汽車仿真VR開發過程淺述

江蘇財經職業技術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創造的一種嶄新的人機交互手段。VR已不僅僅被關注于計算機圖像領域，它已涉及更廣的領域，如電視會議、網絡技術和分布計算技術，并向分布式虛擬現實發展。虛擬現實技術已成為新產品設計開發的重要手段。在VR環境下的進行協同設計，團隊成員可同步或異步地在虛擬環境中從事構造和操作虛擬對象的活動，并可對虛擬對象進行評估、討論以及重新設計等活動。VR已成為構造虛擬樣機，支持虛擬樣機技術的重要工具。

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

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

（2）駕駛艙的設計：使用素材庫資源在虛擬環境中建立駕駛艙模型；

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

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

圖1 汽車外觀及內部設計

采用VR設計的特色主要有以下幾個優點：

（1）利用先進VR技術，增強學習興趣。科技推進生活質量的提高，VR技術是當前的熱點，利用VR技術可以提高我們學習興趣；

汽車虛擬設計：

應用虛擬設計技術可以快捷地建立產品的模型族，迅速實現產品的變型設計和系列化設計。虛擬技術通過網絡技術和PDM(產品數據管理)技術的支撐，還可以實現異地設計和并行設計。采用虛擬現實系統全尺寸的車身及內外飾的三維立體影像能方便逼真地顯示在設計者眼前。

（2）使用建模互動技術，可以實現安全學習。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。

汽車虛擬開發工程即在汽車開發的整個過程中，全面采用計算機輔助技術，在轎車開發的造型、設計、計算、試驗直至制模、沖壓、焊接、總裝等各個環節中的計算機模擬技術聯為一體的綜合技術，使汽車的開發、制造都置于計算機技術所構造的嚴格的數據環境中，虛擬現實技術的應用，大大縮短了設計周期，提高了市場反應能力。

圖2 汽車部件開發圖示

當然在VR模擬現實過程發現建立了汽車整車或分系統的CAD模型之后，在計算機上模擬真實的實驗環境、實驗條件、實驗負荷進行虛擬仿真實驗。通過虛擬實驗，可 以在汽車實際產品加工以前，預測它的安全性、可靠性、動力性、氣動性、經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