汽车数字化开发技术—第七章 汽车虚拟现实技术在汽车开发中的应用精要.ppt

建立全景虚拟环境（CAVE)的目的： 1）生成高清晰度全彩色的逼真影像，改善周边视野效果； 2）减少用户负重的硬件，消除头部转动的误差； 3）开发能够同时看到现实世界和虚拟世界的显示装置； 4）开发能够与超级计算机联网的可视化的工具和数据源。 * * 利用CAVE开发奔驰新车型 数据手套 操纵杆 操纵手轮 三维控制装置 * * 数据手套(DataGlove)是一种把手势输入计算机的工具。戴上数据手套后，当手活动时手套检测这些活动，并向计算机送出相应数据，计算机将这些数据转化为虚拟手的动作，如握拳、手平直、伸出食指等。根据系统的规定，不同的手势可以表示不同的控制指令，例如用手平直指出飞行的方向，用握拳表示返回等。 为了实现在虚拟现实中的漫游，必须知道浏览者在三维空间中的位置和方向，尤其是必须知道头部的位置与方向，以相应地改变场景。这就需要位置跟踪器跟踪头部的位置与方向，也就是需要位置跟踪器描述物体的3D位置。 目前采用的位置跟踪器有磁场式、超声波式、红外线式及发光二极管式等，但使用较多的是磁场式及超声波式。 * 虚拟现实应用工具箱——MRTK软件包 虚拟现实系统应用工具箱——WTK程序包 CDK（Cyber space Developer Kit)软件包 虚拟现实建模语言VRML * 3.3.1虚拟原型的概念 3.3.2建立虚拟原型的主要步骤 3.3.3虚拟原型的应用 * 虚拟原型(Virtual Prototypling)是利用虚拟环境在可视化方面的优势以及可交互地探索虚拟物体的功能，对产品进行几何、功能、制造等方面交互的建模与分析。 它是在CAD模型的基础上，使虚拟技术与仿真方法相结合，为原型的建立提供的新的方法。 虚拟原型技术可用来快速评价不同的设计方案，与物理原型相比较，虚拟原型生成的速度快，生成的原型可被人们直接感触、操纵和修改，且数据可被重新利用。运用虚拟原型技术，可以减少且甚至取消物理原型的制作，从而加速新产品的开发进程。 * 为使用现有的软件，并将虚拟原型集成到产品开发过程中，还需要下列两个接口： 1）虚拟环境和外部工具之间的接口。 2）与产品数据模型库的接口。 虚拟原型不是要代替现有的CAD技术，而是在CAD数据的基础上进行工作，虚拟原型给所设计的物体提供了附加的功能信息。产品数据模型库将包含完整的、集成的产品模型数据及管理，从而为产品开发过程各阶段提供共享的信息。 * 1)从CAD／CAM模型中取出几何模型。 2)镶嵌：用多面体和多边形逼近几何模型。 3)简化：根据不同要求删去不必要的细节。 4)虚拟原型编辑：着色、材料特性渲染、光照渲染等。 5)特征轮廓的粘贴，以更好地表达某些细节。 6)增加周围环境和其他要素的几何模型。 7)添加操纵功能和性能。 * * * * 1）汽车虚拟原型 * * John Deere公司的装载机虚拟原型 3）虚拟维修 4）虚拟风洞 * 3.4.1数字制造的定义 一、定义： 数字制造又称虚拟制造，可以定义为“借助建模和仿真技术提高制造企业各层面决策和控制水平的、集成化的、在计算机上人工合成的制造环境”。 是数字化开发的重要组成部分，可以检验关键零件的可制造性以及整机的易装配程度。 * 二、数字制造虚拟环境的组成： 1）虚拟机器建模环境 2）虚拟产品设计环境 3）虚拟产品制造环境 4）虚拟产品装配环境 * 三、虚拟制造的特点 (1)集成性：虚拟制造包含了虚拟设计、虚拟加工、虚拟装配等过程。其次，各子过程并不是独立运行的，而是彼此之间相互影响、相互支持，共同完成对实际制造过程的分析与仿真。 (2)反复性：虚拟制造大多数环节都遵循 “方案拟定——仿真评价——方案修改”的一个多次反复的工作流程。 (3)并行性：指的是分布在不同节点的工程技术人员、计算仿真资源和数据知识资源，在计算机网络和分布式虚拟现实环境下，针对生产中的某一任务，群组协调工作。 (4)人机交互性：虚拟制造通过虚拟现实环境将计算机的计算和仿真的过程与人的分析、综合和决策的过程有机地结合起来。 * 虚拟装配是虚拟制造的重要组成部分，利用虚拟装配，可以验证装配设计和操作的正确性，及早发现装配中的问题，对模型进行修改，并通过可视化显示装配过程。虚拟装配系统允许设计人员考虑可行的装配序列，自动生成装配规划。 虚拟装配系统包括数值计算、装配工艺规划、工作面布局、装配操作模拟等。 * * 虚拟装配场景示意 3.5.1数字工厂的定义 数字工厂是一个集成化的虚拟仿真环境，它将制造企业信息管理系统与虚拟制造的各种应用结合到一起，提供了一个从产品设计到产品废弃的全生命周期数据管理平台。 * * 原型车的构建的步骤： (1)计算察看方向； (2)分析用户接触； (3)渲染。 * * 汽车数字化开发技术 CIMD