MR助力航天发射训练 促进军民科技深度融合

近年来，科学技术的迅猛发展引起了经济、社会、军事等领域的深刻变革。虚拟现实技术（VR，Virtual Reality）、混合现实技术（MR，Mixed Reality）是当今世界前沿科技手段之一，国外发达国家一直将其列为国防高科技重点发展的关键技术，视其为信息时代提高作战效能和加强军队质量建设的有效途径，并为军事训练、作战指挥和战法研究等方面的革命性突破提供有力保障。

图 | 系统操作示意图

中国运载火箭技术研究院旗下北京航天自动控制研究所，在其所内军民融合基金支持下，研发了以航天装备发射训练流程与操作为背景，基于混合现实技术的航天装备发射训练系统（VRTS）。VRTS以航天装备发射过程中的各岗位协同训练作为核心内容，对操控台、驾驶台等操控核心对象，以及车辆、地形等周围环境进行逼真模拟，增进受训人员的临场代入感。训练过程强调源于现实、高于现实、虚实结合，增加在真实场景中训练时不具备的步骤提示、语音提示、VR辅助信息面板等环节，全方位辅助在岗人员学习、训练、考核。系统既能实现单人学习训练，又能支持不小于10人规模的航天装备系统级的协同发射任务训练，教练端可动态调整训练任务控制训练流程。

图 | 系统部署示意图

该系统为国内首例高精度MR混合现实训练系统，系统结合模式识别技术，在虚拟作战画面中实时融合了真实的手部图像及其定位，用户在VR/MR头盔中观察到手部操作虚拟设备的同时，可同步触摸到真实世界中的半实物操作台，实现虚实结合的精密匹配，匹配精度达到键盘级（厘米级）。系统由北京航天自动控制研究所与禹步信息科技有限公司合作研制开发，据悉双方此前就VR/MR技术在航天领域的应用已经进行了多轮技术探索与攻关。北京航天自动控制研究所王成博士表示，此项技术允许受训人员直接采用双手操作，无需操作手柄或者复杂的手部标记点，既提升了交互的自然性，又避免了原有VR训练系统中触觉反馈不真实的问题，极大地降低了受训人员训练的准入门槛。该系统虽然目前处于原型阶段，但有望在陆、海、空、天等多种场景训练中大范围推广应用。

图 | 虚实混合的精确手势操作示意图

当前，随着科学技术不断发展，多学科交叉群集、多领域技术融合集成的特征日益凸显。国防和科技从来就是密不可分的，国防需求是科技进步的重要推动力，科技发展则必然酝酿和促进军事上的变革。通过军民深度融合发展培育“聚合点”，吸纳整合国家优质科研资源，通过MR混合现实训练系统建设与使用推进混合现实技术在装备训练领域的应用，丰富作战部队日常训练手段，提升综合保障方面的能力，最大限度地把创新成果转化为国防战斗力和社会生产力。新时期国防科技的发展将更加依赖于这一技术，同时必将对MR技术提出日趋更高的要求。