汽車故障診斷仿真實訓系統的設計與實現

熊先鋒

摘要：汽車故障診斷仿真實訓系統的設計與實現對受訓人員汽車故障檢驗技能的培訓和提升有著重要作用。本文分析了當前汽車故障診斷的幾種采用方法，并在此基礎上探討了汽車故障診斷仿真實訓系統的設計與實現。

關鍵詞：汽車故障診斷；汽車故障診斷仿真實訓系統；設計與實現；

1. 引言

汽車故障診斷仿真實訓系統的設計與實現對受訓人員汽車故障檢驗技能的培訓和提升有著重要作用，并受到全世界培訓機構的重視。這種虛擬現實場景的系統模式，很好的滿足了受訓學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，從而讓受訓學員能夠滿足社會發展的需求。

2. 現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，借助一些建設的設備儀器，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生部位?？梢哉f，人工檢驗方法是最簡單也最原始的方法，具有很大的開發潛能性，即使現在科技突飛猛進，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，只有將科技技術檢測建立在人員檢測的基礎上，通過人工檢驗對汽車故障有了初步判斷和定性分析以后，才能更科的利用現代化科學技術。

2.2 儀器診斷方法

儀器診斷方法是通過現代化檢測診斷儀器，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。儀器診斷方法是當前常用檢測方法中比較精確的方法。隨著社會發展和技術進步，人們對汽車安全性、環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下汽車故障診斷從定性分析向定量分析逐漸轉變的需求，成為協助維修人員迅速有效診斷汽車故障的一種科學設備。

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取故障碼之后，通過詢問汽車生產廠家提供的維修手冊中的故障碼，并結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，隨著電子系統技術的發展，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

根據已經查明的汽車故障狀況，在汽車結構原理之上，通過分析汽車故障原因分析汽車故障與故障之間的內在聯系，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汽車的故障診斷。傳統模式下的汽車故障診斷法就是綜合診斷法的基礎。綜合診斷法是最常見的一種方法，無論過去，現在還是將來，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. 仿真實訓系統的設計與實現

3.1 虛擬現實技術的應用

VRML就是虛擬現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三維世界的場景建模語言。這種軟件主要通過計算機和網絡技術得以體現，用該建模語言來實現虛擬場景時，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，最后根據指令將各個部分進行有效的鏈接，從而實現場景的再現。

3.2 汽車仿真實訓場景的實現

根據實訓需要，建模主要包含了轎車、汽車舉升機、尾氣排放設備等，并采用3D實時渲染技術，場景可以根據需要進行360度旋轉和縮放功能，實現了各個角度的切換，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系統的實現。為了讓維修人員能夠感受到身臨其境的真實感覺，實訓場景建模舉升機場景周圍要配有工具車、排放設備、零件柜、工作照明燈、氣動設備等等；在駕駛室模型構建方面，操作感受要盡量體現真實駕駛的環境；發動機艙模型是學習人員實訓最多的地方，其仿真效果要更加完善，這些場景能夠讓學習人員通過實訓場景快速找到真實狀態。

3.3 系統建模的實現

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實環境更加真實，讓受訓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，這樣可以減少開發工作量，同時減少運行過程中的復雜程度，對提高建模的運行和質量都能帶來更多優勢。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系建模質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，要收集車輛的相關數據，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據為基礎，根據實際車輛尺寸比例、外觀等設計模型，從而保證模型合乎實際需求。在模型合成階段，要通過各種技術轉換，將獨立創建的各模型實體按照模型數據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

隨著電子技術和自診斷系統在汽車上的大量應用，傳統模式下的維修檢驗方式已經無法滿足當下汽車檢測需求。為了能夠提高培訓學員利用現代化檢測診斷儀器的能力，在設計和實現系統的時候，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。受訓人員在實訓過程中通過對汽車檢測儀器和維修工具的使用，可以增強實訓人員的維修技能。

總而言之，虛擬現實技術是基于現代化科技技術和計算機技術以及互聯網技術的進步而得以實現的一種新興場景模擬技術。該技術適應了社會發展潮流，通過人們的聽覺、視覺等感官反應對虛擬的現實環境進行感知，實現和真實環境一樣的訓練模式，從而在虛擬現實環境下實現對汽車故障診斷的實訓。

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