虚拟现实技术在汽车驾驶体验中的应用

付风华

摘要：虚拟现实技术能够创造或者是模拟和现实非常相似的虚拟世界，是计算机仿真系统中重要的一项技术。虚拟现实即使在汽车的驾驶体验中，能够对学车的学员进行拟生态的培训，能够对内部汽车零件和设备、外界声音以及视野进行模拟，还能够进行先进自动纠正系统，能够极大的提升学员的学车兴趣以及驾驶的乐趣。本文虚拟现实技术在汽车驾驶体验中的应用。

关键词：虚拟现实技术汽车驾驶体验应用和技术

伴随着工业革命的迅速发展，计算机技术和互联网技术早已融入到人们日常的方方面面，经过不断的开发利用，计算机仿真技术已经发展的相当成熟，渐渐的出现了一个全新的名词，“VR”（虚拟现实），虚拟现实技术的应用，通过高科技和专业理论上的知识，建立起比较逼真的驾车驾驶体验环境，不仅能够有效的缓解驾校的压力，也能够减少学员在驾校的练车时间，节省资源，从而达到让学员快速接受汽车驾驶的实操技术和理论水平。

一、虚拟现实技术的概念与发展

虚拟现实技术是计算机仿真系统的发展方向，是通过计算机技术，融合仿真技术和多媒体技术，传感技术和人机接口技术以及网络技术进行融合，生成一种多源信息和三维动态动画的现实模拟，形成视觉、行为、感觉交叉性的技术。虚拟现实技术是让无数年轻人追捧和无数科学研究者为之痴迷的技术，拥有着四个阶段的发展历程，历史也非常的悠久。对于虚拟现实技术来说，第一个阶段是声形动态模拟，这是蕴含着虚拟与现实模拟思想的第一个阶段，这个阶段早在1963年就被提出了;第二阶段是虚拟现实思想的萌芽阶段，人们开始有意识的探索虚拟现实技术的可能性;第三个阶段是虚拟现实的概念的形成和基础理论知识的建立;第四阶段就是对于虚拟现实技术的运用，现阶段人们对于虚拟现实技术的应用已经比较完善，尤其是在互联网飞速发展的今天，为虚拟现实技术插上腾飞的翅膀。

二、虚拟现实技术的原理和意义

严格来说，虚拟技术就是计算机的高级技术，与其他计算机技术不同的是，虚拟现实技术不仅包括计算机仿真技术，也几乎囊括了现实中所有的环境以及对环境的感知能力，包括最基本的视觉感知和运动感知，还包括听觉感知和触觉感知，实现对预想的环境进行现实化的模拟。虚拟现实技术的目的就是身临其境，达到人们的大脑无法区分现实和虚拟的地步，但以现阶段而言，这几乎是不可能完成的任务。目前所使用的虚拟现实技术设备主要分为两大类，一类是借助于外部的硬件进行辅助计算，另一种是通过内置的硬件独立完成工作。借助外部的硬件进行运算和工作的虚拟现实技术，需要连接超高频率和超高运算能力的计算机才能进行工作，比较常用的是Oculus Rift和HTC Vive。相对来说，依托内部硬件进行运算的虚拟现实技术，拥有较强的独立性，不需要其他外在硬件或者软件的辅助运行，有着很多的便利性。但是此类的设备涉及到三维计算机图形和广角立体现实技术，也涉及到计算机视觉技术和仿真技术，追踪技术和网络、语音的传输技术，是多种领域的结合。

虚拟现实技术比较贴近人们的日常生活，能够协助人们完成很多高难度的工作，并且，快的生活节奏、大的工作压力使人们在生活中会感到烦闷和暴躁。而虚拟现实技术是专门为人们大脑设计的一种技术，能够提供虚拟现实的感知，解决人们的现实压力和空虚的精神世界。虚拟现实技术发展到现在，已经在仿真领域、教學领域、模拟领域得到了很大的发展和完善，已经渐渐渗透到人们的生活。

三、虚拟现实技术在汽车驾驶体验中的应用

（1）培训教育

由于经济的发展，汽车已经作为一种常见的交通出行方式，普及到千家万户。所以越来越多的人们要练习驾驶汽车的技术，但是由于培训的学员过多，导致在培训的场地和资源上都有着很大的压力，场地和资源的紧张导致学生的学习时间较少，也就会造成学员在培训的过程中，仅仅处于会开车的境界，没有掌握牢固的汽车驾驶技术。虚拟现实技术可以通过环境的真实模拟，培养学员对驾驶汽车整体的协调能力，也能够培养学员对汽车整体的把控能力。通过对外界环境的视觉冲击和路况的模拟，提升学员在汽车驾驶中敏锐的辨别能力和对紧急情况的处理能力。不仅解决了学员学车技术的问题，也能够巩固学员汽车驾驶体验的技术。

（2）内部设备的模拟

虚拟现实技术有着强大的视觉技术和触觉反馈的技术，在使用的过程中，能够对汽车的方向盘和油门，刹车和离合进行触觉的一个反馈。这样能够使学员对汽车驾驶的环境进行模拟，不仅没有场地的困扰，也能够满足新手在模拟驾驶中的对私人空间的满足感。虚拟现实技术的应用，不仅节省了大量的练习时间，也不会受到错综复杂的交通拥堵带来的影响。虚拟现实技术通过界面程序指令的输入，将电信号转化成数字信号，然后进行识别，实现了虚拟现实技术和计算机技术的结合。

（3）外界环境的模拟

虚拟现实技术能够对车辆行驶过程中的环境进行模拟，并精准的传递给驾驶人，带来现实的感知力。虚拟现实技术对外界环境的模拟风雨雷电准确天气的变化，也能模拟外界车辆和驾驶人员车辆的运行情况，也能对路况和红绿灯的变化情况进行模拟。并且虚拟现实技术可以通过声音传导技术与汽车的设备进行连接，能够给驾驶人逼真的汽车驾驶体验环境，非常考验驾驶员的应急处理能力。此外，虚拟现实技术还能够给驾驶位带来新型的三维建模技术，将红绿灯的分布和过往的车辆建模，加强驾驶人员对汽车驾驶的体验。

（4）渲染技术与事故的模拟

在汽车驾驶中，将路况以及驾驶过程中周边物体的移动真实的表达出来，是需要面对的重要问题，关系到汽车驾驶体验的真实度。虚拟现实技术能够通过强大的渲染技术将实际的路况信息进行真实的模拟，外界环境、虚拟现实技术、界面系统，构成一个完善的模拟系统，保证汽车驾驶员真实的驾驶体验。除此之外虚拟现实技术在汽车的驾驶体验中表现出强烈的真实性，能够通过粒子系统来对雨天进行真实的模拟，还能够模拟真实的车辆撞击的情况，不管是车辆对撞还是障碍物和车辆的撞击，都能够模拟出真实的火药气味，使人们产生更加真实的感觉。

（5）自动纠正系统

自动纠正系统在现阶段可以说是虚拟现实技术在汽车驾驶体验中的巅峰应用，自动纠正系统能够在没有教练辅导的情况下，就能够本身的特点和优势，形成一整套标准完善的汽车驾驶评判标准，并且对驾驶者的操作进行评判和打分，实时传送到显示界面生，对驾驶者进行一对一的专业辅导，针对驾驶情况做出针对性的措施尽心改良，从而达到和真人教习一样效果的驾驶目标。

四、虚拟现实技术的不足

虚拟现实技术在汽车领域有着广泛的应用，但是放在整体的行业中来看，虚拟现实技术有着很多的发展障碍。首先，在应用虚拟现实技术时，需要进入虚拟时间，但是迄今为止，各类虚拟现实设备仍然无法摆脱其他计算设备的限制，导致活动范围非常有限，在移动上给驾驶者带来很大的不便。除此之外，虚拟现实技术在模拟真实的自然环境时，还会给使用者带来一定的疲劳感，使用不当的话还会有恶心、眩晕感。这些虚拟现实技术的缺陷，造成了虚拟现实技术无法向全年龄阶段人群普及，在一定程度上制约了虚拟现实技术的发展。

五、结束语

虚拟现实技术作为广泛性、没有局限的高新技术，其发展和创新的思想确是非常先进的，尤其是在汽车驾驶体验和汽车驾驶培训的领域方面，有着得天独厚的条件。虚拟现实技术在汽车领域上的应用，突破了汽车驾驶对资源的浪费、环境的耗费，消除了驾驶者的疲劳感，创造了全新的人性化感官体验。

参考文献

[1]桑勇、刘刚、黄克正.“虚实”相结合的汽车模拟驾驶器的研发[J].山东交通学院学报，2006 （06）