VR全真模擬練車系統

周祖陽

摘要：近年來，駕駛考試的難度越來越高，再加上新晉司機心態慌張，極易發生交通事故。為了鍛煉駕考學員的應急心態，我們旨將建立一套全真智能VR（三維）練車系統。智能VR全真模擬練車系統主要由學員信息數據庫、學員駕駛狀態評判系統、VR動態場景模擬系統及操作平臺組成。學員注冊獲得賬號，選擇駕考車型，進行三維動態練車場景模擬，進而通過外部操作設備對駕車系統模擬操作，每次的練習結果由評判系統反饋給學員。

關鍵詞：VR? 全真模擬? 數據系統

引言：智能VR全真模擬練車系統，由學員信息數據庫、學員駕駛狀態評判系統、VR動態場景模擬系統及外部操作設備（包含VR頭盔和操作臺）組成。學員通過系統數據庫注冊信息，選擇駕考車型和駕考場景，系統將根據該規則對每一次練車進行測評，學員通過VR頭盔和外部設備開始練車，外部設備與系統操作平臺進行駕車過程中的全真場景模擬，練車過程結束后，系統將評判結果，扣分項以及抓拍圖片反饋給學員。駕校教練根據檢測成果進行相應的上機專項訓練或者是實際車輛專項培訓。

1.注冊學員信息庫

注冊學員信息數據庫是智能VR全真模擬練車系統的主要組成系統之一，用來存儲學員的個人信息，包括個人基本信息，地理位置，學車總時長、學習次數及綜合評估成績，是練車網絡的重要載體。

2.VR（三維）動態場景模擬系統

模擬路況信息庫是智能VR全真模擬練車系統的核心系統之一，其功能是存儲開發者開發的基本的道路情況，根據學員練車的情況，經過大數據統計分析和復雜算法運算，將基本路況與運算結果（包含車輛流量，人員流量，人車位置分配，事故發生率等）結合生成新的道路情景，并自動更新路況數據庫，以此來實現練車的多樣性，使學員可以極大程度的接觸更多的道路情況，培養好應急心態。對于駕考路況，采用三維動態場景模擬進行動態顯示（如圖2所示）整合為數字集合儲存，構建統一的數字仿真平臺，并自動儲存學員考試現場的模擬數據信息。三維動態場景模擬系統具有模擬障礙顯示功能，并提前通知學員避障信息。借此來使本項目的場景模擬具有高還原度、高仿真度。

3.VR外部設備

1）VR頭戴設備

為增強駕駛流暢性以及迎合數據庫里極其快速的信息傳遞，我們建議引進大朋E3C套裝的VR眼鏡一體機（圖3a），設備有瞳距范圍54mm-74mm的自適應靈活調節功能適用于所有人群、顯示屏為Fast-LCD高清屏可以更為清晰的還原真實路況、其內置重力傳感器等體驗設備以及其視場角寬達110度可以豐富學員的真實學車體驗（模擬駕駛場景如圖3b）。

2）VR駕駛操作臺

簡易型汽車駕駛模擬器（如圖4a）是為配合交通部標準JT/T433-2005的要求而研制。專供初學者練習使用.利用仿真標準艙，可調式座椅，穩壓電源;通過操作本練習器，可培養良好的駕駛姿態，認識汽車駕駛操縱裝置，正確掌握各操縱機構的操作力感。快速掌握訓練駕駛方式，駕駛操作的靈活性和協調性。在駕駛訓練過程中能實現離合器、制動、油門、方向盤、變速器、駐車 、轉向燈等操作機構的狀態。以上設備操作機構具有實車一致的質感。

4.模擬練車系統操作平臺

學員可以在模擬練車系統操作平臺上選擇專項訓練或者考場模擬。該駕考平臺分為“場地駕駛技能考試科目（科目二）”和“道路駕駛技能和安全文明駕駛常識考試（科目三）”兩種入口，學員根據自己的學習進展合理選擇入口（駕駛頁面如圖5）

進入科目二入口之后，系統平臺將顯示考場模擬、倒車入庫、側方停車、坡道定點停車和起步、直角轉彎、曲線行駛以及高速領卡（部分地區）的選項。學員根據自身學習情況選擇訓練項目。

進入科目三入口之后，系統平臺將顯示考場模擬、上車準備、燈光模擬考試、起步、直線行駛、加減檔位操作、變更車道、靠邊停車、直行通過路口、路口左轉彎、路口右轉彎、通過人行橫道線、通過學校區域、通過公共汽車站、會車、超車、掉頭、夜間行駛的選項。學員根據自身學習情況選擇訓練項目。

5.練習結果評定和避障系統

該系統在得到學員在駕駛過程中的狀態數據之后，與已提前編入系統的規范的駕考標準的狀態數據進行對比。根據兩者的數據對比檢索出學員出錯的項目，并按照駕考標準扣分。扣分項目、扣分分數以及扣分原因在駕考結束后展示在顯示屏。

6.駕考車型數據庫系統

本系統將駕考的車輛模擬數據與獲得的路況數據相結合，并進行VR畫面優化，得到學員模擬訓練的界面。該系統具有計算車速、模擬檢查電路設備、模擬檢測車體位置及自動避障提示等功能，配合科目二、科目三的考試系統共同使用，以便最終得到學員的模擬成績。