Varjo XR头显在飞行训练中的行业示例和实际应用

仁者见仁

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video: https://mp.weixin.qq.com/mp/readtemplate?t=pages/video_player_tmpl&action=mpvideo&auto=0&vid=wxv_24961118189654835211. 虚拟与混合现实：飞行员训练的演变
　　沉浸式技术已将飞行员训练提升到新水平，学员可以充分做好准备并提高学习能力。虚拟或混合现实训练设置使学员能够更积极地参与并专注于手头任务，训练场景可以根据需要重复多次进行。

　　在飞行员训练中，学员主要通过观察和动手操作来学习，在混合现实技术和3D声音的支持下，学员可以在飞机驾舱中练习，沉浸在一个综合生成的虚拟世界中。混合现实有助于物理和虚拟的虚拟无缝融合，学员常常忘记自己在模拟器中。高清晰立体声直通摄像头使学员看到真实世界并与实际驾驶舱互动，通过与所有旋钮、刻度盘、地图和iPad互动进行肌肉记忆训练，这也是飞行员训练的关键部分。因此，学员可以在较短的时间内获得更多的知识。虚拟模拟器可以在更短的时间内高效地培训更多的飞行员，对飞行学校和企业来说是一项很有吸引力的投资。

　　虚拟和混合现实可用于常见的培训应用，如飞行员筛选、基本飞行流程、检查表训练、驾驶舱熟练度、交通模式操作和地理熟悉。还可以创建在现实生活中很难或不可能复制的训练场景。例如，很难安全地在空中模拟单引擎飞机的发动机故障。有了虚拟现实和混合现实，任何安全关键的场景都可以复制并进行培训。

　　此外，虚拟和混合现实模拟器还允许多用户协作，有助于机组成员在多用户模式下安全地协调、沟通并解决紧急情况。因此，虚拟和混合现实模拟器有助于培养飞行员充分准备和胜任工作的能力。

2. Varjo XR头显沉浸式训练解决方案

　　要开始虚拟现实训练，首先要确定训练需求。您想训练哪些关键操作和场景？理想的训练地点是哪里？您在使用哪些需要沉浸式技术支持的培训软件和供应商？什么样的虚拟、增强或混合现实技术比较适合您的培训需求？

　　由于Varjo头显的灵活性和多功能性，无论模拟场景如何，它都非常适合飞行员训练。强大的沉浸感和高度的视觉逼真度确保了有效的训练场景和长时间的训练没有任何模拟器疾病或不适。Varjo头显的高精度、内置的眼动跟踪功能，可以记录和准确评估学员的实时表现。

　　此外，Varjo头显支持在线和离线环境使用，并提供质保和专门的业务支持，因此您可以放心地启动系统并运行，以及联系我们的内部专家解决任何问题。头显与大部分软硬件兼容性。我们支持LockheedMartin prepar3d、BISim VBS Blue IG，以及业界先进的3D平台和Unity、Unreal Engine和OpenXR 1.0。我们的头显可以在各种PC上运行，这很容易使用您可以在大型专用模拟器中轻松补充培训内容。技术提供商是否需要满足哪些安全考虑或认证要求？例如，Varjo可以开发XR-3混合现实头显的TAA兼容版本，并为安全环境禁用物理无线电组件。Varjo硬件和软件已获得美国海军（海军载人飞行）的运行授权（ATO）。

　　Varjo头显不仅仅是硬件，不断开发面向专业用户的软件功能，如实时chroma抠图。基于客户的反馈建立了开发渠道，这些客户来自高要求的专业行业，包括航空航天和国防。 为复杂的VR/XR培训系统提供专业的解决方案支持。

3. Varjo虚拟与混合现实飞行训练应用案例

3.1 美国海军复仇者计划应用案例



美国海军正在执行一项雄心勃勃的任务——改革航空训练计划。随着飞机技术越来越先进，飞行员的能力也必须达到新的高度，他们要能够管理飞机的各种系统。大数据和数据分析对于实现这一目标至关重要，虚拟培训则是使用它们的完美环境。复仇者计划正是为了实现这一方面。除了传统的训练方法外，复仇者计划还让学员在沉浸式混合现实场景中佩戴头显使用基于触觉的模拟器进行练习。该项目可以提高飞行员的技能，缩短学员转为正式飞行员所需的时间，以及降低培训成本。一旦该项目成功完成最后阶段，将根据复仇者计划模型进一步现代化美国海军所有先进的航空渠道。

3.2 FlightSafety International应用案例



FlightSafety International是比较先进的专业航空培训公司，为商业、政府和军事组织提供飞行模拟器、视觉系统和显示器。FlightSafety International与Varjo一起开发了一款具有开创性的混合现实飞行教练机。教练使用Varjo的混合现实头显和FlightSafety的图像生成器VITAL 1150视觉系统，将虚拟世界场景与真实驾驶舱融合在一起；学员在真实感合成环境中飞行时，能够看到真实的飞行控制装置、所有仪表板和自己的手。

　　FlightSafety International拥有100多个先进的全飞行模型或模拟器，可以轻松地通过虚拟和混合现实进行升级。与传统的全飞行模拟相比，她能够增加训练的沉浸感。Varjo提供的视觉升级扩展了训练任务的可能性，如单人启动、滑行、起飞、交通模式和着陆、接近失速、特技和演习，以及应急程序。

3.3 混合现实：用于复杂训练的实时虚拟构造（LVC）

　　飞行员训练在21世纪面临着新挑战。随着飞机技术的发展和成熟，飞行员的能力要求正在从运动技能转向认知技能。飞行员要在管理不同系统的同时快速解决问题，检测和分析现场情况，并在瞬间做出改变结果的决定。



　　LVC（实时虚拟训练）是一种模拟复杂大规模飞行训练的创新方法。LVC通过实时飞机、物理模拟器和计算机生成飞行模拟环境，对飞行员进行训练，这些都将连接到同一个“空域”，这意味着在空中飞行的飞行员可以看到与地面学员看到的物理模拟器相同的飞机和虚拟目标。LVC系统支持他们在同一训练环境中并肩训练或相互对抗。


　　LVC使飞行训练更具激励性，并提高实际部署前的准备水平。容纳多名飞行员意味着培训可以在世界各地进行，从而实现更好的协作。当学员知道在同一场景中与一架实弹飞机一起工作时，容纳多名飞行员提供了增强的学习效果。LVC通过研究飞行场景中的准备水平，使飞行员能够更有效地利用飞行时间。之后，可以对方案进行修改并重复，直到飞行员准备好进入下一步。LVC允许学员安全地体验技术困难，甚至危险的场景。　　
3.4 芬兰空军和芬兰Patria应用案例

　　芬兰空军及其合作伙伴开发了一种新的LVC训练。目前，芬兰空军在鹰式战斗机飞行训练中使用LVC环境，将实时、虚拟和构造元素联网到同一环境中。关于虚拟飞行模拟器，芬兰空军正在使用Varjo的混合现实技术，该技术允许学员检测驾驶舱中哪怕是很小的细节，细节层次营造出高度沉浸的训练体验。



　　为了补充该解决方案，芬兰国防、安全和航空训练及技术解决方案提供商Patria开发了一个独特的运营商绩效分析系统——OPAS。OPAS通过眼动和心率变化等生理数据，监测飞行员训练期间的压力水平和认知负荷。该系统利用Varjo的综合眼动跟踪功能及其<1度的准确度来收集准确的心理生理测量值，以进一步研究学员的认知负荷。行业案例所有的训练数据，包括心理生理测量和作战训练数据都存储在性能评估中，包括飞机的位置、发射导弹的数量和命中精度等细节。教练可以在事后查看所有数据，以确保任务的难度达到理想水平。　
3.5 虚拟现实：在VR模拟器中进行直升机训练获得客户的认可

　　虚拟直升机训练已经达到非常高的复杂程度，如今它已经被欧盟航空安全局（EASA）官方认证。有了欧洲航空航天局批准的最初台虚拟现实模拟器，直升机飞行学员现在可以将虚拟训练时间计入飞行训练。这个认证表明，先进的高保真头显模拟器的质量现在符合比较苛刻的场景和标准。



　　虚拟现实非常适合直升机训练，操作直升机需要具备良好的周边视觉和环顾四周的能力，以获得空间和态势感知。为了让训练更具真实感，虚拟驾舱应像现实中一样出现，且需要完全沉浸其中。例如，动态运动平台模拟地面上的姿势和着陆的变化，实现真实感觉的飞行操作。
直升机模拟器可用于学习直升机盘旋和其他基本直操作。可以练习不同的应急程序，例如自动旋转着陆、斜坡着陆和尾旋翼故障。通过虚拟模拟器，学员可以体验在真实直升机上不可能或太危险的场景，例如降落到敌对区域、混乱恢复和自动旋转着陆。在VR/XR环境中进行这些场景训练有助于提高飞行安全性。

　　飞行学校和直升机公司可以通过提供更高效、更具成本效益、更环保的培训，从很新的批准中受益。澳大利亚直升机飞行模拟器提供商Ryan Aerospace称，他们的一些客户通过使用虚拟现实教练机，减少了约40%的实物直升机培训，从而节省了大量成本。
3.6 VRM Switzerland应用案例
　　瑞士飞行培训解决方案提供商VRM Switzerland开发了最初个获得欧盟航空安全局（EASA）批准的虚拟现实培训解决方案。它包括一个真实、全尺寸的Robinson R22驾驶舱的复制品。该解决方案的特点是使用Varjo VR-3头显，在高度动态的6自由度运动平台上结合姿势跟踪和VR触觉驾驶舱。



　　EASA对教练进行资格认证，VRM Switzerland的客户都可以使用虚拟现实培训解决方案，无需进一步的国家认证。可以将训练时间计入飞行训练，使飞行员训练更有效。此外，这使航空业能够进一步推动航空培训的未来。该认证还提高了安全性，统计数据显示约20%的事故发生在训练飞行期间，旋翼机飞行员现在可以在虚拟现实环境中安全地进行危险的操作。VRM瑞士公司宣布，将很快推出空客H125版本。
04. 官方授权产品与技术服务

　　想了解更多关于Varjo XR在培训中实施真实感虚拟和混合现实技术的信息吗？我们很乐意为您提供演示体验，并讨论Varjo的专业级虚拟和混合现实解决方案如何满足您的模拟需求。



北京和远科技有限公司是Varjo官方授权合作伙伴，为您提供官方正品产品与技术服务，所售产品享受官方维保服务。和远科技北京办公室提供Varjo产品Demo体验，欢迎来电咨询。

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部分图片来自网络

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