虚拟现实技术在汽车研发中的应用与展望.docxVIP

1前言

在汽车研发早期阶段，整车的实物验收必不可少。当多种开发方案面临被选择时，传统方法往往通过实物模型进行评价。随着虚拟现实技术的不断发展，将其引入整车研发可将部分的实物评价虚拟化，虚拟现实技术在整车研发链条中的多个场景都可以得到很好的应用，以提高车企研发工作效率。

2虚拟现实技术定义与现状

虚拟现实技术广义定义为虚拟现实（VirtualReality，VR）及增强现实（AugmentedReality，AR）技术，是指借助近眼显示、感知交互、渲染处理、网络传输和内容制作等新一代信息通信技术，构建身临其境与虚实融合沉浸体验所涉及的产品和服务。

参考国际上自动驾驶汽车智能化程度分级及《虚拟（增强）现实白皮书（2018年）》中分级标准，可将虚拟现实技术发展划分为如下五个阶段，不同发展阶段对应相应层次，目前处于部分沉浸期，主要表现为1.5K-2K单眼分辨率、100-120度视场角、百兆码率、20毫秒MTP时延、4K/90帧率渲染处理能力、由内向外的追踪定位与沉浸声等技术指标。

虚拟现实技术最早应用于军事领域，飞行员利用虚拟环境、飞行器进行模拟训练。目前，虚拟现实技术已经遍及商业、医疗、娱乐、教育、通信及工程设计等诸多领域。例如，在建筑、城市规划中，通过虚拟现实技术展示城市规化方案、装修设计效果，设计方案论证等工作，成本低廉、方便又快捷；虚拟现实技术在娱乐行业更是普及，VR/AR类型的驾驶型游戏、作战型游戏和智力游戏在我们生活中已经随处可见。

3虚拟现实技术在汽车行业中的应用

随着虚拟技术的发展，特别是高分辨率、头带式的显示设备、高精度的人体位置及动作实时追踪设备的出现，给虚拟现实技术带来广阔的发展空间。AR/VR技术不再只是用于文化娱乐、教育培训领域，在工业研发、生产中也更多的被应用。随着汽车研发的数字化、电动化，虚拟技术的沉浸感、快速响应、成本相对低廉等特点受到越来越多车企研发部门的青睐。目前，世界上主流整车研发企业都已经将虚拟技术应用在研发流程当中。

3.1虚拟现实技术在国外主流车企中的应用

美国公司的FIVE（FordImmersiveVehicleEnvironment）试验中心利用动捕摄像头与ST50?头盔结合渲染数据实时参与产品评价，目前该试验中心已将机器学习和人工智能技术引入到虚拟现实工作中；VIRTTEX（VIRtualTestTrackEXperiment）是福特研发中心的另一个虚拟验收实验室，利用环境模拟与VR模拟相结合，通过采集驾驶者遇到不同情况的反应，来逆向优化并线辅助、车道偏离预警系统、主动刹车等功能。

德国公司从2003年开始就将虚拟现实技术纳入到其开发流程中。目前奥迪在测试使用的VirtualRealityHolodeck虚拟现实系统，可以在开发早期对造型数据进行同时、多人异地协同评价。通过该系统的使用，实现了不同部门之间的协同评审，每个车型研发周期缩短了6周时间。

德国大众早在1995年就尝试将虚拟技术应用至整车研发过程中。目前，虚拟现实技术已被充分应用至德国大众的开发流程，整车验收、造型数据沉浸可视化评审、光顺方案对比评价、虚拟装配等开发工作中都有虚拟现实技术的身影。此外，德国大众还成立了虚拟工程实验室，该实验室有30余人的快速反应团队，能够根据专业科室需求实现敏捷开发用于汽车项目的解决方案，将虚拟现实技术融合并融入到大众汽车的开发流程当中去。

3.2虚拟现实技术在国内车企中的应用

虚拟现实技术在国内最早应用于航空航天和轨道交通领域，中国商飞和中车株洲、四方等研究所均已建立功能完善的大型CAVE系统。

虚拟现实技术在国内车企刚刚起步，大部分车企只是采用虚拟现实系统进行一些简单的模型展示，但已有部门车企建立了虚拟现实中心，并逐步将虚拟现实技术融入开发流程。

目前，北汽研究总院、东风日产、吉利汽车、上汽大众汽车等车企的研发部门都在近两年规划建设了相应的虚拟现实中心，加大虚拟现实技术在研发工作的应用比重，以实现开发工作的虚拟化。

北汽研究总院采用三折屏幕汽车设计评审可视化系统，用于数据评审；东风日产公司利用虚拟现实技术可实现虚拟制造、人机工程评价以及数据可视化评审工作；吉利汽车投资两千多万人民币正在建设虚拟现实中心，配备五面CAVE显示系统及动态座舱，能够实现造型数据可视化虚拟评审、人机虚拟评价以及整车虚拟验收等开发工作；上汽大众规划的虚拟现实中心完成建设，包含三面屏LED显示系统、一套CAVE系统和整车虚拟验收系统，该中心可实现造型、概念开发阶段工作的虚拟化。

4虚拟现实技术在一汽-大众技术开发中的应用

一汽-大众技术开发部门在2015年将虚拟现实技术列为部门重点攻坚新技术。一汽-大众技术开发先后将AR增强现实技术、虚拟装配、Power