基于VR+AR技术的电缆接头制作虚拟培训系统设计
2022年电子技术应用第2期
王 亮，郭海涛，齐宏斌，裴 磊，杨涵铄
国网陕西省电力公司宝鸡供电公司，陕西 宝鸡721004
摘要： 设计了一种基于VR+AR技术的电缆接头制作虚拟培训系统。首先通过VR虚拟现实和AR增强现实技术模拟电缆接头制作场景，并在场景中添加电缆接头组件和工具箱供制作人员操作和使用；其次通过深度学习方法捕捉和识别制作人员手部动作,并与标准动作进行对比来判别其动作规范性，从而可以对受训人员进行考核，完成反馈互动。整个系统包括理论学习、电缆接头制作模拟、故障检修、考核评估四部分。利用VR及AR技术所创造出的模拟环境高度还原电力作业现场，可以使工作人员在不存在任何危险的状态下完成训练，降低了风险，提高了培训效率，同时还能提高作业人员动作标准化程度。
中图分类号： TP391.9
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211291
中文引用格式： 王亮，郭海涛，齐宏斌，等. 基于VR+AR技术的电缆接头制作虚拟培训系统设计[J].电子技术应用，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.
文献标识码： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211291
中文引用格式： 王亮，郭海涛，齐宏斌，等. 基于VR+AR技术的电缆接头制作虚拟培训系统设计[J].电子技术应用，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
近年来，随着国民经济的发展，电力网的建设日益增长，各类电力设备数量繁多，后期的维护工作任务量较大。在各类电力设备缺陷故障中，电缆接头故障占据电缆故障和隐患的80%以上，一旦发生故障，常常会造成严重的后果和经济损失[1]。规范电缆接头制作流程可以有效降低其故障发生率。但是电缆接头制作流程复杂，难度高，不易掌握，因此有必要在生产实践过程中加强对电缆接头制作技术的培训工作[2]。
目前普遍应用的电缆接头制作及检修赋能主要是实施技术培训和规范员工行为，但这种方式效率较低，组织模式不成体系，师资水平参差不齐[3]。随着计算机技术的发展，利用虚拟现实(Virtual Reality，VR)及增强现实(Augmented Reality，AR)技术[4-5]进行环境模拟、对电力作业现场进行虚拟还原，是一种新型的技术培训模式。工作人员可以在零风险情况下完成不同业务的模拟操作训练，还可通过影像记录参与人员的动作，运用相关算法进行动作分析[6-8]。近年来，国家电网在输变电运检工作中引入虚拟现实技术构建新型培训模式[9]，做出了有益的尝试。文献[10]构建了一套基于虚拟现实技术的变电站仿真培训系统，该系统具有良好的沉浸感和交互性，可在提高培训效果的基础上降低培训成本。文献[11]在传统的电力培训系统过程中，采用移动式头戴显示器将多种辅助信息展示给受训人员，提升培训效果。目前这类研究和实践仍处于初期发展阶段，仍有很大的提升空间。
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作者信息：
王 亮，郭海涛，齐宏斌，裴 磊，杨涵铄
(国网陕西省电力公司宝鸡供电公司，陕西 宝鸡721004)
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