VR技術在車輛虛擬維修中的應用分析

楊國政 管艷 李霞

（山東兗礦技師學院，山東 鄒城 273500)

引言

信息時代的發展，許多新興技術應運而生，VR技術便是其中之一，它結合了仿真技術、計算機技術、多媒體技術、傳感技術等多種技術，具有廣闊的發展前景，成為眾多技術人員研究的對象，它最鮮明的特點便是虛擬現實性，在各個方面都有所涉及，其中車輛的虛擬維修、研發設計、裝配運用以及操作使用是幾個主要的研究方向。

一、虛擬現實技術的發展現狀以及技術特點

1960年，VR被首次提出，開始，中文對其解釋為虛擬現實，計算機系統結合傳感器技術最后形成一個立體的三維空間，這一技術可以有效地調動用戶的視力、聽力以及感覺能力，使用戶未置其境，卻依然可以達到身臨其境的神奇效果。隨著科技的進步，該項技術也逐漸被完善，趨于成熟，在多個領域涉足并快速發展起來，得益于與云計算、大數據、移動通信技術、電腦仿真技術、網絡連接技術以及人工智能技術的有效融合，總而言之，它使用計算機實現高端虛擬成像，利用計算機處理的復雜數據，在這一基礎下方便用戶進行交互操作。

在未來，VR將從兩個方面進行發展，一方面是桌面虛擬，另一方面是沉浸式高性能虛擬。它們對繪制方式、互動方法、系統構建等不同的方面有不同的全新的要求，主要為：構建虛擬的動態環境，形成三維圖像以及運用語音模擬技術搭建智能的虛擬環境。

二、虛擬機建模

進行車輛的維修操作時，應根據車輛本身的參數下手；比如：根據配置的數據設計汽車的具體裝配，通過空間的大小與產品參數決定汽車零件的拆分組合情況，由于傳統的車輛計算機輔助設計數據庫中沒有虛擬維修的相關介紹，為了使虛擬維修的效果更好，不僅應在車輛設計和生產時合理使用各項指標參數，還需根據數據展示各類作用大小，從虛擬現實、虛擬維修、維修反饋和維修操作步驟入手，構建信息集成版塊，方便進行虛擬維修。

虛擬維修應滿足以下的要求：完整顯示清晰真實的維修環境和過程流圖；實現模擬系統的功能；展示每一個操作步驟細節，實現人機交互；優化維修操作方式，運用更加合理有效的方法；可以準確預估維修。虛擬維修可分為兩類：一是模擬維修過程，借助人體模型操作控制；二是使用虛擬現實技術管理維修過程，虛擬維修中加入維修人員這一新元素，具體可以參考一款能加強現實感的眼鏡，它最先由寶馬公司提出并實現，能準確預估維修性能，向修理人員展示3D效果的維修步驟圖，突出隱藏的維修細節，比如扭緊螺絲的方向等，通過這款眼鏡，還能使人眼感知到維修部位的3D立體信息，及時準確地排除故障，內部隱藏的耳機用來收聽語音指令信息。

三、維修反饋

運用虛擬現實技術維修車輛的操作中，最重要的一個步驟便是維修反饋，在綠色維修中也舉足輕重，為達到綠色維修的相關要求，成功搭建符合經濟指標和成本利益指數的模型，應對車輛虛擬模型模擬其維修過程，在完成車輛維修任務后，分析并運用合理的方法排除故障，反饋車輛維修的價值性以及測評故障的可維修性，其中包括故障的具體位置信息、排除故障分析、車輛故障的維修測評。

四、維修系統的結構

現實操作中，應用虛擬現實技術于車輛虛擬維修中時，需借助車輛維修的結構，把維修人員放于相對真實的環境中進行維修，首先模擬維修操作步驟，然后再進行實際環境的模擬過程，通過這一步驟，可以更好地體現虛擬現實技術的優勢，維修不再單一地受時空的局限，清楚的顯示車輛裝配過程，以及暴露每一處問題，根據參數數據、狀態信息估計車輛的性能，維修人員分析具體的數據可掌握每一輛車的狀態信息，及時排查故障確保車輛安全運行，給用戶帶來更好的體驗。運用虛擬現實技術搭建的虛擬車輛維修系統，通過更加真實的配置環境，提高了相關人員的維修技能，以便在實際的應用操作中更加得心應手。實際開發虛擬車輛維修系統時，首先應設置故障在系統的內部環境中，然后進行故障評估測評，預估可維修性，通過車輛虛擬維修系統使修理人員預先對維修步驟進行演示，實現在較短的時間內維修員工技術有飛躍性的提升，完全掌握核心技術并加以實際操作運用。

五、虛擬維修的基本操作步驟

分析車輛維修過程中的可行性數據可得，進行維修車輛和故障排除時，應用相應的技術手段時應著重加強研究故障形成的原因，弄清楚故障發生的具體位置，不放過每一個細節，理論結合實際判斷出故障的具體類型，對每一個基本的設備零件剝離整體獨立分析，定期維修或者更換存在問題的零件，對于更為復雜的問題，則采取不一樣的措施解決、排除故障?？偟膩碚f，在進行車輛的維修操作時，應遵循以下幾個基本的步驟進行：分離零件獨立分析、維修排查問題、重組零件形成新的設備。虛擬現實技術廣泛被應用于車輛的虛擬維修中，使用其獨有的建模語言，與另一種語言即JAVA語言融會貫通，構建出一個全新的環境，方便相關人員查找故障原因、獨立分析每一個零件、維修損壞的零件并使用合理的方法排除故障，最后將新的零件進行重新組合形成全新的設備，這些功能實現了同步運行計算機輔助設計模型和車輛維修管理數據庫，創造一個全新的環境模擬輸出相關信息，制作四個新的版塊分別用來實現人機交互、排除故障方便維修、構建新的虛擬環境、穩定形成良好的狀態的功能，方便實際操作過程中維修的正常進行，通過運行車輛故障維修分離程序使得模擬更加智能，對模擬過程中的維修可行性進行分析，排除車輛運行過程中存在的安全隱患。

結語

綜上所述，隨著汽車業的發展，虛擬現實技術慢慢應用在陳列汽車、銷售車輛、模擬駕駛和虛擬維修方面，但現在的技術還沒有發育成熟，并不能被大量推廣加以使用，維修車輛時也只是應用于培訓相關人員方面，使用的VR技術只面向某個特定的品牌，所以今后車輛虛擬維修的研究發展方向將是研究一種可以滿足各種各樣品牌車輛的虛擬現實維修技術。