pk10计划

VR虚拟现实技术在汽车行业和教学中的应用

2017-05-22

VR,Virtual Reality的简称,中文为虚拟现实,或灵镜技术,是一种可创建和体验虚拟世界的计算机系统,利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供用户关于视觉等感官的模拟,让用户感觉仿佛身历其境,可以在三维空间中观察和操作互动。

1.     汽车行业中的虚拟现实技术
1.1 VR中的汽车设计
2015年,雷诺发布了一种3D交互式可视化虚拟现实系统,已经可以在汽车设计、测试领域助力工程师的工作:车身内外饰体验仿真及优化、模拟司机在行驶时车辆前后方的视野、通过虚拟现实仿真模拟实景图像,验证车身内外饰的外观是否与设计意图吻合、评估驾驶者座位的各项人体工程学指标、对人机交互系统进行直接的可视化管理、设计者通过主观的感受可对消费者感受进行评估。
雷诺3D交互式可视化虚拟现实系统
1.2 模拟零部件装配
虚拟装配是在产品的设计过程中,运用3D技术对零部件及其装配体进行建模仿真分析,发现零部件之间装配关系是否存在问题。操作者如同身临其境地“沉浸”于模拟环境中,

对虚拟现实世界中的物体进行操作。虚拟装配以产品装配设计为基础,运用虚拟现实仿真平台,结合虚拟外设的应用,设计者可以在虚拟现实环境中人机交互地对机械产品进行一系列的操作,最终设计出符合工程实际应用的装配方案。
福特工厂模拟装配
1.3 车辆运动仿真
汽车运动仿真通常运用在交通事故的模拟再现上,交通事故处理部门根据经验和在交通事故现场测得原始数据得出事故车辆在整个事故过程中的运动情况后,为便于分析判断,使用交通事故动画模拟系统以三维动画的形式再现交通事故的发生过程。

交通事故动画模拟系统是计算机虚拟现实技术在交通事故分析与处理中的具体运用。虚拟现实技术的核心就是建模与仿真,动画模拟系统的核心功能是对交通事故中车辆、行人、道路、天气等元素进行三维建模,然后通过对模型的控制来对交通事故的场景进行仿真。

1.4 车辆安全模拟
车辆操纵稳定性一般采用实车试验方法以及理论分析与数值仿真方法进行研究。实车试验方法受约束条件很多,如测量仪器、道路、驾驶员、天气等,而且周期长,需要花费大量的人力、物力和财力。

    虚拟样机以及虚拟现实技术的出现,使车辆性能的研究方法有了很大飞跃。将车辆的参数化模型与复杂的虚拟试验环境相结合,用真实驾驶员进行仿真驾驶,以视、听、触觉等作用于用户,使之产生身临其境的感觉,体验汽车的振动、倾斜、噪声等效果,在设计早期可及时发现问题,进行调整优化,具有节省资金、可重复性强等优点。

1.5 模拟驾驶
汽车驾驶模拟器是一种基于虚拟现实技术,能正确模拟汽车驾驶动作,获得实车驾驶感觉的仿真设备,而其视觉系统又是驾驶模拟器的关键系统之一,因为它是使操作者能否产生沉浸感交互感和身临其境的关键。
 
模拟驾驶系统
2.     汽车专业教学中的虚拟现实技术

2.1 虚拟现实技术应用在汽车专业教学中的优势
(1)    改革汽车专业实验教学模式
把虚拟现实应用在汽车实验教学,突破了传统实验教学在时间和空间的限制,就像把实验工作间搬到了课堂。教学不再只是枯燥的知识讲解,多媒体教学不再局限于图片和视频展示,学生可以直接参与到课堂中,亲身去感受虚拟学习环境。

(2)    提高学生学习兴趣
采用虚拟现实的实验课程摆脱了传统的教学模式,能够模拟真实的实验场景,为学生提供了多种感官刺激。在实验过程中,虚拟现实可以提供专业知识的游戏教学模式,可以激发学生强烈的学习欲望,提高学生的学习兴趣。每个学生都可以参加到虚拟实验的课堂,解决了部分学生没有参与动手的弊端,这可以提高所有学生的学习积极性。

(3)提高学习效率
学生在进行真实的拆装学习之前,先在虚拟拆装软件中进行拆装学习和练习,可以减少在真实的拆装过程中产生错误操作。学生在熟悉了拆装过程后再进行真实的实验,可以有效地提高实验的效果和效率。

(4)降低实验教学成本
学生先在虚拟拆装软件练习后,再进行实际拆装可以减小和避免错误操作,减小了对设备的损坏,同时也降低了设备维修的成本。汽车实验仿真软件具有价格低和扩展性好的特点,而且可以反复使用。

(5)增加实验教学的深度和广度
有些危险高和难以开展的实验,且实际操作的实验不可能面面俱到,这些都可以采用虚拟现实技术进行虚拟实验,这可以增加实验教学的深度。汽车技术不断发展,需要不断的

购买新实验设备才能追上技术更新的步伐。采用虚拟仿真软件,只需要对软件内容进行扩展,让学生对新技术产品进行学习和拆装练习,这增加了实验教学的深度。

(6)优化了实验考核方式
传统的实验教学对学生的考核方式主要是实验报告和实验操作,采用虚拟仿真软件,可以打破这种传统的考核方式。虚拟仿真软件可以把学生虚拟拆装操作的准确度和速度作为评价指标,自动对其操作进行评分。虚拟软件还可以设置虚拟考试系统,随机抽取试题,系统会记录学生在考试过程中的操作,进行科学和公正的评分。

2.2 虚拟现实技术在汽车实训教学中的教学设计
(1)“任务引导式”学习方式
学生通过虚拟现实教学软件的任务系统进行引导式学习,学习任务按照配套教材的学习章节由浅入深、并结合实际的工作案例进行设计,每个任务按照45分钟的学习内容进行设计。学生通过虚拟现实技术,可熟悉各个系统的结构以及工作原理,为实操打下基础。

(2)“沉浸式”学习环境
虚拟现实教学系统利用最新的虚拟现实技术,让学生在实际的汽车维修车间、汽车行驶环境、汽车4S店等实际环境中学习,改变传统的学习体验方式。

(3)职业意识与职业素养的养成设计
将实际企业所需培养的职业意识与安全知识融入到软件的教学设计中,例如,将工厂的“6S”职业规范(整理、整顿、清洁、清扫、安全、素养)的内容融入到具体的工作任务步骤当中,使学生在不知不觉的任务完成过程中就慢慢养成良好的职业习惯,从而达到培养学生职业意识和职业素养的目标。

(4)工学结合的项目案例设计
软件系统的教学任务依据实际汽车的工作情况,并将理论知识点、技能仿真训练、职业素养结合到学习任务中,学生按照学习任务进行学习,即可达到教学和仿真实训的目的。

(5)智能考核评分系统
虚拟仿真教学系统的整体教学模型为,教、学、做、测、评:教是老师的教学活动,通过引导式教学帮助学生实训学习;学是指穿插在工作任务中的知识点,学生通过完成任务学习专业理论知识;做是指实训工作任务,学生通过完成工作任务进行实训练习;测是教学与实训的效果考核测试;评是软件系统对学生的测评分析和教师对学生实训/考核的学习效果评价。

订阅我们

pk10计划我们将为您提供最新的行业动态和产品信息。

pk10计划 pk10计划 pk10计划 pk10计划 pk10计划 pk10计划 pk10计划 pk10计划 pk10计划 pk10计划