【训练】增强现实技术(AR)在部队训练中的运用与局限

2020-03-03 15:23:34

来源:外军分队作战训练研究

增强现实技术在部队训练中的运用与局限

序言
截至目前,增强现实技术仅适用于观察员训练,包括前方观察员、联合火力观察员、联合终端攻击控制员、战术空中控制员等。

01 增强现实技术

增强现实(Augmented Reality,简称AR),增强现实技术也被称为扩增现实,AR增强现实技术是促使真实世界信息和虚拟世界信息内容之间综合在一起的较新的技术内容,其将原本在现实世界的空间范围中比较难以进行体验的实体信息在电脑等科学技术的基础上,实施模拟仿真处理,叠加将虚拟信息内容在真实世界中加以有效应用,并且在这一过程中能够被人类感官所感知,从而实现超越现实的感官体验。真实环境和虚拟物体之间重叠之后,能够在同一个画面以及空间中同时存在。

增强现实技术不仅能够有效体现出真实世界的内容,也能够促使虚拟的信息内容显示出来,这些细腻内容相互补充和叠加。在视觉化的增强现实中,用户需要在头盔显示器的基础上,促使真实世界能够和电脑图形之间重合在一起,在重合之后可以充分看到真实的世界围绕着它。增强现实技术中主要有多媒体和三维建模以及场景融合等新的技术和手段,增强现实所提供的信息内容和人类能够感知的信息内容之间存在着明显不同。

02 增强沉浸式班组训练系统(AITT)

敌情过于简单,训练效果必然打折扣。因此,实兵训练的最大难题就是如何保证训练环境的真实性和训练条件设置的复杂性。例如,战术空中控制组训练时,由于目标、炮目线和地表危险区域都是固定的,使得整个训练非常容易变得呆板,训练效果大打折扣。

要提高实兵训练环境真实性,离不开仿真手段。设置的坦克、靶标等各种“敌人”如果没有反击,那他们就不叫敌人。朝靶标打实弹,不代表靶标就是真敌情。训练中,由于资源限制,可以允许训练环境有缺陷,但要想方设法让设置的敌人活起来,那么现在看来,增强现实技术可能是解决这一问题的有效手段。

在增强现实技术研究上,美军海军研究办公室已经进行了十多年研究,先后投入几千万研发出“增强沉浸式班组训练系统”,用于实兵对抗训练、呼唤火力训练和近距离空中支援训练。该系统还可与实兵交战系统结合使用,让虚拟的飞机、车辆、士兵和火力效果准确投影到真实地形上。

该系统可以在整个训练场任意地点仿真敌人目标和效果,控制的飞机可以从多个角度和方向进入“战场”,而不是事先指定的进入点。当你从观察哨看向战场时,敌人车辆影像投影到你佩戴的眼镜上,并出现在前方山谷。当你转动头部,敌人车辆影像也随之调整,看上去与地形完美匹配。而后你用九段格式简令呼唤火力,你抬头望向天空,天空中出现飞机影像,飞机飞行方向和角度完全符合真实情况。同样,你也能观察到炮兵发射烟雾弹标记敌人坦克。当你把头贴近与训练系统无线链接的观瞄仪时,里面也同步显示了虚拟的敌军坦克影像,同时,你观察到飞机投放的激光制导炸弹没有命中目标,偏移300米。而后,你立即把该情况反馈给任务飞机,并通过观瞄仪继续观察,引导飞机补充发射的炸弹准确命中目标。目前,美军已经在训练中使用类似系统,用于训练各军种观察员。


 

通过增强现实技术在训练场上虚拟4辆敌军坦克

03 增强现实技术的训练效益

增强现实技术用于训练,能显著提升训练效益。以美军增强沉浸式班组训练系统(AITT)用于“联合终端攻击控制员”训练为例,海军陆战队《战术空中控制组训练与战备手册》指出,一名“联合终端攻击控制员”训练周期6个月,其中2个月可能进行模拟训练,需要完成6次控制训练,只有个别控制训练可以在模拟系统中完成。一个合成营通常需要10名官兵通过“联合终端攻击控制员”资格认证,至少需要进行40次控制训练。训练中,远征作战训练组在站训练时间内,每半小时要完成2次9段格式简令。就飞行员而言,25分钟接收到简令和检查,15分钟在站时间,25分钟时间返航,每小时飞行最低消耗11134美元。这还是最简化的费用计算,还不包括类似外挂油箱或者空中加油等额外开销。此外,保障炮兵连还需要10台悍马和18台中型战术卡车,100名陆战队员。最后,一枚联合直接攻击炸弹造价25000美元,其它各种消耗也应计入训练开支。实际上,实兵实弹训练消耗巨大,各个军种情况都一样。

增强沉浸式班组训练系统(AITT)训练运用效果

  • 关键词:
  • 部队训练
  • 外军分队作战训练研究
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