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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