汽車故障診斷仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

熊先鋒

摘要：汽車故障診斷仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)對受訓(xùn)人員汽車故障檢驗技能的培訓(xùn)和提升有著重要作用。本文分析了當(dāng)前汽車故障診斷的幾種采用方法，并在此基礎(chǔ)上探討了汽車故障診斷仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：汽車故障診斷；汽車故障診斷仿真實訓(xùn)系統(tǒng)；設(shè)計與實現(xiàn)；

1. 引言

汽車故障診斷仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)對受訓(xùn)人員汽車故障檢驗技能的培訓(xùn)和提升有著重要作用，并受到全世界培訓(xùn)機構(gòu)的重視。這種虛擬現(xiàn)實場景的系統(tǒng)模式，很好的滿足了受訓(xùn)學(xué)員因為參與汽車故障診斷的機會少而難以提升檢測技能的需求，從而讓受訓(xùn)學(xué)員能夠滿足社會發(fā)展的需求。

2. 現(xiàn)代汽車故障診斷方法

2.1 人工檢驗方法

依靠維修人員的診斷經(jīng)驗，在不拆解汽車或者只是在局部拆解的情況下，借助一些建設(shè)的設(shè)備儀器，依靠維修人員豐富的知識積累，采用眼睛、手感、鼻子、耳朵等身體器官來確定汽車故障存在的原因并指出故障發(fā)生部位。可以說，人工檢驗方法是最簡單也最原始的方法，具有很大的開發(fā)潛能性，即使現(xiàn)在科技突飛猛進，也不能替代人工檢驗方法，因為科技的使用也需要通過人員來完成，只有將科技技術(shù)檢測建立在人員檢測的基礎(chǔ)上，通過人工檢驗對汽車故障有了初步判斷和定性分析以后，才能更科的利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)。

2.2 儀器診斷方法

儀器診斷方法是通過現(xiàn)代化檢測診斷儀器，在不拆解和僅僅做局部拆解的情況下對汽車各種故障進行檢測、分析，最終確定汽車故障的原因及存在部位。儀器診斷方法是當(dāng)前常用檢測方法中比較精確的方法。隨著社會發(fā)展和技術(shù)進步，人們對汽車安全性、環(huán)保型以及舒適性要求的越來越高，對汽車故障診斷的要求也將越來越高。儀器診斷對汽車故障做出的精確定量分析正好滿足了當(dāng)下汽車故障診斷從定性分析向定量分析逐漸轉(zhuǎn)變的需求，成為協(xié)助維修人員迅速有效診斷汽車故障的一種科學(xué)設(shè)備。

2.3 故障碼診斷方法

故障碼診斷方法又被稱之為電腦自診斷方法，在診斷過程中維修人員通過汽車電腦故障診斷儀器調(diào)取故障碼之后，通過詢問汽車生產(chǎn)廠家提供的維修手冊中的故障碼，并結(jié)合維修手冊提供的診斷流程圖對汽車故障進行診斷分析。故障碼診斷是一種特殊的診斷方式，隨著電子系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，故障碼診斷也將成為一種主流診斷方式，對汽車故障診斷有著重要作用。

2.4 綜合診斷方法

根據(jù)已經(jīng)查明的汽車故障狀況，在汽車結(jié)構(gòu)原理之上，通過分析汽車故障原因分析汽車故障與故障之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而確定汽車故障原因及存在部位，最后綜合分析汽車故障。這種方法更多的適合于無故障碼或者無電控系統(tǒng)汽車的故障診斷。傳統(tǒng)模式下的汽車故障診斷法就是綜合診斷法的基礎(chǔ)。綜合診斷法是最常見的一種方法，無論過去，現(xiàn)在還是將來，綜合診斷法都將是一項具有重要意義的汽車故障診斷方法。

3. 仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

VRML就是虛擬現(xiàn)實建模的一種語言工具，能夠有效的幫助建立真實場景模型或者虛構(gòu)三維世界的場景建模語言。這種軟件主要通過計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)得以體現(xiàn)，用該建模語言來實現(xiàn)虛擬場景時，一般是由小到大將所有場景計劃成若干個小場景和片段，存在不同的文件中，最后根據(jù)指令將各個部分進行有效的鏈接，從而實現(xiàn)場景的再現(xiàn)。

3.2 汽車仿真實訓(xùn)場景的實現(xiàn)

根據(jù)實訓(xùn)需要，建模主要包含了轎車、汽車舉升機、尾氣排放設(shè)備等，并采用3D實時渲染技術(shù)，場景可以根據(jù)需要進行360度旋轉(zhuǎn)和縮放功能，實現(xiàn)了各個角度的切換，只要通過電腦就能進行全方位的場景互換操作，從而保證了仿真實訓(xùn)系統(tǒng)的實現(xiàn)。為了讓維修人員能夠感受到身臨其境的真實感覺，實訓(xùn)場景建模舉升機場景周圍要配有工具車、排放設(shè)備、零件柜、工作照明燈、氣動設(shè)備等等；在駕駛室模型構(gòu)建方面，操作感受要盡量體現(xiàn)真實駕駛的環(huán)境；發(fā)動機艙模型是學(xué)習(xí)人員實訓(xùn)最多的地方，其仿真效果要更加完善，這些場景能夠讓學(xué)習(xí)人員通過實訓(xùn)場景快速找到真實狀態(tài)。

3.3 系統(tǒng)建模的實現(xiàn)

3.3.1建模工具以及建模精度

為了能夠確保所建立的虛擬現(xiàn)實環(huán)境更加真實，讓受訓(xùn)人員能夠感受到與真實場景一樣的氣氛，在建模過程中要對模型進行等級劃分，不同的模型不不同的等級表示，這樣可以減少開發(fā)工作量，同時減少運行過程中的復(fù)雜程度，對提高建模的運行和質(zhì)量都能帶來更多優(yōu)勢。在分級過程中，可以將建模分成三個等級，依次為A、B、C三級。A級最高，B級次之，C級最低。維修場地這樣的模型場景就可以將其分布在C級；車輛外觀、車輛內(nèi)飾等對虛擬場景有一定的影響，可定義為B級；車輛零部件、檢測儀器以及維修工具這些直接關(guān)系建模質(zhì)量和使用效果的場景則要定義為A級。通過這樣的級別定義，可以更加有效的實現(xiàn)建模精度，提升建模的使用效果。

3.3.2轎車實體建模的過程

在建模過程中需要完成資料收集、模型制作與后期處理以及模型合成三大塊內(nèi)容。在這個三個階段中，各自的工作重心是不一樣的。在收集資料階段，要收集車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括車寬、車高、軸距以及車輛實物圖片、原車電路圖、車輛零部件圖片等資料。在模型制作與后期處理階段，模型制作要以實體車輛數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，根據(jù)實際車輛尺寸比例、外觀等設(shè)計模型，從而保證模型合乎實際需求。在模型合成階段，要通過各種技術(shù)轉(zhuǎn)換，將獨立創(chuàng)建的各模型實體按照模型數(shù)據(jù)庫的邏輯要求組織起來。

3.3.3汽車檢測儀器以及維修工具模型

隨著電子技術(shù)和自診斷系統(tǒng)在汽車上的大量應(yīng)用，傳統(tǒng)模式下的維修檢驗方式已經(jīng)無法滿足當(dāng)下汽車檢測需求。為了能夠提高培訓(xùn)學(xué)員利用現(xiàn)代化檢測診斷儀器的能力，在設(shè)計和實現(xiàn)系統(tǒng)的時候，除了要建立維修工具模型，還要對故障診斷儀器等現(xiàn)代化檢測儀器進行建模，主要包括萬用表、廢氣分析儀、氣缸壓力表、燃油壓力表、真空表、示波儀等。受訓(xùn)人員在實訓(xùn)過程中通過對汽車檢測儀器和維修工具的使用，可以增強實訓(xùn)人員的維修技能。

總而言之，虛擬現(xiàn)實技術(shù)是基于現(xiàn)代化科技技術(shù)和計算機技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進步而得以實現(xiàn)的一種新興場景模擬技術(shù)。該技術(shù)適應(yīng)了社會發(fā)展潮流，通過人們的聽覺、視覺等感官反應(yīng)對虛擬的現(xiàn)實環(huán)境進行感知，實現(xiàn)和真實環(huán)境一樣的訓(xùn)練模式，從而在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下實現(xiàn)對汽車故障診斷的實訓(xùn)。

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