CN102456281B - 一种飞机机务信息处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及三维虚拟现实技术，尤其涉及采用三维虚拟现实技术的飞机机务信息处理方法。根据本发明的一个实施例，提供了一种飞机机务信息处理方法，包括以下步骤：S1.基于飞机数字样机，对飞机机务课件内容所涉及的不同类型的数据进行不同程度的轻量化，以生成轻量化三维数字模型；S2.基于所述轻量化三维数字模型，生成飞机机务课件。上述实施例的方法通过提供三维的飞机机务课件代替传统CBT课件中二维图像，增加了课件中的综合信息量和数据模型的立体逼真度，可以提高学员记忆长久性，从而提高理论培训效果。
Description
技术领域
本发明涉及三维虚拟现实技术，尤其涉及采用三维虚拟现实技术的飞机机务信息处理方法。
背景技术
飞机机务培训是确保飞机正常运营、保障航空安全不可缺少的工作内容和环节。从而出现了飞机制造厂商、飞机维修培训机构为飞机运营者提供机务培训的需要。
一般地，飞机维修培训分为两种：理论培训和实习培训。
理论培训实现方法主要是以课堂理论授课或借助计算机辅助培训(Computer Based Training，CBT)。课堂理论授课通常采用PPT等软件制作培训课件(courseware)，培训课件以文字介绍为主，配以平面图或录像进行说明。CBT理论教学则主要以多媒体的声音、图形、图片、文字对理论授课知识点进行说明。其图形、图片等大部分是二维形式，其生动性和逼真性难以吸引学员的注意力。
实习培训中实习项目一般可分为部件拆装、功能操纵测试、地面勤务、详细目视检查等。目前实习培训实现方法主要是借助辅助训练设备如综合过程训练设备(Integrated Process Training，IPT)、飞行/维修训练设备(Flight/Maintenance Training Device，F/MTD)、全程飞行模拟器(Full Flight Simulator，FFS)等进行实习项目的教学或借助运营中的飞机进行教学。借助上述辅助设备进行培训主要局限在驾驶舱范围内的实习项目，对于机身范围内的部件拆装、勤务等项目则无能为力。而直接借助运营中的飞机进行实习教学，则大大增加运营成本。对于飞机上隐蔽区域、复杂区域的部件拆装、机构传动原理的教学，即使在真机上也难以实现。
发明内容
本发明的一个目的在于生成三维的飞机机务课件。
为实现上述目的，根据本发明的一个实施例，提出了一种飞机机务信息处理方法，包括以下步骤：S1.基于飞机数字样机，对飞机机务课件内容所涉及的不同类型的数据进行不同程度的轻量化，以生成轻量化三维数字模型；S2.基于所述轻量化三维数字模型，生成飞机机务课件。
上述实施例的方法通过提供三维的飞机机务课件代替传统CBT课件中二维图像，增加了课件中的综合信息量和数据模型的立体逼真度，可以提高学员记忆长久性，从而提高理论培训效果。
在本发明的飞机机务信息处理方法的一个实施例中，不同类型的数据包括：-第一类数据，即所述飞机机务课件内容中可见且需要操作的零部件的数据；-第二类数据，即所述飞机机务课件内容中可见但无需操作的零部件的数据；所述步骤S1包括：-对所述第一类数据进行第一误差范围的轻量化；-对所述第二类数据进行第二误差范围的轻量化；其中所述第一误差范围小于所述第二误差范围。
上述实施例中的方法既能够降低课件总体数据量，又能够保证飞机机务课件内容的关键数据——亦即可见且需要操作的零部件的数据——的逼真度，使得飞机机务课件在取得令人满意的展示效果的同时也降低了对展示系统软硬件性能的要求。
在本发明的飞机机务信息处理方法的一个实施例中，所述飞机机务课件内容包括辅助动力装置(Auxiliary Power Units，APU)滑油油滤拆卸/安装；所述第一类数据包括辅助动力装置相关零部件的数据；所述第二类数据包括飞机外形数据。
在本发明的飞机机务信息处理方法的又一个实施例中，所述飞机机务课件内容包括副翼脱开机构拆卸/安装；所述第一类数据包括副翼脱开机构、卡箍的数据；所述第二类数据包括飞机外形数据、副翼模块数据。
在本发明的飞机机务信息处理方法的一个实施例中，所述飞机机务课件内容包括襟缝翼传动机构；所述第一类数据包括襟缝翼扭力杆、齿轮箱、丝杆的数据；所述第二类数据包括飞机外形数据。
至少上述部分实施例的方法可以代替真机解决机身范围内的实习培训项目，并解决复杂区域、隐蔽区域培训困难的问题。
在本发明的飞机机务信息处理方法的一个实施例中，还包括步骤：S3.由三维展示系统展示所述飞机机务课件。
通过三维展示系统的展示，可以模拟真实的三维飞机机务操作环境，充分体现飞机机务课件中的信息量，提高观众的直观感受，增强观众对课件内容的记忆。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更加明显：
图1示出了根据本发明的一个实施例的飞机机务信息处理方法的流程图；
图2示出了根据本发明的又一个实施例的飞机机务信息处理方法的流程图；
在图中，贯穿不同的示图，相同或类似的附图标记表示对应的特征。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的一个实施例的飞机机务信息处理方法的流程图。如图所示，该实施例的飞机机务信息处理方法包括两个步骤S1和S2。
首先，在步骤S1中，基于飞机数字样机，对飞机机务课件内容所涉及的不同类型的数据进行不同程度的轻量化，以生成轻量化三维数字模型。
然后，在步骤S2中，基于步骤S1中生成的轻量化三维数字模型，生成飞机机务课件。
日常的飞机机务包括机电和航电两大类。机电主要是指机械和电气方面的，通常是用来维持飞行，包括辅助动力装置、飞行控制(飞控)、环境控制(环控)、液压系统、作动装置、等。航电一般是指飞机的任务电子设备，通常包括传感器系统、通信/导航/识别系统、座舱显示与控制、任务计算机、等。
在飞机机务课件内容中，存在着因内容相关度不同而划分的不同类型的数据。通过对不同类型的数据进行不同程度的轻量化来生成轻量化三维数字模型，可以降低课件总体数据量。该实施例中的方法通过提供三维的飞机机务课件代替传统CBT课件中二维图像，增加了课件中的综合信息量和数据模型的立体逼真度，可以提高学员记忆长久性，从而提高理论培训效果。
在本发明的飞机机务信息处理方法的一个实施例中，飞机机务课件内容所涉及的不同类型的数据包括第一类数据和第二类数据。第一类数据为所述飞机机务课件内容中可见且需要操作的零部件的数据。第二类数据为所述飞机机务课件内容中可见但无需操作的零部件的数据。
该实施例中的步骤S1包括：
-对第一类数据进行第一误差范围的轻量化；
-对第二类数据进行第二误差范围的轻量化。
这里的第一误差范围小于第二误差范围。
具体地，例如但不限于，第一误差范围可以为平均误差0.1mm至1mm，第二误差范围可以为平均误差1mm至2mm。第一误差范围的轻量化属于轻度简化或优化，第二误差范围的轻量化属于重度简化或优化；就视觉效果而言，经过第一误差范围的轻量化之后的第一类数据与飞机数字样机中的原始的第一类数据相比基本没有视觉误差，经过第二误差范围的轻量化之后的第二类数据与飞机数字样机中的原始的第二类数据相比仍可识别。
该实施例中的方法既能够降低课件总体数据量，又能够保证飞机机务课件内容的关键数据——亦即可见且需要操作的零部件的数据(第一类数据)——的逼真度，使得飞机机务课件在取得令人满意的展示效果的同时也降低了对展示系统软硬件性能的要求。
在本发明的飞机机务信息处理方法的另一个实施例中，飞机机务课件内容所涉及的不同类型的数据除了第一类数据和第二类数据之外还包括第三类数据，即所述飞机机务课件内容中不可见且无需操作的零部件的数据。该实施例中的步骤S1还包括：-对第三类数据进行第三误差范围的轻量化。这里的第三误差范围大于第二误差范围。具体地，对第三类数据进行第三误差范围的轻量化包括删除第三类数据。删除第三类数据可以极大地降低飞机机务课件的总体数据量。
本领域技术人员应能理解，不同类型的数据与飞机机务课件内容紧密相关。不同的课件内容均有与之相应的数据类型划分。
在本发明的飞机机务信息处理方法的一个实施例中，飞机机务课件内容包括辅助动力装置(APU)滑油油滤拆卸/安装；与之相应地，第一类数据包括辅助动力装置相关零部件的数据，第二类数据包括飞机外形数据。可选地，第三类数据包括除了辅助动力装置舱和飞机外形之外的其他数据。在该实施例中，经过步骤S1之后，所生成的轻量化三维数字模型包括：经第一误差范围的轻量化之后的辅助动力装置相关零部件的数据，以及经第二误差范围的轻量化之后的飞机外形数据。其他数据在所生成的轻量化三维数字模型中不予保留，以降低模型的总体数据量。
在本发明的飞机机务信息处理方法的又一个实施例中，飞机机务课件内容包括副翼脱开机构拆卸/安装；与之相应地，第一类数据包括副翼脱开机构、卡箍的数据，第二类数据包括飞机外形数据、副翼模块数据。可选地，第三类数据包括电子电器设备架上与副翼无关的数据、机身以及驾驶舱等与副翼无关的数据。在该实施例中，经过步骤S1之后，所生成的轻量化三维数字模型包括：经第一误差范围的轻量化之后的副翼脱开机构、卡箍的数据，以及经第二误差范围的轻量化之后的飞机外形数据、副翼模块。其他数据在所生成的轻量化三维数字模型中不予保留，以降低模型的总体数据量。
在本发明的飞机机务信息处理方法的另一个实施例中，飞机机务课件内容包括襟缝翼传动机构；与之相应地，第一类数据包括襟缝翼扭力杆、齿轮箱、丝杆的数据，这些数据与襟缝翼传动结构紧密相关；第二类数据包括飞机外形数据。可选地，第三类数据包括与展示襟缝翼传动及飞机外形无关的数据。在该实施例中，经过步骤S1之后，所生成的轻量化三维数字模型包括：经第一误差范围的轻量化之后的襟缝翼扭力杆、齿轮箱、丝杆的数据，以及经第二误差范围的轻量化之后的飞机外形数据。其他数据在所生成的轻量化三维数字模型中不予保留，以降低模型的总体数据量。为了清晰地展示传动过程，优选地，删除的数据还包括机翼蒙片及舵面。
至少上述部分实施例中的飞机机务信息处理方法可以代替真机解决机身范围内的实习培训项目，并解决复杂区域、隐蔽区域培训困难的问题。
在本发明的飞机机务信息处理方法的一个实施例中，步骤S2包括以下子步骤：
-根据所述飞机机务课件内容生成课件制作要求；
-根据所述轻量化三维数字模型生成课件数据包。
课件制作要求包括，例如但不限于，飞机机务课件内容所涉及的零部件、所涉及的操作动作、操作动作所需的工具、操作动作的相应顺序、等。
如前所述，飞机机务课件内容包括不同类型的数据，所生成的轻量化三维数字模型包括经第一误差范围的轻量化之后的第一类数据以及经第二误差范围的轻量化之后的第二类数据。相应地，课件数据包包括第一类数据的数据包以及第二类数据的数据包。
在本发明的一个实施例中，例如，飞机机务课件内容包括副翼脱开机构拆卸/安装。与之相应地，第一类数据包括副翼脱开机构、卡箍的数据，第二类数据包括飞机外形数据、副翼模块数据。课件数据包包括副翼脱开机构数据包、卡箍数据包、飞机外形数据包、副翼模块数据包、等。
例如但不限于，课件制作要求包括以下项目：
-操作任务，包括副翼脱开机构拆卸和副翼脱开机构安装；
-操作任务副翼脱开机构拆卸进一步包括以下子任务：(1)准备工作，(2)拆卸流程；
-准备工作按先后顺序包括以下操作动作：(1)打开检修口盖，(2)断开断路器并放置安全标签；各操作动作具有与之相应的工具；
-拆卸流程按先后顺序包括以下操作动作：(1)拆卸可调扭力管与脱开机构相连的2个螺钉，(2)拆卸电接头，(3)拆卸与支架相连的开口销，(4)拆卸与支架相连的螺母和垫片，(5)拆卸与支架相连的螺栓，(6)拆卸脱开机构；各操作动作具有与之相应的工具。
在上述实施例中，更具体地，步骤S2还包括：-根据所述课件制作要求，生成虚拟人体以及相应操作的动画。具体地，可以在可见内容中生成虚拟人体，虚拟人体包括躯干及四肢，优选地还包括头部、五官以及手部。根据课件制作要求中的各操作动作，模拟真人在完成各操作动作时躯干和四肢所处的位置和相应动作，从而生成相应操作的动画。
可选地，步骤S2还包括：-渲染所述飞机机务课件。课件的生成和渲染均可以借助于三维虚拟软件。例如但不限于，生成课件可以采用Delmia软件，渲染课件可以采用Virtools软件。通过渲染课件，可以增加其真实感。
可选地，步骤S2还包括：-基于虚拟交互技术、定位跟踪技术生成所述飞机机务课件。
具体地，可以为飞机机务课件内容所涉及的操作环境或零部件的数据包设置与虚拟交互设备以及定位跟踪设备之间的通信/控制接口。虚拟交互设备例如但不限于三位鼠标，可从不同的角度和方位对三维物体观察、浏览、操纵。虚拟交互设备还可与数据手套或立体眼镜结合使用，作为定位跟踪器。在飞机机务课件中，可以将虚拟交互设备的运动赋予三维场景或物体，例如操作环境或零部件，以实现三维场景的漫游和仿真物体的控制。
图2示出了根据本发明的又一个实施例的飞机机务信息处理方法的流程图。如图所示，该实施例的飞机机务信息处理方法包括三个步骤S1、S2以及S3。
首先，在步骤S1中，基于飞机数字样机，对飞机机务课件内容所涉及的不同类型的数据进行不同程度的轻量化，以生成轻量化三维数字模型。
然后，在步骤S2中，基于步骤S1中生成的轻量化三维数字模型，生成飞机机务课件。
之后，在步骤S3中，由三维展示系统展示步骤S2中生成的飞机机务课件。
通过三维展示系统的展示，可以模拟真实的三维飞机机务操作环境，充分体现飞机机务课件中的信息量，提高观众的直观感受，增强观众对课件内容的记忆。
具体地，步骤S3中所使用的三维展示系统可以包括：立体显示器及工作站组成的单机型展示系统、或立体显示器及计算机集群组成的桌面型展示系统、或立体投影系统及计算机集群组成的大场景投影系统。
单机型展示系统在任一时刻仅能从一个侧面展示操作环境，不能实现漫游。
桌面型展示系统可以实现多画面展示，立体效果好于单机型展示系统。
大场景投影系统可以同时展示操作环境的不同侧面，例如正面和背面，从而可以实现三维场景漫游，增加课件展示的立体感和真实感。
本领域技术人员应能理解，上述实施例均是示例性而非限制性的。在不同实施例中出现的不同技术特征可以进行组合，以取得有益效果。本领域技术人员在研究附图、说明书及权利要求书的基础上，应能理解并实现所揭示的实施例的其他变化的实施例。在权利要求书中，术语“包括”并不排除其他装置或步骤；不定冠词“一个”不排除多个；术语“第一”、“第二”用于标示名称而非用于表示任何特定的顺序。权利要求中的任何附图标记均不应被理解为对保护范围的限制。某些技术特征出现在不同的从属权利要求中并不意味着不能将这些技术特征进行组合以取得有益效果。
Claims (10)
1.一种飞机机务信息处理方法，包括以下步骤：
S1.基于飞机数字样机，对飞机机务课件内容所涉及的不同类型的数据进行不同程度的轻量化，以生成轻量化三维数字模型；
S2.基于所述轻量化三维数字模型，生成飞机机务课件，其中，所述不同类型的数据包括：
-第一类数据，即所述飞机机务课件内容中可见且需要操作的零部件的数据；
-第二类数据，即所述飞机机务课件内容中可见但无需操作的零部件的数据；
所述步骤S1包括：
-对所述第一类数据进行第一误差范围的轻量化；
-对所述第二类数据进行第二误差范围的轻量化；
其中所述第一误差范围小于所述第二误差范围，
并且其中，所述第一误差范围为平均误差0.1mm至1mm，所述第二误差范围为平均误差1mm至2mm。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞机机务课件内容包括辅助动力装置滑油油滤拆卸/安装；
所述第一类数据包括辅助动力装置相关零部件的数据；
所述第二类数据包括飞机外形数据。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞机机务课件内容包括副翼脱开机构拆卸/安装；
所述第一类数据包括副翼脱开机构、卡箍的数据；
所述第二类数据包括飞机外形数据、副翼模块数据。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述飞机机务课件内容包括襟缝翼传动机构；
所述第一类数据包括襟缝翼扭力杆、齿轮箱、丝杆的数据；
所述第二类数据包括飞机外形数据。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
-根据所述飞机机务课件内容生成课件制作要求；
-根据所述轻量化三维数字模型生成课件数据包。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
-根据所述课件制作要求，生成虚拟人体以及相应操作的动画。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
-渲染所述飞机机务课件。
8.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：
-基于虚拟交互技术、定位跟踪技术生成所述飞机机务课件。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤：
S3.由三维展示系统展示所述飞机机务课件。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述三维展示系统包括：
立体显示器及工作站组成的单机型展示系统、或立体显示器及计算机集群组成的桌面型展示系统、或立体投影系统及计算机集群组成的大场景投影系统。
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