汽車仿真VR開發(fā)過程淺述

江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院機械電子與信息工程學院 周曉雨 倪小波

VR是Virtual Reality的縮寫，中文的意思就是虛擬現(xiàn)實，概念是在80年代初提出來的，其具體是指借助計算機及最新傳感器技術(shù)創(chuàng)造的一種嶄新的人機交互手段。VR已不僅僅被關(guān)注于計算機圖像領(lǐng)域，它已涉及更廣的領(lǐng)域，如電視會議、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和分布計算技術(shù)，并向分布式虛擬現(xiàn)實發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術(shù)已成為新產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)的重要手段。在VR環(huán)境下的進行協(xié)同設(shè)計，團隊成員可同步或異步地在虛擬環(huán)境中從事構(gòu)造和操作虛擬對象的活動，并可對虛擬對象進行評估、討論以及重新設(shè)計等活動。VR已成為構(gòu)造虛擬樣機，支持虛擬樣機技術(shù)的重要工具。

首先建立汽車模型庫，利用網(wǎng)龍的101VR資源庫來建立一個完整汽車模擬駕駛系統(tǒng),，其主要內(nèi)容包括：

（1）汽車模型的建立：利用VR開發(fā)軟件，再通過資源庫來建立汽車的整體外觀模型；

（2）駕駛艙的設(shè)計：使用素材庫資源在虛擬環(huán)境中建立駕駛艙模型；

（3）駕駛艙及汽車內(nèi)部的貼圖：在建立模型的基礎(chǔ)上對內(nèi)部進行貼圖，形成完成的汽車內(nèi)部系統(tǒng)；

（4）駕駛艙內(nèi)部互相部件的設(shè)計：利用VR開發(fā)軟件，控件資源，建立互動模塊體系，通過手柄等手段來完成內(nèi)部控件的操作。

圖1 汽車外觀及內(nèi)部設(shè)計

采用VR設(shè)計的特色主要有以下幾個優(yōu)點：

（1）利用先進VR技術(shù)，增強學習興趣?？萍纪七M生活質(zhì)量的提高，VR技術(shù)是當前的熱點，利用VR技術(shù)可以提高我們學習興趣；

汽車虛擬設(shè)計：

應用虛擬設(shè)計技術(shù)可以快捷地建立產(chǎn)品的模型族，迅速實現(xiàn)產(chǎn)品的變型設(shè)計和系列化設(shè)計。虛擬技術(shù)通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理)技術(shù)的支撐，還可以實現(xiàn)異地設(shè)計和并行設(shè)計。采用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)全尺寸的車身及內(nèi)外飾的三維立體影像能方便逼真地顯示在設(shè)計者眼前。

（2）使用建?；蛹夹g(shù)，可以實現(xiàn)安全學習。利用模擬駕駛艙，可以安全學習，避免開車學習過程遇到意外事故。

汽車虛擬開發(fā)工程即在汽車開發(fā)的整個過程中，全面采用計算機輔助技術(shù)，在轎車開發(fā)的造型、設(shè)計、計算、試驗直至制模、沖壓、焊接、總裝等各個環(huán)節(jié)中的計算機模擬技術(shù)聯(lián)為一體的綜合技術(shù)，使汽車的開發(fā)、制造都置于計算機技術(shù)所構(gòu)造的嚴格的數(shù)據(jù)環(huán)境中，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用，大大縮短了設(shè)計周期，提高了市場反應能力。

圖2 汽車部件開發(fā)圖示

當然在VR模擬現(xiàn)實過程發(fā)現(xiàn)建立了汽車整車或分系統(tǒng)的CAD模型之后，在計算機上模擬真實的實驗環(huán)境、實驗條件、實驗負荷進行虛擬仿真實驗。通過虛擬實驗，可 以在汽車實際產(chǎn)品加工以前，預測它的安全性、可靠性、動力性、氣動性、經(jīng)濟性及舒適性等各種性能，同時對不滿意的地方進行改進設(shè)計。虛擬試驗還可以進行虛 擬人機工程學評價、虛擬風洞試驗、虛擬碰撞試驗等。

圖3 汽車虛擬實驗

圖4 汽車虛擬實驗