VR技術(shù)在車輛虛擬維修中的應(yīng)用分析

楊國政 管艷 李霞

（山東兗礦技師學(xué)院，山東 鄒城 273500)

引言

信息時代的發(fā)展，許多新興技術(shù)應(yīng)運而生，VR技術(shù)便是其中之一，它結(jié)合了仿真技術(shù)、計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)等多種技術(shù)，具有廣闊的發(fā)展前景，成為眾多技術(shù)人員研究的對象，它最鮮明的特點便是虛擬現(xiàn)實性，在各個方面都有所涉及，其中車輛的虛擬維修、研發(fā)設(shè)計、裝配運用以及操作使用是幾個主要的研究方向。

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及技術(shù)特點

1960年，VR被首次提出，開始，中文對其解釋為虛擬現(xiàn)實，計算機系統(tǒng)結(jié)合傳感器技術(shù)最后形成一個立體的三維空間，這一技術(shù)可以有效地調(diào)動用戶的視力、聽力以及感覺能力，使用戶未置其境，卻依然可以達到身臨其境的神奇效果。隨著科技的進步，該項技術(shù)也逐漸被完善，趨于成熟，在多個領(lǐng)域涉足并快速發(fā)展起來，得益于與云計算、大數(shù)據(jù)、移動通信技術(shù)、電腦仿真技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)以及人工智能技術(shù)的有效融合，總而言之，它使用計算機實現(xiàn)高端虛擬成像，利用計算機處理的復(fù)雜數(shù)據(jù)，在這一基礎(chǔ)下方便用戶進行交互操作。

在未來，VR將從兩個方面進行發(fā)展，一方面是桌面虛擬，另一方面是沉浸式高性能虛擬。它們對繪制方式、互動方法、系統(tǒng)構(gòu)建等不同的方面有不同的全新的要求，主要為：構(gòu)建虛擬的動態(tài)環(huán)境，形成三維圖像以及運用語音模擬技術(shù)搭建智能的虛擬環(huán)境。

二、虛擬機建模

進行車輛的維修操作時，應(yīng)根據(jù)車輛本身的參數(shù)下手；比如：根據(jù)配置的數(shù)據(jù)設(shè)計汽車的具體裝配，通過空間的大小與產(chǎn)品參數(shù)決定汽車零件的拆分組合情況，由于傳統(tǒng)的車輛計算機輔助設(shè)計數(shù)據(jù)庫中沒有虛擬維修的相關(guān)介紹，為了使虛擬維修的效果更好，不僅應(yīng)在車輛設(shè)計和生產(chǎn)時合理使用各項指標參數(shù)，還需根據(jù)數(shù)據(jù)展示各類作用大小，從虛擬現(xiàn)實、虛擬維修、維修反饋和維修操作步驟入手，構(gòu)建信息集成版塊，方便進行虛擬維修。

虛擬維修應(yīng)滿足以下的要求：完整顯示清晰真實的維修環(huán)境和過程流圖；實現(xiàn)模擬系統(tǒng)的功能；展示每一個操作步驟細節(jié)，實現(xiàn)人機交互；優(yōu)化維修操作方式，運用更加合理有效的方法；可以準確預(yù)估維修。虛擬維修可分為兩類：一是模擬維修過程，借助人體模型操作控制；二是使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)管理維修過程，虛擬維修中加入維修人員這一新元素，具體可以參考一款能加強現(xiàn)實感的眼鏡，它最先由寶馬公司提出并實現(xiàn)，能準確預(yù)估維修性能，向修理人員展示3D效果的維修步驟圖，突出隱藏的維修細節(jié)，比如扭緊螺絲的方向等，通過這款眼鏡，還能使人眼感知到維修部位的3D立體信息，及時準確地排除故障，內(nèi)部隱藏的耳機用來收聽語音指令信息。

三、維修反饋

運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)維修車輛的操作中，最重要的一個步驟便是維修反饋，在綠色維修中也舉足輕重，為達到綠色維修的相關(guān)要求，成功搭建符合經(jīng)濟指標和成本利益指數(shù)的模型，應(yīng)對車輛虛擬模型模擬其維修過程，在完成車輛維修任務(wù)后，分析并運用合理的方法排除故障，反饋車輛維修的價值性以及測評故障的可維修性，其中包括故障的具體位置信息、排除故障分析、車輛故障的維修測評。

四、維修系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

現(xiàn)實操作中，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)于車輛虛擬維修中時，需借助車輛維修的結(jié)構(gòu)，把維修人員放于相對真實的環(huán)境中進行維修，首先模擬維修操作步驟，然后再進行實際環(huán)境的模擬過程，通過這一步驟，可以更好地體現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢，維修不再單一地受時空的局限，清楚的顯示車輛裝配過程，以及暴露每一處問題，根據(jù)參數(shù)數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息估計車輛的性能，維修人員分析具體的數(shù)據(jù)可掌握每一輛車的狀態(tài)信息，及時排查故障確保車輛安全運行，給用戶帶來更好的體驗。運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)搭建的虛擬車輛維修系統(tǒng)，通過更加真實的配置環(huán)境，提高了相關(guān)人員的維修技能，以便在實際的應(yīng)用操作中更加得心應(yīng)手。實際開發(fā)虛擬車輛維修系統(tǒng)時，首先應(yīng)設(shè)置故障在系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境中，然后進行故障評估測評，預(yù)估可維修性，通過車輛虛擬維修系統(tǒng)使修理人員預(yù)先對維修步驟進行演示，實現(xiàn)在較短的時間內(nèi)維修員工技術(shù)有飛躍性的提升，完全掌握核心技術(shù)并加以實際操作運用。

五、虛擬維修的基本操作步驟

分析車輛維修過程中的可行性數(shù)據(jù)可得，進行維修車輛和故障排除時，應(yīng)用相應(yīng)的技術(shù)手段時應(yīng)著重加強研究故障形成的原因，弄清楚故障發(fā)生的具體位置，不放過每一個細節(jié)，理論結(jié)合實際判斷出故障的具體類型，對每一個基本的設(shè)備零件剝離整體獨立分析，定期維修或者更換存在問題的零件，對于更為復(fù)雜的問題，則采取不一樣的措施解決、排除故障。總的來說，在進行車輛的維修操作時，應(yīng)遵循以下幾個基本的步驟進行：分離零件獨立分析、維修排查問題、重組零件形成新的設(shè)備。虛擬現(xiàn)實技術(shù)廣泛被應(yīng)用于車輛的虛擬維修中，使用其獨有的建模語言，與另一種語言即JAVA語言融會貫通，構(gòu)建出一個全新的環(huán)境，方便相關(guān)人員查找故障原因、獨立分析每一個零件、維修損壞的零件并使用合理的方法排除故障，最后將新的零件進行重新組合形成全新的設(shè)備，這些功能實現(xiàn)了同步運行計算機輔助設(shè)計模型和車輛維修管理數(shù)據(jù)庫，創(chuàng)造一個全新的環(huán)境模擬輸出相關(guān)信息，制作四個新的版塊分別用來實現(xiàn)人機交互、排除故障方便維修、構(gòu)建新的虛擬環(huán)境、穩(wěn)定形成良好的狀態(tài)的功能，方便實際操作過程中維修的正常進行，通過運行車輛故障維修分離程序使得模擬更加智能，對模擬過程中的維修可行性進行分析，排除車輛運行過程中存在的安全隱患。

結(jié)語

綜上所述，隨著汽車業(yè)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)慢慢應(yīng)用在陳列汽車、銷售車輛、模擬駕駛和虛擬維修方面，但現(xiàn)在的技術(shù)還沒有發(fā)育成熟，并不能被大量推廣加以使用，維修車輛時也只是應(yīng)用于培訓(xùn)相關(guān)人員方面，使用的VR技術(shù)只面向某個特定的品牌，所以今后車輛虛擬維修的研究發(fā)展方向?qū)⑹茄芯恳环N可以滿足各種各樣品牌車輛的虛擬現(xiàn)實維修技術(shù)。