虚拟现实技术在汽车座舱设计中的应用

郑红丽 丁冠源 回姝 黄嘉桐

摘要：在当前的发展阶段下，信息技术在各个领域延伸发展，在很大程度上推动了产业结构转型升级，促进产业不断向高端化，智能化方向发展，在这个过程中虚拟现实技术作为一项新兴技术在产业发展的过程中发挥了重要的作用，尤其在现代汽車工业领域，虚拟现实技术由于能够模拟创设较为真实的场景，因此在汽车设计的过程中能够对设计方案进行模拟评估，一方面促进了设计水平的提升，另一方面也在很大程度上降低了研发设计的成本，基于以上认识本文主要对虚拟现实技术在汽车座舱设计中的应用进行分析，希望该研究能够促进虚拟现实技术进一步发挥在汽车工业中的作用。

关键词：虚拟现实技术;汽车座舱设计;应用

近些年，我国的汽车工业取得了较大的发展，汽车工业的整车制造水平以及整车设计水平都有了很大的进步。从汽车工业发展的趋势上来看不断向智能化的方向发展，智能化不仅仅体现在汽车产品上，同时也体现在汽车设计制造的环节中。汽车座舱作为汽车的重要组成部分，汽车座舱的设计水平将很在很大程度上影响驾驶乘坐的舒适性以及安全性，因此汽车座舱设计也是汽车设计的重点，传统的设计方式往往需要对设计方案进行多轮实验论证，在这个过程中需要花费大量的时间成本以及经济成本，而通过应用虚拟现实技术来对设计方案进行验证，能够节省大量的时间以及成本，较为完善的物理学方针能够帮助开发人员尽早完成早期的开发测试，加快工程的进度。

1虚拟现实技术应用于汽车座舱设计的优势

虚拟现实技术基于计算机仿生系统，通过创建三维影像，来对场景进行模拟，在这个过程中，需要应用多种传感器，借助可视化的设备给人带来较为真实的场景感受。该技术在多个领域都得到了广泛的应用。在汽车设计领域，汽车座舱设计的水平对于汽车的舒适性以及安全性具有重要的影响，同时座舱设计本身具有比较高的复杂性，在设计的过程中需要考虑人机交互，人机工学，驾驶绩效等。对于汽车座舱的设计既需要从以往的设计经验出发，也需要从设计学理论以及设计的需求出发，在传统的设计模式下，往往需要应用物理方式对设计方案进行论证。而通过虚拟现实技术来能够对设计方案进行三维渲染，搭配不同的传感器能够较为精准的模拟出，相关设备方案在不同情况下，座舱的表现以及座舱的安全性等，相关的设计人员能够以更为开放的视角来对设计方案进行论证。对于汽车座舱设计来说，座舱的内饰以及色彩搭配也十分关键，如果仅凭传统的二维图像来验证设计的效果，这容易导致设计视觉效果与真实视觉效果产生比较大的偏差，而虚拟现实技术能够从三维的维度上全面展示座舱内饰以及颜色的搭配，因此在设计效果展示的真实度上有很大的提升。总的来说，在汽车座舱设计中应用虚拟现实技术能够较为真实全面的展示设计的效果，同时在很大程度上减少了设计论证的时间成本以及经济成本。

2虚拟现实技术在汽车座舱设计中的应用分析

汽车座舱设计的过程中需要综合运用车辆结构设计、UX/UI设计、造型、软硬件开发、照片、人因工程、电气工程等相关知识，因此具有相当的复杂性。因此在设计的过程中需要充分发挥虚拟现实技术的优势，提升汽车座舱设计的水平降低设计的成本。

2.1虚拟试驾助力安全验证

虚拟试驾基于虚拟现实技术，有专业的虚拟试驾软件能够提供较为全面的虚拟驾驶体验，相关软件能够实现实时交互驾驶，能够较为真实的体验驾驶的环境。在虚拟现实技术的支持下，能够对不同的地形条件，天气条件以及照明条件进行模拟，并通过汽车搭载的传感器，评估在不同情况下，汽车座舱的实际表现，以及系统运行情况。在传统的安全验证环节，往往需要实际驾驶数十亿英里，来验证车辆座舱的安全性以及可靠性，但是在虚拟现实技术的支撑下。可以在封闭的环境下对其设计方案进行测试验证，在这个过程中能够节省大量的安全验证的时间，同时相关的虚拟测试软件还能够在传感器输入的过程中进行充分修改，进一步降低了开发的时间成本。

2.2提升设计感知质量

在进行汽车座舱设计的过程中，不仅需要重视技术人员对设计方案进行技术验证，同时，还需要重视让客户参与到设计方案的感知测验中，应用虚拟现实技术能够为客户提供极致的虚拟体验。让客户在所创设的虚拟场景中来感知座舱设计的外观以及内部交互。根据客户感知测试的结果来不断优化设计方案。这种设计优化模式能够在很大程度上减少用于物理模型制作的成本，同时虚拟现实技术支持的设计方案论证往往更加具有全面性，经虚拟现实技术论证的设计方案保证了装配流程的可靠性以及可行性，极大的提升了对设计方案的感知水平，且能够将成本控制在合理的范围内。

2.3交互评估HMI

汽车座舱设计最终服务于驾驶员，因此驾驶员对设计方案的感受，在很大程度上决定了设计方案能否被市场接受。因此对于汽车座舱设计来说，最好的方式就是让驾驶员参与到设计开发的流程。虚拟现实技术能够创设较为沉浸的虚拟驾驶环境，让驾驶员在接近真实的驾驶环境中对汽车座舱的交互系统进行评估，并测试车辆内部的主动安全系统能否发挥作用，从而获得汽车座舱最为全面的测试数据，这种评估测试方式最大程度的发挥上驾驶员在座舱设计方案评估中的作用，也保证了最终的设计方案具有较高的可靠性，能够被市场所接受，同时也大大降低了测试过程中的安全风险。

总结：

近年来，虚拟现实技术不断在在工业设计领域延伸，在汽车设计中座舱设计是十分重要的设计内容，传统的设计模式往往需要多轮物理验证，因此需要花费大量的时间成本以及经济成本，但是在虚拟现实技术的支持下能够实现在封闭的虚拟环境下对设计方案进行论证，一方面保证了设计论证的全面性，另一面也降低了设计论证的成本，对于优化汽车座舱的设计方案具有重要的意义。

参考文献：

[1]周军，李瑞方.虚拟现实技术在汽车设计中的应用[J].时代汽车，2021（10）：93-95+102.

[2]王寿栋.基于虚拟现实技术的坐姿生物力学特性分析及舒适性座椅设计[D].新疆大学，2020.