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VR技术在汽车领域的应用

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年6月作者：韦科华1 韦泉2

[导读] 随着经济和科技水平的快速发展，VR（VirtualReality）技术，即虚拟现实技术，是一项综合集成技术，其创造的三维感官（视觉、听觉、触觉）虚拟世界，具有自主性和可操作性，可通过智能设备实现人与虚拟世界的交互，给受众带来沉浸式体验。

柳州辉视科技有限公司1 韦科华1 545000
柳州东侯生物能源科技有限公司韦泉2 545000

摘要：随着经济和科技水平的快速发展，VR（VirtualReality）技术，即虚拟现实技术，是一项综合集成技术，其创造的三维感官（视觉、听觉、触觉）虚拟世界，具有自主性和可操作性，可通过智能设备实现人与虚拟世界的交互，给受众带来沉浸式体验。VR技术诞生以来，期间经历了思想萌芽阶段、初现阶段、概念和理论初期阶段以及应用阶段的发展，进入21世纪以后，在计算机软硬件技术、电子信息技术、人工智能技术，以及传感器技术等多种先进技术不断发展的推动下，VR技术也迎来了高速发展的黄金阶段，给人们带来新奇而又不一样的生活体验。
关键词：VR技术；新能源汽车；教学应用
        引言
        虚拟现实技术运用在新能源汽车教育，极大地提高了教育的专业性与信息化程度，促进了职业教育模式的新一轮改革，拓宽了新能源汽车教学内容的广度和深度。通过引入专业化的教学方式，可以增加学生的参与度和学习兴趣。同时，可以提高学生的专业技能和专业素质，优化评估方法，并降低培训的设备成本和安全风险。我们相信，随着虚拟现实技术的不断成熟和发展，将使虚拟现实技术在新能源汽车教育和教学中的应用越来越丰富和完整。
        1虚拟现实的概念
        VR是虚拟现实的简称，是一门综合信息技术。VR技术是建立在图像数字处理、计算机仿真、计算机图形、传感器技术等学科基础之上的交叉学科。虚拟现实技术区别于传统信息技术的主要特点在于能够模拟真实的三维环境，让使用者感觉置身于其中，具有沉浸性。VR系统的硬件主要有三维显示设备、声音设备、交互设备。配合仿真软件，虚拟现实技术实现可以应用在各个场合，根据使用者的需要，对需要模拟应用的内容场景进行填充，目前已广泛应用到影视、军事演习、教育、医疗培训、游戏等领域。
        2VR技术的发展现状：
        VR技术最早应用在军用领域，于本世纪初拓展到民用领域，并在各行业领域中得到长足发展。其中，美国最早开始研究VR技术，其拥有Intel、NVIDIA、IMB等众多计算机领域的顶级硬件厂商，还在游戏、互联网、算法方面有着独步全球的技术积累，综合技术水平最为突出。欧洲作为后起之秀，在复杂的分布式并行处理、设备辅助和接口应用等领域处于领先水平。而日本利用其在显示领域以及影视、游戏等内容领域的领先地位，充分将这些领域的优势成果转化到自身VR技术的发展中，奠定了其在虚拟现实技术研究方面举足轻重的地位。我国对VR技术的研究起步相对较晚，无论是在硬件、算法，还是内容方面，都还与发达国家还存在一定的差距。随着中国九五规划、高新技术研究发展计划等相关政策的出台，我国开始大力推动虚拟现实技术的发展，并取得了一系列的研究成果。目前，我国已将VR技术广泛应用到数十个重要的行业当中。
3VR技术的应用领域
        3.1虚拟驾驶评审
        基于六自由度虚拟驾驶平台，建立“人在环”仿真开发平台，开展动态评审，包括虚拟调教、模拟复杂和危险道路的车辆行为、主动安全与驾驶等。基于虚拟现实技术，利用汽车驾驶模拟器能正确模拟汽车驾驶动作，以视、听、触觉等作用于操作者，使操作者能产生沉浸感交互感和，获得实车驾驶感觉。如车辆操纵稳定性评审，传统条件下，一般采用实车试验方法以及理论分析与数值仿真方法进行研究，实车试验方法受约束条件很多，如测量仪器、道路、驾驶员、天气等，而且周期长，需要花费大量的人力、物力和财力。虚拟样机以及虚拟现实技术的出现，使车辆性能的研究方法有了很大飞跃。

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将车辆的参数化模型与复杂的虚拟试验环境相结合，用真实驾驶员进行仿真驾驶，以视、听、触觉等作用于操作者，使之产生身临其境的感觉，体验汽车的振动、倾斜、噪声等效果，在设计早期可及时发现问题，进行调整优化，具有节省资金、可重复性强等优点。
        3.2VR教学功能的实现
        学生可以依据教学内容，采用案例教学、角色扮演的方式，针对新能源汽车整车结构教学和装配原理、汽车安全防护、维护保养、故障检测等进行沉浸式的虚拟演练，身临其境感受了解新能源汽车各大部件结构、装配位置、检测方法等，加深对理论教学的认识与理解，提高安全维修意识与实践技能。学生可以在汽车VR虚拟仿真系统中进行虚拟拆装操作，模拟实际操作流程——首先对系统中相关的维修手册进行阅读，然后使用系统提供的工具车的工具进行实践性操作；在实际性操作中，可以执行放大缩小、旋转以及透视等指令，进而对汽车虚拟零部件加深认知。通过VR教学软件，教师可以根据自己教学内容随意编辑文字及本地视频、图片及flash资源，个性化制作课程资源，可自定义编辑、新增和删除VR课件、插入3D模型、图片、视频、动画等多种格式的素材资源，实现模拟操作真实化、理论实操紧密化、内容结构渐进化。
        3.3新能源汽车虚拟现实教学系统应用策略
        新能源汽车具有高压系统，由于不正常的操作，很可能会导致触电，从而造成人身伤害甚至死亡。新能源汽车虚拟现实教育系统可以无限制地模拟和再现虚拟空间中高压的真实价值，并且学生可以根据需要在不同的虚拟环境下进行操作，可以指导学生按照其职位的法规和标准程序进行操作，并可以引导学生进行标准化操作以防止伤害和死亡。在工作流程和控制策略方面，新能源汽车系统相交传统汽车更加复杂抽象。使用常规的教学方法，学生无法更快，更清楚地理解这些知识。新能源汽车的虚拟现实教育系统使学生能够在虚拟教育环境中更实际地观察各种工作条件下各种系统的工作过程和控制原理。在评估模式下，系统会随机选择评估问题，教师可以实时监控学生的操作行为。这样，可以评估学生的熟练程度，并且系统可以根据任务的准确性和速度向学生发出警报，并通过提醒他们任务中的异常情况对他们进行评分。
        3.4VR技术在汽车营销及服务的应用
        在传统的汽车营销服务过程中，通常受到时间、地点、天气和人流等因素的影响。VR营销服务的应用，将很好地解决这些营销痛点。消费者只需戴上VR设备，就可以随时随地了解汽车的内部结构，快速切换外观风格和车型，对汽车有全面的认识和体验。同时，通过VR虚拟驾驶的方式，可摆脱传统试乘试驾对试驾路况的依赖，让消费者可以自由地选择不同的路况环境进行虚拟试驾和体验汽车驾驶感受。还可以针对汽车特点，推荐特定的试驾路况，突出汽车的卖点，比如四驱车型推荐雪地路况，越野车型推荐野外路况等，给消费者留下深刻的汽车体验印象，助力营销。
        结语
        汽车产业的变革带来了对人才需求的改变，传统的教学方式难以满足产业大国的需求。在职业教育中，不断创新变革，把新技术新手段应用到教育教学中，虚拟现实技术运用在新能源汽车教育，极大地提高了教育的专业性与信息化程度，促进了职业教育模式的新一轮改革，拓宽了新能源汽车教学内容的广度和深度。通过引入专业化的教学方式，可以增加学生的参与度和学习兴趣。同时，可以提高学生的专业技能和专业素质，优化评估方法，并降低培训的设备成本和安全风险。我们相信，随着虚拟现实技术的不断成熟和发展，将使虚拟现实技术在新能源汽车教育和教学中的应用越来越丰富和完整。
参考文献：
[1]刘华清.VR技术的应用现状与发展趋势研究[J].科技传播，2019，11（4）：114-115.
[2]曹凡.国内外VR技术研发现状综述[J].中国科技信息，2019，（5）：36-37.
[3]侯云仙.2017年虚拟现实（VR）市场预测[J].中国信息化周报，2017，（11）：2-5.
[4]张昊．虚拟现实技术在汽车设计中的应用[J]．时代汽车，2018（10）：91-92．
作者简介：韦科华，（1995-），男，壮族，广西柳州人，本科，主要从事研发相关工作。
韦泉，（1968-），男，汉族，广西贵港人，大专，主要从事研发相关工作。