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摘 要:本文對VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)在車輛的虛擬維修中的應(yīng)用進行分析，具體包括虛擬樣機建模、維修性評價、虛擬 維修系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及虛擬維修系統(tǒng)的技術(shù)流程，虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過虛擬環(huán)境創(chuàng)設(shè)、虛擬場景漫游和汽車運動仿真等，緩解了 傳統(tǒng)方式的不足以應(yīng)對汽車故障的隨機性的矛盾，積極的擴展了 實訓(xùn)維修中的深度和廣度，根據(jù)以數(shù)字樣機技術(shù)與VR技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)虛擬現(xiàn)實軟件系統(tǒng)，構(gòu)建了虛擬維修系統(tǒng)，希望可以推動VR技術(shù)在車輛虛擬維修中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：VR 技術(shù)；虛擬維修；綜合建模技術(shù)

VR技術(shù)是仿真模擬技術(shù)中極為重要的發(fā)展方向，也是仿真技術(shù)與計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)等多種技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展，將會引起人類生活與

發(fā)展的重大變革。計算機生成模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的、交互式的三維動態(tài)視景的實體行為的系統(tǒng)仿真，使維修人員真實還原到該環(huán)境中[1]。人們戴上立體眼鏡、數(shù)據(jù)手套等特制的傳感設(shè)備，似乎置身于一個具有三維的感覺世界。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是繼多媒體技術(shù)的終極技術(shù)，它具有多感知性、存在感、沉浸式、交互性和自主性等特點，現(xiàn)已成為各個領(lǐng)域廣泛關(guān)注的焦點，在車輛研發(fā)、運行與維修等環(huán)節(jié)中，利用仿真軟件對物品進行虛擬維修分析，在汽車等方面有廣闊的發(fā)展空間。

1 VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在車輛虛擬維修中

1.1 綜合建模技術(shù)

在車輛虛擬維修中，環(huán)境建模是他的核心之一，如：汽車的拆裝，需在裝配設(shè)計數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上、需參考空間參數(shù)、自身參數(shù)，需運用車輛在設(shè)計和生產(chǎn)中的各種參數(shù)，對數(shù)據(jù)信息進行集成、描述等，以虛擬現(xiàn)實、虛擬維修、維修流程為核心，建立信息模塊，開展虛擬維修[2]。通過虛擬環(huán)境創(chuàng)設(shè)、汽車運動仿真等實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，在此系統(tǒng)中，利用三維視覺進行建模，包括：零部件模型、部件間約束等來進行定義，采用的虛擬維修必須具備：展現(xiàn)完整的維修環(huán)境、維系過程、模擬系統(tǒng)、人機交互等操作過程，將維修人員納入到虛擬維修環(huán)路中，自動組織格式數(shù)據(jù)對其進行指導(dǎo)、優(yōu)化、正確評估維修性，可實現(xiàn)，通過維修人眼可以靈敏接受，到維修部位的三維信息，進行故障診斷，并且通過內(nèi)置耳機，接收語言指示。

1.2 維修性評價技術(shù)

虛擬維修技術(shù)是VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)的分支，維修性評價是虛擬維修技術(shù)中的核心環(huán)節(jié)，形成故障的因素：運行異常、排煙顏色異常、間隙異常、滲漏現(xiàn)象、氣味異常等，可通過目前的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，“望（外觀）、聞（氣味）、問（分析）、切（其他）”，實現(xiàn)三維成像，移動視差真實還原模擬度，是開展人機維修的關(guān)鍵。需要維修人員增進其他感知能力，可以通過聽聲音、聞氣味、辨溫度來增進真實聽覺、嗅覺和觸覺，這樣才能產(chǎn)生最佳的真實還原體驗。綜合計算圖形圖像技術(shù)、人工智能等多方面高科技的應(yīng)用，構(gòu)建經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)、成本效益分析模型等，在虛擬維修中進行模擬仿真，通過故障位置、相關(guān)參數(shù)、維修障礙、障礙分析、障礙評估等進行分析并予以評價以及整改，評估車輛故障的可維修性。虛擬現(xiàn)實還需要讓人可以判斷方向和距離，都還有待于關(guān)鍵技術(shù)的突破[3]。通過相關(guān)設(shè)備和虛擬環(huán)境結(jié)合，感知、操作虛擬對象。準(zhǔn)備反映問題--維修人員--工具/設(shè)備間的相互關(guān)系。

1.3 虛擬維修系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在數(shù)字化信息時代中，開發(fā)數(shù)自化虛擬維修系統(tǒng)，以數(shù)字樣機技術(shù)與 VR 技術(shù)基礎(chǔ)上進行開發(fā)，在實際操作車輛維修中，憑借車輛虛擬維修系統(tǒng)來實現(xiàn)，日常模擬訓(xùn)練時需加強對維修人員的維修技能培訓(xùn)，便于實際維修操作；在實際維修時，使設(shè)計人員與維修人員處于相對真實的維修環(huán)境，保障維修人員快速掌握對維修性進行評估、定性、定量予以評價[4]。車輛虛擬維修中，構(gòu)建的虛擬維修系統(tǒng)，對維修環(huán)境進行還原真實，不僅完善維修工作，而且打破傳統(tǒng)維修時的空間限制，還原真實模擬車輛裝配、故障分析，數(shù)字化的信息進行數(shù)據(jù)的相關(guān)提?。ɑ緟?shù)、狀態(tài)信息等）分析、以及對車輛使用性能進行再次檢驗、評估。方便維修人員快速掌握車輛的情況，及時有效對故障原因進行分析，并加以排除，降低故障，增加車輛的使用性能。在實際的虛擬維修系統(tǒng)操作中，需要對故障設(shè)置、評估、維修性評估等系統(tǒng)內(nèi)部評估，并增加維修人員演練維修環(huán)節(jié)的安排，進而提高維修人員技術(shù)，便于日后維修人員快速掌握維修技術(shù)。

1.4 虛擬維修系統(tǒng)技術(shù)流程

VR 技術(shù)所采用的建模語言，與 Java 語言環(huán)境相結(jié)合，VR外設(shè)能與系統(tǒng)之間進行交互，保障設(shè)備完成系統(tǒng)交互的設(shè)置，兩者間完成系統(tǒng)內(nèi)的運轉(zhuǎn)可以進行真實、有效傳遞。通過對其維修完成建模技術(shù)，將人、環(huán)境、機器三者間進行合理結(jié)合，進行分析產(chǎn)品維修性與工作內(nèi)容分析。車輛虛擬維修中：實際數(shù)據(jù)分析--明確故障位置--分析故障原因--判斷故障類型--相關(guān)零部件拆解、維修、更換--故障排除，簡單地概述為：拆解、維修與重組的過程 [5]。將 CAD 模型、車輛維修、數(shù)據(jù)庫一同運作，進行虛擬環(huán)境輸出、排除維修控制模塊故障，生成車輛故障維修分析、修拆裝程序模擬， 對維修環(huán)境進行故障分析、 維修與重組等流程，加強對對象、表面片等進行檢測，有利于真實場景的還原，保障了維修中的精確性，實現(xiàn)車輛故障排除。

2 AR 技術(shù)在車輛維修中的意義

利用數(shù)字化信息對車輛維修中進行現(xiàn)場模擬， 還原現(xiàn)場維修場景。對新學(xué)生來說，可以通過模擬還原真實場景，進行維修分析的教學(xué)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超乎了傳統(tǒng)式教學(xué)方法， 幫助學(xué)生更快建立思維模式，將所學(xué)到的理論知識可以進行更加廣泛的研究；優(yōu)于傳統(tǒng)教學(xué)設(shè)備短缺、場地等原因，降低實訓(xùn)課程的教學(xué)難度，進而有效避免了因?qū)嵮b操作對設(shè)備造成的損壞，同時也完善了教學(xué)方法，使學(xué)生不出門就可以進行視場訓(xùn)練，提高實訓(xùn)的質(zhì)量和效率。對于維修人員，可簡便了車輛維修的維修方法，且具有可視化強、操作簡單成本低的技術(shù)方法，便接了工作流程，可根據(jù)相應(yīng)的基本參數(shù)，進行有效更換零部件以及編碼，實現(xiàn)維修人員可以不限地點，通過AR虛擬維修技術(shù)，增進設(shè)備間的相互關(guān)系，身臨其近感受現(xiàn)場維修，充分利用車輛整體結(jié)構(gòu)額基本數(shù)據(jù)進行組織維修，合理選用適宜的維修方式，進而進行有效維修。

3 結(jié)論

VR 技術(shù)在眾多行業(yè)中逐漸普及，在汽車上在汽車銷售、虛擬維修等各環(huán)節(jié)現(xiàn)已進行起步階段，但在汽車行業(yè)中還未實現(xiàn)廣泛應(yīng)用，普遍存在：實訓(xùn)場地、器材短缺等現(xiàn)狀。VR技術(shù) 作為新時代中新型的技術(shù)模式，在車輛虛擬維修中，簡便了維修方式，應(yīng)用于維修人員的培訓(xùn)與優(yōu)化教學(xué)階段，需求其進行完善與發(fā)展，為我國提供高技能復(fù)合型人員。 VR 技術(shù)僅對某個品牌的某種車型予以應(yīng)用，如何能夠滿足各類車型的VR技術(shù)，將成為現(xiàn)階段的發(fā)展方向。隨著新型技術(shù)的發(fā)展與科技的突破，虛擬維修相關(guān)智能軟件的開發(fā)與研究，相信在不久的將來，VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)在車輛虛擬維修中能得到更好地推廣應(yīng)用。

參考文獻

[1] 唐希 , 王殊軼 , 于德旺 , 等 . 基于 AR 的生化分析儀維護維修培訓(xùn)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用 [J]. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)進展 ,2019(2):111-112.

[2] 劉溪辰 . 談 VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高職旅游專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用[J]. 遼寧師專學(xué)報 : 社會科學(xué)版 ,2019(2):49-51.

[3] 樊亞麗 .VR 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在攝影領(lǐng)域的應(yīng)用 - 以三維全景影像技術(shù)為例 [J]. 包裝世界 ,2018(6):87-87.

[4] 何澤浩 , 隋曉萌 , 趙燕 , 等 . 基于全息光學(xué)的虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實技術(shù)進展 [J]. 科技導(dǎo)報 ,2018,36(9):8-17.

[5] 李春棋 . 汽車工程中虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用前景分析 [J]. 投資與創(chuàng)業(yè) ,2016(11):111-112.

本文系 2018 -2020 年信息化教學(xué) 研究 課題 課題編 號 :2018LXB0255 。

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