0 引言

交互式电子手册（IETM）是基于现代信息和电子技术实现的一种装备综合保障技术和手段[1]。它将与装备有关的系统、零部件、维修工具等的资料信息划分为多个信息对象，按照S1000D技术标准规定的格式存储到数据库中，具有良好的交互能力和很强的专家智能。使用者进行信息检索时，相关的装备信息能够通过文字、图片、视频、动画等多种形式展现，实现了指引信息的多样化[2]。但其只是一个展现在独立界面或平台上的“手册”[3]，无法实时监控到当前操作者的操作过程，并给出实时的操作建议和提醒。导致操作者在使用过程中仍需停下来翻看手册，维修的工作效率并没有显著提升。

AR辅助维修系统是一种基于增强现实（AR）技术的用于各种装备维修指导的系统，维修过程中可以将计算机产生的附加信息叠加到操作者的视野中，对操作者所看到的场景进行增强，并给出实时的维修指导[4]。操作者根据指导可以一次性完成非常复杂的维修，大大提升了维修工作的效率，减少作业差错。但对于无法准确判别装备故障情况的非专业人员而言，仍无法调用该系统对应的指导模块进行维修操作。

针对上述矛盾，研究出一种新型电子手册。对交互式电子手册和AR辅助维修系统的功能重新组合划分，同时设计出新的通用系统架构，实现交互式电子手册与AR辅助维修系统的融合。新型电子手册延用S1000D的编码方式，将手册中故障检索功能和AR辅助维修系统指引检索功能所需数据的耦合部分重新编写，避免各模块检索时间的线性叠加，提高检索效率和系统的实时性，让非专业人员能够使用新型电子手册无间断高效地处理装备的各种故障，使各类具有相似功能的系统都可以以此框架为模板或基础，从而缩短设计和实现的周期。

1 新型电子手册功能

AR辅助维修系统包含交互、信息组织和呈现选择三个方面，基本能够实现AR辅助维修系统在应用时的功能需求。本文提出的基于AR辅助维修系统的新型电子手册还要具备工作流控制、故障检索和指引检索三大功能模块来保证整个系统流畅运行，保证操作者能够使用装备维修电子手册完成从故障现象判断到解决故障问题的一系列操作。将新型电子手册功能按图1层次划分。

  

图1 新型电子手册功能层次结构Fig.1 New electronic manual functional hierarchy

各功能层定义如下：

可令她不快的事情随之而来，山间多花蚊子，个头不大，但攻击人非常厉害，被咬过的地方马上会起了红斑，而且痒痒得要命。红琴的皮肤是水做的，嫩得出奇，被几个花斑蚊子一咬，顷刻之间就痒了起来，她就伸手去搔，越搔越痒。这是什么鬼地方，她骂了一句，刚才那种好心情全烟消云散了，化作一阵风跑远了，取而代之的是莫名的心烦意乱。

对应于图1中的交互层架构。信号翻译模块用来获取使用者的各类交互信号，如语音、手势、飞鼠等，通过与各种交互信号所对应的API库进行比对，解析翻译出具体的数字信号，然后发送到指令解释模块，通过指令数据库将交互信号转化为有具体含义的交互指令，最后输出给工作流控制模块统一处理。

rule4禁止陌生人得到用户定位信息，rule5允许用户的朋友看到用户的定位在某个区但是更详细的位置看不到，rule6允许用户的家人看到用户定位的具体地点。rule7禁止陌生人看到用户发布的消息中的人名，rule8允许朋友得到消息中的人名。

天色将晚，夏国忠把阵地巡视了一遍，看到战士们修筑的工事不错，环形工事中，防空洞也修得坚固实用，既有单兵掩体，又能互相贯通，互相支援。他很满意，传令下去，让战士们好好休息，养足精神，准备迎击鬼子的进攻。

（3）增强现实系统

我国加入WTO以来，农产品市场管制放开的自由化趋势与国家粮食安全战略之间的矛盾日益凸显。2015年7月1日，颁布的《中华人民共和国国家安全法》明确指出：“国家健全粮食安全保障体系，保护和提高粮食综合生产能力，完善粮食储备制度、流通体系和市场调控机制，健全粮食安全预警制度，保障粮食供给和质量安全”。[注]《粮食安全列入国家安全法，凸显粮食安全战略地位》，中国食品报网站，http://www.cnfood.cn/n/2015/0706/60261.html，2015年7月6日。农业保险是国际上普遍认可的“绿箱”政策工具，对实现国家粮食安全战略作用显著。

（1）交互系统

（5）用户层是额外的功能需求，用于记录分析用户的操作。

（2）交互层主要负责多通道交互信息的接收、翻译。其中交互设备与技术负责交互硬件的实现，交互指令翻译负责翻译交互内容的含义。

2 新型电子手册系统框架

新型电子手册系统框架由三大系统、七大功能模块组成。整个系统以3D数字化手册系统为核心，交互系统为数据输入，增强现实系统为底层监控和输出。各个系统的介绍如下：

  

图2 新型电子手册系统框架Fig.2 New electronic manual system framework

图1已明确定义了新型电子手册的功能划分。该划分适用于不同类型装备的维修操作指导手册的制定。基于该层次结构，设计新型电子手册的通用系统框架如图2所示。

（4）界面层是用户实际操作的界面，展现出来的应是新型交互电子手册的操作界面，通过一系列信息检索，可以直接调用AR辅助维修系统中相应步骤的增强现实维修指导信息，该层通用性不强，针对不同的装备需求有很高的定制度。

（1）基础层的虚实注册、定位追踪、虚实融合显示是实现AR辅助维修系统的主要内容。

（2）3D数字化手册系统

对应于图1中的检索层架构。故障检索模块通过工作流输入的响应指令，调用装备故障信息库的内容输出检索到的故障维修信息；工作流控制模块用于管理新型电子手册的操作流程，包含三个功能：一是处理多种交互信号之间的冲突，二是响应交互指令，输送给故障检索模块，三是将查询到的故障维修信息发送到指引检索模块；指引检索模块根据接收到的故障维修信息，从装备故障信息库中检索出需要加载的指引信息，最后发送给信息增强模块。

（3）检索层确保整个手册能够正常运行。工作流控制用来控制系统的流程，处理信息冲突；故障检索负责故障信息的判断和呈现，包含故障检测、故障列表和故障维修之间关系处理；指引检索负责对需要显示在增强现实场景中指引信息的检索和呈现；信息组织部分负责构建、存储、组织和管理整个新型电子手册所要用到的图片、文字、视频、模型和虚拟动画。

假设模型中的风险厌恶因子 λ=0.7，β=1，A=0，B=0.6 时，利用Matlab 2016a软件对模型进行求解，可以得到均值—方差—熵模型的投资策略情况见表2。

对应图1中的基础层架构。注册模块用于完成增强现实系统的虚实注册过程，依照摄像头输入的标志点信息与标志数据库中的信息进行匹配，最终得到观测物体模型的真实空间矩阵，完成虚实注册过程；信息增强模块通过定位追踪和虚实融合技术将接收到的相关指引信息组合成完整的增强信息传送到AR眼镜所看到的场景中，达到增强现实的效果，直观地引导维修者进行具体的维修操作。

3 新型电子手册数据组织方法

S1000D是由欧洲航空航天和防务工业协会、美国航空航天工业协会和美国航空运输协会共同发布的技术出版物国际标准[5]。在交互式电子手册的设计中通常采用S1000D进行数据管理，首先对整个装备的所有信息进行整合，将其分解至各个数据模块的层次，并编写成HTML文档的形式，然后将所整合的数据模块信息和编写好的HTML文档以XML文档格式进行组织编写，最后将所有的XML文档按照一定的规则存储到CSDB中[6]。本文首先将AR辅助维修系统中的指引信息数据和注册数据加入到交互式电子手册系统的数据组织中，并延用S1000D技术文档标准，将AR辅助维修系统指引检索模块的指引信息与交互式电子手册系统故障检索模块的维修信息耦合内容编写成XML文档，最后存储至新型电子手册的CSDB中。XML文档形式示例如下：

 

 

其中“L-”后的内容为标识区段内容，后面为标识区段所对应的内容区段，包含指引信息、三维动画、图片等相关信息，通过标识区段内容进行索引，从故障现象选择到对应故障自动判断，再到故障维修方案，最后是相应故障维修步骤的三维动画展示和增强信息的获取。

4 应用案例

在吊车装备引导维修中应用本文提出的新型电子手册通用系统架构和数据组织方式，整个系统程序的测试结果如下：

图3、图4和图5为新型电子手册的界面，包含故障检测、故障列表和故障维修三大部分，用户根据现场设备的故障现象，对照手册中的文字和图片说明一步步进行排查，最终找到对应的维修方法，选择对应的增强现实指导。图6为相应故障维修指导的增强现实场景。

  

图3 故障检测界面Fig.3 Fault detection interface

  

图4 故障列表界面Fig.4 Fault list interface

  

图5 故障维修界面Fig.5 Fault repair interface

  

图6 故障维修指导的增强现实场景Fig.6 Augmented reality scene of fault repair

6 结论

实验结果表明，本文提出的在S1000D技术文档的基础上添加增强现实系统数据模块与交互式电子手册数据模块耦合的内容解决了交互式电子手册和AR辅助维修系统融合过程中模块间数据重合部分重加载的问题，整个手册运行流畅，大大降低了装备维修的难度，提高了装备维修的效率；新型电子手册的系统架构合理，具有很强的通用性，缩短了相似系统的设计周期。

所以，一般推荐到16周时孕妈妈的体重可以不长，如果要长只推荐长1千克左右。如果体重是下降的，应该对宝宝也没有太大影响，但会给以后的体重增重增加负担，因为体重下降意味着营养储备不足，可能会影响产后泌乳，所以在以后的孕程中要把这些丢失的体重逐步地长回来，为母乳喂养作准备。

参 考 文 献

[1]陆洪武,陈建国,王荣颖.IETM技术发展综述及其特点分析[J].舰船电子工程,2009,29(7):25-28.

[2]胡耀光,孟小华,李展.S1000D规范下IETM中数据模块的设计与实现[J].计算机工程与设计,2009,30(13):3222-3224.

[3]梁伟杰,于永利,张磊,等.装备交互式电子技术手册发展综述[J].国防技术基础,2009(5):9-15.

[4]Azuma R T.A survey of augmented reality[M].MIT Press,1997.

[5]胡军,王金树,程荣涛.IETM数据库模型设计方法研究[J].舰船电子工程,2010,30(4):162-165.

[6]http://public.s1000d.org/Pages/Home.aspx