应用研究
虚拟现实技术在汽车行业的应用研究
戚鹏辛献杰郭艳
(烟台生产力促进中心山东烟台264003)
数字执本与流用
摘要虚拟境实技术是当前的一个新兴技术，已广泛用于汽车制造业、电子等多个行业。本文详细介绍了虚权现实技术的国内外发展观获以及其在我国汽车企业的应用现状对其当前研究的热点技水递行了分新析并以“胶东汽车技水服务平台"为例，介绍了该技术在汽车研发中的应用,最后对其发展方向和前景做了展望
关键词：虚拟现实汽车虚拟设计展示
中图分类号：TP391.9
1虚拟现实技术简介
文献标识码:A
文章编号:1007-9416(2014)10-0076-01
目的是获取实际环境的三维数据，并根据具体应用的需要，利用获
虚拟现实技术是一门涉及计算机、传感与测量、仿真、多媒体、可视化等技术的综合集成技术，近年来逐渐兴起并得以迅速发展。利用能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闻间，为各类
产品的大规模数据可视化提供了新的措述方法。 2国内外研究现状
在国外，美国通用公司是全球汽车界最早利用虚拟现实技术的公司之一。借助立体滤色眼镜或头盖式显示器、数据手套等显示设备，可以看到和真实的汽车一样大小的三维立体图像，人们可以围绕汽车来回走动观察，提出各个部位的改进设想，可以和坐在驾驶室另一侧的工程师一起，对汽车内的装置进行评价、改进。在福特汽车公司，产品设计师可以看到虚拟汽车车门及发动机罩的接，可以设想在驾驶室的座位上来解决人机工程和视野问题。在巅姆勒克莱斯勒公司在“虚拟现实中心"的虚拟环境中可以检查车体的线条和轮哪，检测车身表面的光洁度，分析汽车的空气动力学性能等。
我国在虚拟现实技术的研究方面比较重视。北京航空航天大学在虚拟现实中的视觉接口方面，开发出了部分硬件，并提出了有关算法及实现方法，实现了分布式虚拟环境网络设计。清华大学国家 CIMS工程技术研究中心针对室内环境水平特征丰高的特点.提出借助图像变换，使立体视觉图像中对应水平特征呈现形状一致性，以利于实现特征匹配，并获取物体三维结构的新颖算法
我国汽车产业在虽拟现实技术应用方面，也紧跟国际形势，通用、华晨、奇瑞、吉利、长安等大型汽车制造企业已经开始应用网络虚拟展示方式来实现产品的快速推广和更新，开始步入初级应用阶段。
通用汽车和上汽集团加大力度投资泛亚汽车设计中心的研发设施，除了国内最先进的样车试制车间，还新建中国第一个应用世界最先进数字开发技术的虚拟开发设施、国内最先进的噪声振动实验室、以及底盘运动与动力学参数测量实验室等，
此外奇瑞、南京名爵、长城、长丰等自主品牌的汽车企业，也都已经建立起了相应的技术研究院。但中小型企业反应比较缓慢，尤
其在虚拟现实设计和制造方面运用还很少。 3当前研究的热点技术
3.1动态环境建模技术
虚拟环境的建立是虚拟现实技术的核心内容，动态环境建模的
图1虚拟展示与体验实验室实景图
收移日期：2014—09-05
取的三维数据建立相应的虚拟环境模型。三维数据的获取可以采用 CAD技术(有规则的环境)，面更多的环境建立则需要采用非接触式的视觉建模技术以及两者的有机结合技术。目前，虽然常用的VR建模系统已能较好地提供三维CAD实体模型的导人功能，但模型细节的层次化处理(LOD)及其在动态环境生成中与视觉建模技术的有机结合，依然为有待深人研究和应用完善的问题。
3.2实时三维环境绘制技术
三维图形的生成已经较为成熟，而实时三维环境图形绘制不仅要追求图形的质量，还要求对每顿画面的绘制速度有限制，要求算法必须在给定的时间内，完成对场录的绘制。为了达到实时的目的，在不降低图形质量和复杂度的前提下，至少要保证图形的刷新率不低于15顿/秒，最好是高于30赖/秒。比较理想的解决方案是针对计算机的图形处理器(Graphics ProcessingUnit，GPU)直接编程通过硬件完成3D谊染中多边形的3D位置计算和动态光线效果处理，从而大幅提升三维环境的图形生成速度和效率。作为一种辨新的技术，GPU编程与计算机软硬件架构密切相关，算法的有效性与通用性等问愿均有待深人研究，
3.3立体显示和传感技术
虚拟现实中的人机交互远远超出了键盘和鼠标的传统模式，面是采用立体显示和传感器技术。现有的虚拟现实技术虽然已能提供商用的设备如数据手套、数据衣，立体鼠标、力反馈装置等，但其跟踪精度和范围有待进一步提高，应用对象的传感与反馈(例如力温
度、触觉等的物理模型、数学模型等均有待研究或深化 4应用案例
山东省烟台市汽车产业是其经济发展的重要支柱产业。为推动汽车产业的快速发展，烟台生产力促进中心、清华大学、中国机械科学研究总院、烟台高新区创业服务中心、烟台泰利集团有限公司五方共建了胶东汽车技术现代服务平台”，总投资3200万元，办公场地1400平方米，重点打造6个实验室，为汽车制造业开展汽车虚拟设计、虚拟展示、虚拟制造与仿真等关键技术服务。
该平台建设的虚拟展示与体验实验室，如图1，拥有国际领先的 Barco立体投影机、德国6自由度A，R.T位置跟踪系统及法国 Techviz评审软件等组成的主动背投虚拟现实环境。利用虚拟现实(VR)技术，构建具有沉浸式显示与实时交互功能的虚拟现实环境，为工业设计产品设计评审和虚拟装配论证等提供了新的手段
同时，利用开发的360°车展，汽车配置设计DIY体验，汽车虚拟驾驶和烟台数字汽车产业园等应用工具系统，该系统支持产品在 VR环境下的虚拟样机建模、可视化设计展示、性能分析和协同评审以及虚拟装配，虚拟维护和操作模拟等功能要求，为汽车产品设计
提供专业的系统仿真与虚拟制造应用服务。 5结语
目前，虚拟现实技术已成为新产品设计开发的重要手段，可有效的缩短研发周期，节省大量的人力物力。未来，随着人们对与之配套的追踪，投影、展示中多个关键技术的不断研究，应用，虚拟现实技术会不断完善，对制造业的发展起到突出的推动作用，
作者篇介：威鹏(1979一)，男，汉族，山东济宁人，硕士研究生,烟台生产力促进中心制主任，助理研究页，研究方向为制遗业信息化。