虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在駕駛員培訓(xùn)中的應(yīng)用

劉佳

【摘要】 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。[1]在實(shí)際條件和環(huán)境因素不符合我們的要求時(shí)，仿真系統(tǒng)可以利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，使用戶身臨其境，不用到達(dá)實(shí)際場地就可以獲得一種如在其中的體驗(yàn)，是三維動態(tài)實(shí)景和實(shí)體行為的完美結(jié)合。

【關(guān)鍵詞】 虛擬現(xiàn)實(shí) 駕駛培訓(xùn) 電子技術(shù) 應(yīng)用

隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在許多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用，在駕駛員的培訓(xùn)工作中也不例外。汽車駕駛模擬是一種利用仿真設(shè)備，使駕駛員能夠正確地模擬駕駛動作，并在訓(xùn)練過程中獲得實(shí)車駕駛感覺的培訓(xùn)方式。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合了傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、三維實(shí)時(shí)動畫技術(shù)以及人工智能技術(shù)等等先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)。[2]筆者將針對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在駕駛員培訓(xùn)中的應(yīng)用，對模擬技術(shù)進(jìn)行相關(guān)探討。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在駕駛培訓(xùn)中的作用及意義

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于汽車駕駛模擬訓(xùn)練系統(tǒng)中，就是通過計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，在駕駛員的操作過程中產(chǎn)生汽車行駛過程中的虛擬視景，包括汽車路況、音響效果以及運(yùn)動仿真等等，使駕駛學(xué)員隨著技術(shù)的應(yīng)用，能全身心沉浸到電子設(shè)備虛擬出的駕駛環(huán)境中，并享受實(shí)車駕駛的感覺。[3]

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車駕駛的虛擬訓(xùn)練，駕駛員可以對汽車的駕駛過程進(jìn)行體驗(yàn)，并在安全性高的情況下認(rèn)識和學(xué)習(xí)現(xiàn)實(shí)世界中的汽車駕駛。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的汽車駕駛模擬訓(xùn)練系統(tǒng)不僅提高了練習(xí)和訓(xùn)練的效率，極大地提高了系統(tǒng)的主動性、交互性和沉浸感等性能，同時(shí)安全性高，節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，使學(xué)員處于近乎真實(shí)的駕駛環(huán)境的同時(shí)，使駕駛訓(xùn)練的教學(xué)效果得到改善。

二、模擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)防震功效的運(yùn)用

1、操縱仿真系統(tǒng)。汽車的駕駛訓(xùn)練使用的模擬仿真系統(tǒng)中，駕駛艙的各個(gè)部件、結(jié)構(gòu)都與真實(shí)的車輛保持一致，并且動作范圍和使用感都力求與實(shí)車接近。[4]如駕駛員在轉(zhuǎn)動方向盤時(shí)，其體驗(yàn)感和實(shí)際的車輛并無差異，且方向盤還能實(shí)現(xiàn)自動回零；駕駛過程中，無論是踩油門、剎車還是離合器踏板，駕駛員體驗(yàn)的腳感都與實(shí)際操作無異；駕駛員對車內(nèi)各儀表，包括油量、時(shí)速等等，顯示都與實(shí)車沒有差別。

2、視景仿真。視景仿真包括行駛過程中的路面狀況仿真以其它景物的仿真，如街景、障礙物等等。視景仿真利用的是計(jì)算機(jī)的圖像技術(shù)以及3D技術(shù)，兩種技術(shù)的結(jié)合生成了啟辰行駛過程中駕駛員前后左右包括從后視鏡里面看到的所有場景。只要是實(shí)際駕駛中會看到的景象，模擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)都一一考慮到。

在駕駛員培訓(xùn)中，模擬駕駛技術(shù)可以真實(shí)的將實(shí)際的道路情況得以還原，相比于真實(shí)的實(shí)地訓(xùn)練，模擬場地成本低廉、訓(xùn)練效果好。在道路設(shè)計(jì)中，駕駛員可以積極的對不同的路況作出反映。為了達(dá)到街景的逼真效果，不僅需要性能優(yōu)良的計(jì)算機(jī)這類硬件設(shè)備的支持，屬性技術(shù)、PS技術(shù)等等軟件技術(shù)也應(yīng)具備。[5]首先要建立起景物的三維模型，并在行駛操作過程中實(shí)時(shí)調(diào)控實(shí)景庫中的景象數(shù)據(jù)，在利用顯示模塊生成三維實(shí)時(shí)景觀

3、運(yùn)動仿真。在駕駛員的操作過程中，由于路況的不同和形式操作中的差異，車輛會發(fā)生顛簸或者左右搖擺的情況。針對以上實(shí)際體驗(yàn)，模擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也充分考慮到這一點(diǎn)。特通過對駕駛艙中的運(yùn)動機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)在駕駛艙內(nèi)能充分感受到由于道路不平整、汽車啟動、突然加速、減速停車而引起的汽車抖動、前后搖晃或者顛簸。運(yùn)動仿真大大提升了模擬技術(shù)的仿真性，使駕駛員隨著駕駛時(shí)間的增長，能漸漸融入駕駛過程之中。

三、虛擬駕駛訓(xùn)練的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要運(yùn)用于對駕駛員的培訓(xùn)以及各汽車駕駛學(xué)校中。虛擬駕駛實(shí)現(xiàn)了利用現(xiàn)代設(shè)備對學(xué)員進(jìn)行駕駛的虛擬訓(xùn)練，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益以及社會效益。

在訓(xùn)練之前，駕駛員通過對模擬駕駛倉之內(nèi)的操作機(jī)構(gòu)及各儀表進(jìn)行熟悉，熟練打燈、方向盤操縱等等基本知識，從而克服自身的恐懼心理和緊張情緒；在訓(xùn)練之中，駕駛的模擬訓(xùn)練能使駕駛員正確地操縱方向盤，實(shí)現(xiàn)正確的倒車入庫、加速減速、轉(zhuǎn)彎、會車等等操作，取得良好的培訓(xùn)效果；在駕駛之后，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以對駕駛員本次的操作進(jìn)行實(shí)施測評，以利于以后的改正和進(jìn)步。

結(jié)束語：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使傳統(tǒng)的人力培訓(xùn)被統(tǒng)一的自動化教學(xué)所取代，具有重大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅有利于駕駛員培訓(xùn)工作的規(guī)范化和科學(xué)化，同時(shí)節(jié)約了人力物力資源，避免了對生態(tài)環(huán)境的污染。隨著科學(xué)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在駕駛員培訓(xùn)中應(yīng)實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的運(yùn)用，發(fā)展前景良好。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 劉志堅(jiān).淺談汽車駕駛模擬器及其改進(jìn)[J]. 科技資訊. 2010（32） ：12-13

[2] 汪澤建.推廣汽車駕駛模擬器教學(xué)的必要性研究[J]. 消費(fèi)導(dǎo)刊. 2012（08） ：34-35

[3] 劉志堅(jiān).淺談汽車駕駛模擬器及其改進(jìn)[J]. 科技資訊. 2010（32） ：21-22

[4] 果明明.汽車駕駛模擬器[J]. 電子科技導(dǎo)報(bào). 2012（06） ：31-32

[5] 張明.高新技術(shù)下的汽車駕駛模擬器培訓(xùn)探討[J]. 青春歲月. 2013（12）：18-19