日常工作的开展提供技术支持。

　　1、 无人机模拟训练与VR技术概述

　　对无人机模拟训练以及VR技术的梳理，有助于相关人员逐步在思维层面形成正确的认知，把握无人机模拟训练的要点以及VR技术的技术特性，为后续相关技术应用以及模拟训练方案的制定提供了方向性引导，保证了模拟训练活动开展的有效性。

　　1.1、 无人机模拟训练概述

　　无人机作为新型飞行工具，与其他飞行装备不同，无人机整体体积相对较小，结构较为简单，重量较轻，使用成本较低，在运行过程中，有着较强的灵活性。因此其可以在长时间内，在各类空间领域内完成相关飞行任务。由于无人机的这些技术特性，使得无人机的操作难度较高，操作人员在进行操控的过程中，需要应对气流等外部因素的影响，为确保无人机的正常运转，顺利完成各类飞行任务，需要对操作人员开展相关训练工作。但是必须清楚地认识到，无人机的日常训练与损耗速度成正比，无形之中，增加了无人机使用成本，缩短了服务年限[1]。为协调无人机日常训练以及日常费用支出之间的关系，可以尝试无人机模拟训练的方式，针对不同场景、机型，组织相应的训练活动。
 

　　1.2 、VR技术概述

　　虚拟现实技术依托于计算机技术、传感器技术以及人机交互技术，打造三维环境，使得用户在虚拟三维环境下，借助于视觉、听觉以及触觉等相关资讯获取方式，实现直观经验的积累。VR技术与无人机模拟训练的结合，为模拟训练提供更多的可行性。通过计算机技术等相关技术手段，使得相关工作人员能够在短时间内，接受各类无人机操作数据，并直观地获取各类数据，积累无人机操作经验，在短时间内，掌握无人机的操作技巧[2]。随着技术的发展以及VR技术应用经验的积累，VR技术在与无人机虚拟现实技术结合的过程中，对训练系统进行了必要的简化，并对模拟训练系统的整体性以及可操作性进行必要的升级，使得VR技术能够充分满足不同场景、不同机型的模拟训练要求，降低了外部环境对于无人机模拟训练工作带来的影响，保证了训练的连续性，无形之中，提升了训练的整体效果，对于后续无人机实操工作的开展创造了便利条件。

　　2 、VR技术在无人机操作模拟训练中应用方法

　　VR技术在无人机操作模拟训练中的应用涉及多个层面的内容，为确保VR技术与无人机模拟训练的有效衔接，工作人员以科学性原则、实用性原则为导向，灵活调整训练方案，不断增强无人机操作模拟训练的成效，使得相关工作人员更好地掌握无人机操作技巧，满足实际的工作开展需求。

　　2.1、 VR技术在无人机操作模拟训练中的环境模拟

　　VR技术依托于计算机技术以及人机交互技术，使得计算机能够有效模拟出与现实环境极为接近的虚拟环境，并通过相关传感器，将虚拟环境呈现在操作者面前，为后续相关工作的开展提供了技术支持。在这一思路的指导下，在运用VR技术开展无人机操作模拟训练的过程中，相关技术人员需要结合电力系统线路管理的相关要求，有针对性地借助VR技术对无人机的使用场景进行模拟，通过这种方式来确保模拟训练的实际效果，使其符合预期的使用需求。具体来看，相关技术人员可以借助于相关VR技术平台，通过对无人机机体运行形式、承载部件以及主要目标任务等信息的录入，为操作人员营造出逼真的无人机操作环境。例如目前较为常用的STS-H1电力无人机巡线仿真培训系统，根据架空线路相关技术规范，全面模拟无人机在进行架空线路巡视过程中，可能遭遇的各类场景，并且其增加了巡线逻辑培养、安全知识教育以及操控技术提高等相关模块，帮助工作人员在短时内，快速掌握架空线路巡线工作中，对于无人机的操作要求。在场景模拟过程中，为最大限度地实现电力巡线场景的真实还原，其使用Lidar数据，对杆塔线路等环境进行建模，并将所建模型存储到三维引擎之中。相关人员在进入到VR模拟训练系统后，能够在视觉、听觉以及触觉等多个方面，感知电力系统巡线工作中，出现的各类常见问题，无形之中，增强了无人机模拟训练的有效性，保证了训练结果的针对性与有效性。

　　2.2、 VR技术在无人机操作模拟训练中的设备模拟

　　VR技术在无人机操纵模拟训练中的应用，不仅能够实现无人机工作场景的快速熟悉，减少陌生感，对于后续相关实际操作奠定了坚实基础。同时VR技术在很大程度上，实现了对无人机各设备组件的真实还原，使得相关人员在接受模拟训练的过程中，熟悉各类操作终端，增强模拟训练的普适性。在这一思路的指导下，在使用VR技术开展无人机模拟训练的过程中，需要结合模拟训练的相关要求以及培训工作的基本情况，合理选择模拟训练所使用的硬件设备，通过这种方式，保证了模拟培训的有效性，帮助受训人员快速投入到实际工作之中。例如STS-H1电力无人机巡线仿真培训系统其在用户界面，采用了真实无人机遥控仿真设备，该仿真设备与真实无人机遥控器几乎完全一致，涵盖了大多数四轴飞行器或者六轴飞行器的操控。在基础上，为受训人员提供基础飞行以及应急处理两个模块的模拟飞行训练，使得受训人员熟练掌握无人机起飞、降落、悬停等基本操作技巧，同时又能够针对信号干扰、动力不足等突发情况，进行应急操作技巧的学习与掌握，大大增强了无人机操作模拟训练的有效性，获得了更多的实操经验。同时在STS-H1电力无人机巡线仿真培训系统的支持下，使得受训者在短时间内，能够应对各类架空线路巡视任务，满足输电线路维护管理的相关要求。

　　3 、结语

　　VR技术在无人机模拟训练中的应用，进一步增强了操作能力，使其能够适应不同场景下的无人机操作需求，更好地推动输电线路巡视工作的使用需求，实现了架空线路的高效维护。文章在分析VR技术与无人机模拟训练工作内涵的基础上，结合过往有益经验，优化模拟训练方案，帮助线路操作人员在短时间掌握操作技巧，满足线路巡视要求。

　　参考文献

　　[1] 郭栋，何伟华，鱼敏.VR/AR技术联合SP辅助机动卫勤分队灾害救援模拟训练的思考[J].中国急救复苏与灾害医学杂志，2018(10):75-76.
　　[2]刘文泉，赵自浩.VR智能管道模拟实战系统[J].石化技术，2019(7):52-53.