基于VR/AR的飞机起落架排故与分析

郑明俊　施浩　张嵩逸

摘要：本文提出了基于VR/AR技术对飞机起落架排故和分析。本文首先对零部件进行测绘建模，然后将模型导入vr，再对其进行编程，使得VR系统能够进行排故训练演示及分析检测功能。这便使得没有经验的维修人员在维修前能够反复在vr中练习来减少失误，让现实维修变得更为安全快捷。

关键词：VR;飞机起落架;排故分析;检测

中图分类号：TP311        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）15-0248-02

1 概述

在飞机维修中，维修步骤的标准与否直接关系到了飞机能否正常起飞，然而现如今维修技术人员在维修飞机时，可能会出现排故手册图片不清及过程繁杂模糊的情况，导致维修出错，现代社会有许多运用vr技术模拟维修的实例。比如，矿山设备维修仿真 VR 系统，它能动态地预演维修保障过程，用来解决维修保障是否合理的问题【1】. VR 技术，它最鲜明的特点便是虚拟现实性，其中虚拟维修、研发设计以及操作使用是几个主要的研究方向【2】。故本文通过vr设备，让维修人员能够在模拟的维修场景中进行练习以及学习，从而减少现实过程中维修出错的概率。

2 VR场景建立

2.1 起落架模型及工具的建立

首先需要对起落架各部件零件以及维修工具进行精确测量，在3dmax软件中，通过倒圆角，布尔等方法，将模型做得更为精细。完成后，将文件格式改为fbx，导入unity3d软件。之后在场景中先添加地面以及房间，再通过添加灯光使得模型在vr中可见，最后通过材质球，对模型进行渲染，使得整体模型（图1）在vr中更为贴近真实。

2.2零件模型及工具的编程

要使零件与工具能够被使用者通过手柄操纵所移动，需要在unity3d中，对每个零件进行c语言的编写，使之能够实现手柄和模型间的交互（图2）。通过在unity3d中添加定位程序，使操纵者能够在vr中自由走动，或通过手柄进行移动。以及定位零件所在正确位置，用于检测使用者在模拟排故时是否出错。

3 模拟排故与分析的功能模块

在vr设备中，系统会模拟出起落架各种系统所出现得不同故障情况，维修人员则需要在虚拟环境中，对其进行排故。

3.1 排故仿真演示

在vr系统中，使用者能够通过手柄按键，让vr设备根据排故手册中的步骤，自动对起落架故障部位实行模拟排故，系统会详细模拟出工具使用，零件拆装步骤及方法，完成对于起落架故障部位排故的整体演示，使用者能够在vr环境中，全方位详细的观看排故演示，防止在实际操纵中因排故手册不清而导致排故失误。

3.2排故训练

在排故的过程中，使用者首先需要对系统所模拟出的故障进行分析，并根据维修手册上的步骤，对故障部位进行维修。使用者能够控制手柄对零件和工具进行选择，所被选择的模型会通过高亮显示，再通过扣动扳机，使模型随手柄进行移动，如完成螺丝的拆卸（图3），让使用者能够通过手柄操纵工具，再通过工具的移动与旋转实现零件的装配与拆卸，对起落架进行维修。在排故的同时，若使用者发生了拆装步骤的错误，系统会在零件旁弹出文本框提示使用者发生错误（图4），以此保证排故的准确。

在排故完成后，系统会对排故后的起落架再次进行检测，确保排故的正确，若出现问题，系统会让使用者再一次进行排故，并指出上一次排故出错零部件，此时使用者可以进行观看排故演示或再一次的排故分析训练。

4结论

起落架作为飞机中的重要部分，维修的好坏直接影响到了飞机的安全性能，然而在实际操作中，维修者可能因为经验不足，以及排故手册的说明不明确，导致对起落架的维修不能良好进行。将VR应用于维修，不仅能减少消耗成本，而且能使操作者通过操作虚拟设备得到操作真实设备的效果【3】。故本文通过vr系统，在虚拟场景中模拟出起落架的各种故障，通过排故仿真演示以及排故训练，使得维修人员能够应对各种情况，更清晰的了解维修过程，丰富经验。故通过这一软件，能在起落架的维修中起到了重要的作用。

参考文献：

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【通联编辑：唐一东】