虚拟现实技术在汽车工业中的应用现状与前景

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1、虚拟现实技术在汽车工业中的应用现状与前景

2、第11、概论虚拟现实技术，是近年发展起来的高级计算机技术，是建立在计算机图形学、仿真学、并行技术、人工智能、多媒体技术及高性能计算机系统等技术基础之上的。目前世界上对它还没有一个确切的定义，不同的人对其有不同的理解。那么，何谓虚拟现实呢？比较有代表性的解释有下列三种：(1)虚拟现实有时也称灵镜和幻境，英文名称VirtualReality，简称VR，是一种可以创造和体验虚拟世界（Virtualulti—Sensory）、交互性(Interaction)、沉浸感(Immersio

3、n)、自主性(Autonomy)4个重要特征。沉浸感是指用户有“身临其境”的感觉，而交互感是指用户可以用日常使用的方法对环境内物体进行操作。全球虚拟现实技术发展方兴未艾，美、日、欧等工业国家预备将该项技术作为竞争未来市场的关键手段。对汽车工业而言，虚拟现实既是一个最新的技术开发方法，更是一个复杂的仿真工具，它旨在建立一种人工环境，人们可以在这中环境中以一种“自然”的方式从事驾驶、操作和设计等实时活动。并且虚拟现实技术也可以广泛用于汽车设计、试验和培训等方面。2、虚拟现实技术在汽车工业中的应用现状2.1在产品设计中的应

4、用借助虚拟现实技术建立的3维汽车模型，可显示汽车的悬挂、底盘、内饰直至每一个焊接点，设计者可确定每个部件的质量，了解各个部件的运行性能。这种三维模型准确性很高，汽车制造商可按得到的计算机数据直接进行大规模生产。美国通用公司是全球汽车界最早利用虚拟现实技术的公司之一。它采用的虚拟现实软件具有3个图形流水线部件，可分别投影在设计师的左边、前面和地面上的大屏幕上，另外一台单独的桌面系统有时用做右面的第四面墙，设计师借助于该软件就能设计一辆惟妙惟肖的汽车。在通用公司的技术中心，当工作人员进入正在进行虚拟现实工作的工作室时，戴

5、上立体滤色眼镜或头盔式显示器、数据手套等显示设备，在大屏幕上就可以看到和真实的汽车一样大小的三维立体图像，它具有完全真实的立体空间，人们可以围绕汽车来回走动观察，提出各个部位的改进设想，也可以在另一个设计室中，坐在汽车的座椅上，让各种各样的仪表板、变速杆及各种附属装置都显示在他们的眼前，还可以和坐在驾驶室另一侧的工程师一起，对汽车的内装置进行评价、改进。这种活生生呈现在你眼前的虚拟现实的情景，使你感到完全是身临其境，在用自己的想象创造一辆汽车。而在福特汽车公司，产品设计师运用虚拟现实软件可以看到虚拟汽车车门及发动机罩

6、的铰接，可以设想在驾驶室的座位上来解决人机工程和视野问题。也可以观察到汽车在乡村公路上奔跑的情景。同时，动力系统的工程师借助更换一个虚拟机油滤清器来模拟发动机的维护。最近，位于美国威斯康星洲的一个名叫“ML汽车专家”的公司，用一种能产生汽车虚拟模型的计算机软件设计了一辆时速可达200英里、取名为“扑食者”的轿车，该车是世界上第一辆不用图纸和黏土模型设计的汽车。这种软件不但能模拟显示汽车的外观形状，还可以模拟汽车的内部构造及运作情况。“扑食者”在设计时先把整车分成若干部分，设计者逐个部分进行修改，直到满意为止。然后进行

7、组装，即使各设计好的部分组装成了一辆完整的汽车，仍可以对其进行整体修改。在戴姆勒—克莱斯勒公司耗资巨大的梅赛德斯汽车设计中心里，设计人员可在该中心提供的“虚拟现实中心”的虚拟环境中进行工作，车身设计师可以在这里检查车体的线条和轮廓，检测车身表面的光洁度，分析汽车的空气动力学性能等。据报道，通用和戴姆勒—克莱斯勒公司采用虚拟现实技术开发一种新车型的时间从1年以上缩短到两个月左右，开发成本最多可降到原先的十分之一，而按常规，单单就车型开发时间看，新款汽车的设计，至少需12~18个月。在马自达汽车公司的汽车虚拟演示室，为了

8、让顾客购买到理想型号的汽车，配有特制的头盔和手套。顾客可以通过头盔和手套，来改变汽车的颜色和构造。2.2在汽车制造中的应用虚拟现实技术是虚拟制造系统的基础和灵魂，虚拟制造系统是由多学科知识形成的综合系统，是利用计算机支持技术对必须生产和制造的汽车进行全面建模和仿真，它能够仿真非实际生产的材料和产品，同时产生有关它们的信息。也可以制定零件生产的机加工方案、拟定产品检验和试验步骤等。虚拟制造系统(Virtualmanufacturingsystem)由虚拟信息系统(Virtualinformationsystem)和虚拟

9、物理系统(Virtualphysicalsystem)组成。虚拟信息系统也叫虚拟逻辑系统，主要是用来模拟处理设计、管理、计划调度等制造活动中的信息；而虚拟物理系统是计算机对实际的加工车间、包括机床、材料、工人等进行建模，并在此模型的基础上进行仿真实际制造系统的制造过程。虚拟物理制造系统中的信息和实际的制造系统相一致，它是虚拟制造系统的关键。虚拟