VR 虚拟现实技术在车辆虚拟维修中的分析

张 帆 李云龙

（1、哈尔滨科学技术职业学院，黑龙江 哈尔滨150000 2、中锐教育集团，黑龙江 哈尔滨150000）

VR 技术是仿真模拟技术中极为重要的发展方向，也是仿真技术与计算机技术、多媒体技术、传感技术等多种技术发展的结晶。随着虚拟现实技术的不断发展，将会引起人类生活与发展的重大变革。计算机生成模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景的实体行为的系统仿真，使维修人员真实还原到该环境中[1]。人们戴上立体眼镜、数据手套等特制的传感设备，似乎置身于一个具有三维的感觉世界。虚拟现实技术是继多媒体技术的终极技术，它具有多感知性、存在感、沉浸式、交互性和自主性等特点，现已成为各个领域广泛关注的焦点，在车辆研发、运行与维修等环节中，利用仿真软件对物品进行虚拟维修分析，在汽车等方面有广阔的发展空间。

1 VR 虚拟现实技术在车辆虚拟维修中

1.1 综合建模技术

在车辆虚拟维修中，环境建模是他的核心之一，如：汽车的拆装，需在装配设计数据基础上、需参考空间参数、自身参数，需运用车辆在设计和生产中的各种参数，对数据信息进行集成、描述等，以虚拟现实、虚拟维修、维修流程为核心，建立信息模块，开展虚拟维修[2]。通过虚拟环境创设、汽车运动仿真等实现虚拟现实技术，在此系统中，利用三维视觉进行建模，包括：零部件模型、部件间约束等来进行定义，采用的虚拟维修须具备：展现实而完整的维修环境、维系过程、模拟系统、人机交互等操作过程，将维修人员纳入到虚拟维修环路中，自动组织格式数据对其进行指导、优化、正确评估维修性，可实现，通过维修人眼可以灵敏接受，到维修部位的三维信息，进行故障诊断，并且通过内置耳机，接收语言指示。

1.2 维修性评价技术

虚拟维修技术是VR 虚拟现实技术的分支，维修性评价是虚拟维修技术中的核心环节，形成故障的因素：运行异常、排烟颜色异常、间隙异常、渗漏现象、气味异常等，可通过目前的虚拟现实技术，“望（外观）、闻（气味）、问（分析）、切（其他）”，实现三维成像，移动视差真实还原模拟度，是开展人机维修的关键。需要维修人员增进其他感知能力，可以通过听声音、闻气味、辨温度来增进真实听觉、嗅觉和触觉，这样才能产生最佳的真实还原体验。综合计算图形图像技术、人工智能等多方面高科技的应用，构建经济技术指标、成本效益分析模型等，在虚拟维修中进行模拟仿真，通过故障位置、相关参数、维修障碍、障碍分析、障碍评估等进行分析并予以评价以及整改，评估车辆故障的可维修性。虚拟现实还需要让人可以判断方向和距离，都还有待于关键技术的突破[3]。通过相关设备和虚拟环境结合，感知、操作虚拟对象。准备反映问题- 维修人员- 工具/设备间的相互关系。

1.3 虚拟维修系统结构

在数字化信息时代中，开发数自化虚拟维修系统，以数字样机技术与VR 技术基础上进行开发，在实际操作车辆维修中，凭借车辆虚拟维修系统来实现，日常模拟训练时需加强对维修人员的维修技能培训，便于实际维修操作；在实际维修时，使设计人员与维修人员处于相对真实的维修环境，保障维修人员快速掌握对维修性进行评估、定性、定量予以评价[4]。车辆虚拟维修中，构建的虚拟维修系统，对维修环境进行还原真实，不仅完善维修工作，而且打破传统维修时的空间限制，还原真实模拟车辆装配、故障分析，数字化的信息进行数据的相关提取（基本参数、状态信息等）分析、以及对车辆使用性能进行再次检验、评估。方便维修人员快速掌握车辆的情况，及时有效对故障原因进行分析，并加以排除，降低故障，增加车辆的使用性能。在实际的虚拟维修系统操作中，需要对故障设置、评估、维修性评估等系统内部评估，并增加维修人员演练维修环节的安排，进而提高维修人员技术，便于日后维修人员快速掌握维修技术。

1.4 虚拟维修系统技术流程

VR 技术所采用的建模语言，与Java 语言环境向结合，VR外设能与系统之间进行交互，保障设备完成系统交互的设置，两者间完成系统内的运转可以进行真实、有效传递。通过对其维修完成建模技术，将人、环境、机器三者间进行合理结合，进行分析产品维修性与工作内容分析。车辆虚拟维修中：实际数据分析- 明确故障位置- 分析故障原因- 判断故障类型- 相关零部件拆解、维修、更换- 故障排除，简单地概述为：拆解、维修与重组的过程[5]。将CAD 模型、车辆维修、数据库一同运作，进行虚拟环境输出、排除维修控制模块故障，生成车辆故障维修分析、修拆装程序模拟，对维修环境进行故障分析、维修与重组等流程，加强对对象、表面片等进行检测，有利于真实场景的还原，保障了维修中的精确性，实现车辆故障排除。

2 AR 技术在车辆维修中的意义

利用数字化信息对车辆维修中进行现场模拟，还原现场维修场景。对新学生来说，可以通过模拟还原真实场景，进行维修分析的教学远远超乎了传统式教学方法，帮助学生更快建立思维模式，将所学到的理论知识可以进行更加广泛的研究；优于传统教学设备短缺、场地等原因，降低实训课程的叫教学质量，大而有效避免了因实装操作对设备造成的损坏，同时也完善了教学方法，使学生门不出乎就可以进行视场训练，提高实训质量和效率。对于维修人员，可简便了车辆维修的维修方法，且具有可视化强、操作简单成本低的技术方法，便接了工作流程，可根据相应的基本参数，进行有效更换零部件以及编码，实现维修人员可以不限地点，通过AR 虚拟维修技术，增进设备间的相互关系，身临其近感受现场维修，充分利用车辆整体结构额基本数据进行组织维修，合理选用适宜的维修方式，进而进行有效维修。

3 结论

VR 技术在众多行业中逐渐普及，在汽车上在汽车销售、虚拟维修等各环节现已进行起步阶段，但在汽车行业中还未实现广泛应用，普遍存在：实训场地、器材短缺等现状。VR 技术 作为新时代中新型的技术模式，在车辆虚拟维修中，简便了维修方式，应用于维修人员的培训与优化教学阶段，需求其进行完善与发展，为我国提供高技能复合型人员。VR 技术仅对某个品牌的某种车型予以应用，如何能够满足各类车型的VR 技术，将成为现阶段的发展方向。随着新型技术的发展与科技的突破，虚拟维修相关智能软件的开发与研究，相信在不久的将来，VR虚拟现实技术在车辆虚拟维修中能得到更好地推广应用。