虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車座艙設(shè)計中的應(yīng)用

鄭紅麗 丁冠源 回姝 黃嘉桐

摘要：在當(dāng)前的發(fā)展階段下，信息技術(shù)在各個領(lǐng)域延伸發(fā)展，在很大程度上推動了產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級，促進產(chǎn)業(yè)不斷向高端化，智能化方向發(fā)展，在這個過程中虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一項新興技術(shù)在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程中發(fā)揮了重要的作用，尤其在現(xiàn)代汽車工業(yè)領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實技術(shù)由于能夠模擬創(chuàng)設(shè)較為真實的場景，因此在汽車設(shè)計的過程中能夠?qū)υO(shè)計方案進行模擬評估，一方面促進了設(shè)計水平的提升，另一方面也在很大程度上降低了研發(fā)設(shè)計的成本，基于以上認識本文主要對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車座艙設(shè)計中的應(yīng)用進行分析，希望該研究能夠促進虛擬現(xiàn)實技術(shù)進一步發(fā)揮在汽車工業(yè)中的作用。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù);汽車座艙設(shè)計;應(yīng)用

近些年，我國的汽車工業(yè)取得了較大的發(fā)展，汽車工業(yè)的整車制造水平以及整車設(shè)計水平都有了很大的進步。從汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢上來看不斷向智能化的方向發(fā)展，智能化不僅僅體現(xiàn)在汽車產(chǎn)品上，同時也體現(xiàn)在汽車設(shè)計制造的環(huán)節(jié)中。汽車座艙作為汽車的重要組成部分，汽車座艙的設(shè)計水平將很在很大程度上影響駕駛乘坐的舒適性以及安全性，因此汽車座艙設(shè)計也是汽車設(shè)計的重點，傳統(tǒng)的設(shè)計方式往往需要對設(shè)計方案進行多輪實驗論證，在這個過程中需要花費大量的時間成本以及經(jīng)濟成本，而通過應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來對設(shè)計方案進行驗證，能夠節(jié)省大量的時間以及成本，較為完善的物理學(xué)方針能夠幫助開發(fā)人員盡早完成早期的開發(fā)測試，加快工程的進度。

1虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于汽車座艙設(shè)計的優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實技術(shù)基于計算機仿生系統(tǒng)，通過創(chuàng)建三維影像，來對場景進行模擬，在這個過程中，需要應(yīng)用多種傳感器，借助可視化的設(shè)備給人帶來較為真實的場景感受。該技術(shù)在多個領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。在汽車設(shè)計領(lǐng)域，汽車座艙設(shè)計的水平對于汽車的舒適性以及安全性具有重要的影響，同時座艙設(shè)計本身具有比較高的復(fù)雜性，在設(shè)計的過程中需要考慮人機交互，人機工學(xué)，駕駛績效等。對于汽車座艙的設(shè)計既需要從以往的設(shè)計經(jīng)驗出發(fā)，也需要從設(shè)計學(xué)理論以及設(shè)計的需求出發(fā)，在傳統(tǒng)的設(shè)計模式下，往往需要應(yīng)用物理方式對設(shè)計方案進行論證。而通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來能夠?qū)υO(shè)計方案進行三維渲染，搭配不同的傳感器能夠較為精準(zhǔn)的模擬出，相關(guān)設(shè)備方案在不同情況下，座艙的表現(xiàn)以及座艙的安全性等，相關(guān)的設(shè)計人員能夠以更為開放的視角來對設(shè)計方案進行論證。對于汽車座艙設(shè)計來說，座艙的內(nèi)飾以及色彩搭配也十分關(guān)鍵，如果僅憑傳統(tǒng)的二維圖像來驗證設(shè)計的效果，這容易導(dǎo)致設(shè)計視覺效果與真實視覺效果產(chǎn)生比較大的偏差，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠從三維的維度上全面展示座艙內(nèi)飾以及顏色的搭配，因此在設(shè)計效果展示的真實度上有很大的提升。總的來說，在汽車座艙設(shè)計中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠較為真實全面的展示設(shè)計的效果，同時在很大程度上減少了設(shè)計論證的時間成本以及經(jīng)濟成本。

2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車座艙設(shè)計中的應(yīng)用分析

汽車座艙設(shè)計的過程中需要綜合運用車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計、UX/UI設(shè)計、造型、軟硬件開發(fā)、照片、人因工程、電氣工程等相關(guān)知識，因此具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性。因此在設(shè)計的過程中需要充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，提升汽車座艙設(shè)計的水平降低設(shè)計的成本。

2.1虛擬試駕助力安全驗證

虛擬試駕基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)，有專業(yè)的虛擬試駕軟件能夠提供較為全面的虛擬駕駛體驗，相關(guān)軟件能夠?qū)崿F(xiàn)實時交互駕駛，能夠較為真實的體驗駕駛的環(huán)境。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支持下，能夠?qū)Σ煌牡匦螚l件，天氣條件以及照明條件進行模擬，并通過汽車搭載的傳感器，評估在不同情況下，汽車座艙的實際表現(xiàn)，以及系統(tǒng)運行情況。在傳統(tǒng)的安全驗證環(huán)節(jié)，往往需要實際駕駛數(shù)十億英里，來驗證車輛座艙的安全性以及可靠性，但是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支撐下?？梢栽诜忾]的環(huán)境下對其設(shè)計方案進行測試驗證，在這個過程中能夠節(jié)省大量的安全驗證的時間，同時相關(guān)的虛擬測試軟件還能夠在傳感器輸入的過程中進行充分修改，進一步降低了開發(fā)的時間成本。

2.2提升設(shè)計感知質(zhì)量

在進行汽車座艙設(shè)計的過程中，不僅需要重視技術(shù)人員對設(shè)計方案進行技術(shù)驗證，同時，還需要重視讓客戶參與到設(shè)計方案的感知測驗中，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠為客戶提供極致的虛擬體驗。讓客戶在所創(chuàng)設(shè)的虛擬場景中來感知座艙設(shè)計的外觀以及內(nèi)部交互。根據(jù)客戶感知測試的結(jié)果來不斷優(yōu)化設(shè)計方案。這種設(shè)計優(yōu)化模式能夠在很大程度上減少用于物理模型制作的成本，同時虛擬現(xiàn)實技術(shù)支持的設(shè)計方案論證往往更加具有全面性，經(jīng)虛擬現(xiàn)實技術(shù)論證的設(shè)計方案保證了裝配流程的可靠性以及可行性，極大的提升了對設(shè)計方案的感知水平，且能夠?qū)⒊杀究刂圃诤侠淼姆秶鷥?nèi)。

2.3交互評估HMI

汽車座艙設(shè)計最終服務(wù)于駕駛員，因此駕駛員對設(shè)計方案的感受，在很大程度上決定了設(shè)計方案能否被市場接受。因此對于汽車座艙設(shè)計來說，最好的方式就是讓駕駛員參與到設(shè)計開發(fā)的流程。虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠創(chuàng)設(shè)較為沉浸的虛擬駕駛環(huán)境，讓駕駛員在接近真實的駕駛環(huán)境中對汽車座艙的交互系統(tǒng)進行評估，并測試車輛內(nèi)部的主動安全系統(tǒng)能否發(fā)揮作用，從而獲得汽車座艙最為全面的測試數(shù)據(jù)，這種評估測試方式最大程度的發(fā)揮上駕駛員在座艙設(shè)計方案評估中的作用，也保證了最終的設(shè)計方案具有較高的可靠性，能夠被市場所接受，同時也大大降低了測試過程中的安全風(fēng)險。

總結(jié)：

近年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)不斷在在工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域延伸，在汽車設(shè)計中座艙設(shè)計是十分重要的設(shè)計內(nèi)容，傳統(tǒng)的設(shè)計模式往往需要多輪物理驗證，因此需要花費大量的時間成本以及經(jīng)濟成本，但是在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支持下能夠?qū)崿F(xiàn)在封閉的虛擬環(huán)境下對設(shè)計方案進行論證，一方面保證了設(shè)計論證的全面性，另一面也降低了設(shè)計論證的成本，對于優(yōu)化汽車座艙的設(shè)計方案具有重要的意義。

參考文獻：

[1]周軍，李瑞方.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在汽車設(shè)計中的應(yīng)用[J].時代汽車，2021（10）：93-95+102.

[2]王壽棟.基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的坐姿生物力學(xué)特性分析及舒適性座椅設(shè)計[D].新疆大學(xué)，2020.