汽车数字化开发技术—第七章汽车虚拟现实技术在汽车开发中的应用
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AUTOMOBILE EDUCATION | 汽车教育中职汽车专业引入虚拟仿真实训资源,既是改革传统教学育人手段,推进人才培养模式创新的迫切需要,也是强化理论教学和实训教学相融合的教育教学活动,有效弥补职业教育实训中看不到、进不去、成本高、危险性大等特殊困难的重要措施。
汽车专业群是中职教育的大类专业,在专业技能实训方面引入虚拟仿真资源在将一定程度上改善汽车实训的普及率,通过虚拟仿真,把学生引入到生动、直观的教学环境中,提高了学生的积极性,有利于提高学生的技能水平。
1 汽车专业实训设备跟不上教育教学改革的需求由于实训设备跟不上教学的需求,学生动手实训时间少,技能训练水平跟不上岗位需求。
实训设备跟不上教学需求主要矛盾是汽车专业学生人数多,实训设备台套少。
汽车专业在很多工科类院校里是大专业,学生人数众多,开设校汽车运用与维修专业的职业学校,该专业每年招生少则100人,多则上1000人。
大部分院校的设备配套是跟不上的,包括实训设备的场地小开设的实训室有限、设备的种类少开设的实训项目不多、设备的数量数少不能分组操作。
这个客观存在的矛盾造成了学生在学习技能时人均训练时间不足,技能水平难以达到岗位要求,因此,要提高职业技能教育质量,必须要先想方设法解决这个矛盾。
同时,随着新能源汽车类课程的开设,高压安全防护成为教学中需要认真对待的现实问题,特别是初学者的作业安全防护、作业技能不规范、不熟悉,实训教学过程存在一定要安全隐患。
虚拟仿真技术的出现,在汽车实训教学上的使用,是技能教学和实操训练的有效弥补。
科学、合理的使用,有可能成为解决实训教学中“高投入、高损耗、高风险、难实施、难观摩、难再现”三高三难的问题,提高汽车专业实训教学的质量。
2 虚拟仿真技术的发展现状我国虚拟仿真技术的起步较晚,但是发展较为迅速,早期的虚拟仿真技术主要用于军事和科研领域。
2010前后部分企业研发了基于二维平面的汽车虚拟仿真实训平台,并投入实训教学应用当中,2016年虚拟现实(VR技术)正式推出,2016年被定义为VR技术虚拟仿真技术在中职汽车专业实训教学中的应用与思考王莹海南省工业学校 海南省海口市 570012摘 要:中职汽车专业实训教学面临着实训普及率低的痛点,不利学生技能的培养,建立虚拟仿真实训平台,引进基于3D/VR/AR技术的实训教学资源,开展虚拟仿真实训教学,利用仿真技术加强汽车专业技能实训教学,推动信息技术与教育教学深度融合,有利于提高实训普及率,有利于解决“三高三难”,推动汽车专业教学变革创新。
汽车工业中的虚拟现实技术,简称“VR”),是一种可以创造和体验虚拟世界的计算机系统。
虚拟现实(Virtual Reality这里的虚拟世界是指全体虚拟环境或给定仿真对象的全体。
而“虚拟环境”一般是指用计算机生成的有立体感的图形,它可以是特定现实环境的表现,也可以是纯粹构想的世界。
虚拟现实技术是近年来发展起来的高级计算机技术,其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。
混合现实使用数字技术对现实汽车厂和产品进行虚拟,根据程度不同,通常分为如下个几层次:增强);现实(Augmented Reality,简称“AR”);增强虚拟(Augmented Virtuality,简称“AV”,简称“VR”)。
虚拟现实(Virtual Reality而其中前两项又被合称为“混合现实”(Mixed Reality,简称“MR”),见图1。
图1 混合现实示意图MR技术与VR技术的主要区别在于MR是一种“建立在真实基础上的虚拟”,其看上去比VR 技术所呈现的效果更加真实,应用起来也更为简单,MR技术也是近些年来才逐步兴起的一项应用技术。
混合现实,顾名思义,就是将实体的的场景或物体与虚拟的场景或物体相结合所产生的混合世界。
数字化工厂“数字化工厂”又称“虚拟化工厂”,即通过数字化技术、现代通信和网络技术,将传统实物工厂所拥有的职能通过数字化形式在网络上再现,并且在技术和实现的手段上大大扩展了传统工厂的各项职能。
1991年,美国里海大学在《21世纪制造企业的战略》报告中首次提出了“敏捷制造”和“虚拟企业”的概念。
该报告设想到2006年建立美国汽车(USM)公司,即实现汽车工业的敏捷制造/虚拟工厂,若该设想能如期实现,未来敏捷制造/虚拟企业的模式将表现为由计算机网络控制的多个柔性制造单元组成的分布式自动制造与虚拟制造系统。
众所周知,传统工厂在模式上有着多项不足,特别是汽车制造业中的汽车设计领域。
虚拟现实技术在汽车感知质量开发中的应用研究摘要:虚拟现实技术(VR)是一门涉及计算机、传感与测量、仿真、微电子等技术的综合集成技术,近年来逐渐兴起并迅速发展。
利用虚拟现实技术提供的语音识别和手势等输入设备,以及立体视觉、声音、触觉等反馈系统,可以实现设计者和设计对象的多感知交互,极大地节省了用于形状描述和尺寸精确定义的时间,为各类工程的大规模数据可视化提供了新的描述方法,从而缩短了产品开发时间,降低了开发费用,有利于实现汽车车型的快速设计与开发,这必将引起汽车设计方法上的又一次深刻变革。
关键词:汽车;设计;虚拟现实一、引言随着虚拟现实技术的普及,在已经运用虚拟现实的一些领域已经取得了不错的经济效益,同时有关汽车设计制造的虚拟现实技术也在不断发展。
这些技术运用到实际设计生产环节后可以有效缩短汽车产品研发周期,在汽车的后期宣传销售等方面起到至关重要的作用。
虚拟现实技术融合了计算机仿真、AI(人工智能)、环境模拟、高清显示技术、运动体感控制、网络大数据等先进科学技术。
通过构建一个虚拟的三维空间让体验者身临其境,与虚拟环境进行交互。
二、虚拟现实技术的概述虚拟现实中的环境具有高度仿真性,带给使用者强烈的身临其境感。
虚拟现实交互性指的是使用者可以在一定程度上对虚拟空间进行操控。
比如在虚拟空间中可以拾取物品,感受到物品的外貌特征,并且可以改变物品的空间定位。
虚拟现实还具有构想性的特征。
用户可以在计算机所创建的虚拟多维信息空间中,依靠视觉、听觉捕获的信息,可以靠自身感知和全方位的认识虚拟世界里的事物。
三、虚拟现实系技术汽车工业中的应用3.1 整车虚拟装配。
虚拟装配技术主要是在产品生产过程中,通过虚拟现实技术建立汽车三维模型,能够非常准确的反映汽车各个部件的安装关系,以及整车设计情况。
并可以将各个部件的数据直接保存进入数据库,方便新车型的设计与开发。
通过应用3D技术对零部件以及汽车其他部分进行虚拟装配分析,进而寻找设计装配时的缺陷以及设计问题。