虚拟现实技术在汽车行业中的应用

　　等各个方面不断尝试，旨在打造自身的虚拟现实技术团队，促进企业数字化、智能化转型，抢占企业持续发展的制高点。

　　随着元宇宙的爆发，叠加5G技术的发展，虚拟现实作为元宇宙的入口，得到前所未有的快速发展和广泛应用。2020年我国VR/AR市场规模约为300亿元人民币，约占全球市场三成左右，2020-2024年产业复合增长率预计达到69。71%，总体呈现高速增长态势。

　　VR技术在汽车行业展现出巨大的潜力，产生了多方面的影响。传统的汽车产品设计研发流程产生了巨大改变，也可以说VR技术将有望彻底变革传统汽车行业，引领新的潮流。目前，VR技术已经在汽车设计研发、生产试制、营销、后市场等各个领域均有不同程度的应用。

　　目前，VR车载产品的研发方向主要体现在AR-HUD和VR车载游戏两个方向。

　　AR-HUD是AR增强现实技术和HUD抬头显示相结合的一种新型的车用HUD，与C-HUD和W-HUD最大的不同之处在于，AR-HUD拥有更大的视场角和更远的成像距离，而且可以直接将显示效果叠加到现实路面。AR-HUD不仅可以把提示信息的画面立体的融合到现实路况中，让驾驶人员始终保持目视前方，还能对场景深度进行显示，画面视野也会更大，克服了原来的抬头显示（HUD）屏幕太小的短板，有效提高驾驶安全性。

　　目前国内各大主机厂，包括国外品牌，都在与供应商共同研发AR HUD的量产方案，包括一汽、广汽、大众、宝马等，可以说最近两年将会是AR HUD爆发的时间。

　　随着汽车行业智能化、网联化趋势的扩大，车载娱乐系统越来越受到人们的重视，也成为了众多汽车厂商寻求的新突破口。

　　利用VR、AR和全息等技术为用户打造了一个全新的数字体验，比如，奥迪在CES 展展出了沉浸式车载娱乐系统，利用VR，让乘客通过VR眼镜观看电影、体验游戏等一系列车载娱乐内容。最近，Holoride公司宣布，从2022年6月开始，奥迪将成为世界上第一家提供车载VR娱乐方案的汽车品牌，部分支持MIB3的车型将支持车载VR体验。但是，视觉娱乐体验在汽车系统中的运用领域仍然较少，车载VR设备就提供了一个很好的示范。

　　VR汽车评审指的是汽车设计流程中将二维的设计草图和方案通过建模和渲染，以比较接近真实效果的三维模型的形式展示给管理层进行设计评审的环节。VR汽车评审主要包括VR用户体验评审、VR造型评审和VR感知质量评审。

　　VR用户体验评审主要体现在用车场景下，用户使用车辆的真实体验感受。打造高体验智能化用车场景势必会带来人们生活与出行的极大变革，也会导致汽车整体形态、功能、交互方式的变化。因而汽车用户场景设计成为未来汽车发展和创新的关键因素，也是打造产品差异化、吸引用户非常重要的方面。

　　最终产品能否达到前期场景设计所提出的概念和体验目标，需要在产品开发完成后进行验证。由于车载产品的开发工作量大、开发周期长，如果在项目开发完成后才验证场景设计完善性与用户体验的合理性，会对整体项目的周期产生极大的不确定性，项目成本不可控因素增多。因此，基于创新型汽车使用场景的虚拟场景原型展示，可在产品开发初期，以可交互的方式可对场景预期效果在进行评估，能够有效避免项目周期和开发投入的浪费。

　　传统的汽车造型评审，需要花费大量的时间和成本制造油泥模型，而VR造型评审能够有效减少实体模型的制作，缩短研发周期，使得造型开发流程更加灵活、快速和高效。在汽车的研发端，在汽车早期概念定义的过程中，VR可以助力设计师将汽车用户体验交互效果，实现高沉浸感虚拟呈现。并且VR可实现设计者之间高效协作，加速设计进度，并在产品设计前期有效暴露隐匿的设计问题，降低设计后期变更成本。

　　感知质量评审是指通过看、听、触、闻等感觉手段对车辆质量和特性进行评价。感知质量的高低直接影响到客户对产品的购买决定、使用满意度及产品的质量口碑，因此，感知质量常常是一家企业的战略推动力量。

　　随着VR技术快速发展，汽车感知质量的评审向着虚拟化方向发展。VR质量感知评审主要借助VR硬件设备，对虚拟化产品进行评审。相对于传统的评审方法，VR质量感知评审更具优势。通过VR技术，可获取大范围、迅速的获取用户对新虚拟产品的反馈，可定位该车型的消费群体并了解他们的喜好、习惯，才能正向促进产品的研发。

　　目前汽车行业有多种汽车VR相关的解决方案，各方案侧重点均有不同。以中汽数据有限公司汽车VR评审领域解决方案为例，详细说明VR技术的汽车行业应用状况。

　　VR评审系统解决方案硬件基础主要包括VR设备、驾驶体验台架、手部捕捉设备等。

　　VR评审系统工作流主要包括数字准备、内容制作、工作准备、虚拟评价和总结等几部分。运用内外表面数据、贴图数据和3D MAX等场景数据，通过将模型进行导入，材质进行编辑，渲染烘培；检查数据的正确性、对相应的交互进行绑定，同时对软硬件进行标定，实现感知质量造型和HMI的虚拟评价，最后讨论工程的可行性，对体验进行记录总结和整改。

　　基于VR用车场景的评审系统包括基础平台软件CartoVR与定制化服务。CartoVR平台软件：专注于汽车VR应用的开发平台，支持多种VR设备连接、交互功能开发。定制化服务：基于CartoVR平台，根据业务价值，定制开发VR功能。

　　1）数据层主要包括来自三维模型数据，例如CATIA、UG、Solidworks等软件搭建的三维模型数据、产品需求数据、BOM数据、试验数据和2D图纸等构成了评审系统的数据基础。

　　随着汽车的智能化、网联化程度逐步提升，当前汽车的智能化体验在用户用车场景中越来越重要，汽车设计的重心已由原来的汽车本身设计转移到用户使用场景设计。打造高体验智能化的用车场景势必给人们生活与出行带来极大变革，也会导致汽车整体形态、功能、交互方式的变化。因此汽车用户场景设计成为未来汽车发展和创新的关键因素，也是打造差异化、吸引用户非常重要的方面。

　　汽车虚拟现实使用场景原型体系设计及实验室内容建设，定义多维度的的人机交互场景，打造原型可视化系统，在安全性、舒适性、智能化与情感化、网联化等四大方面对于用户及场景做定制化处理，助力研发过程中进行汽车相关的体验设计。

　　VR验证评审功能库涵盖评审过程中的测量、标记、多人协同、2D图纸导入、剖切等功能，赋能跨部门、跨区域协同研发。

　　中汽数据以用户需求为主导，专注于虚拟产品设计、虚拟产品制造、虚拟生产过程和虚拟服务等领域，实现虚拟跨界融合服务。目前已与多家主机厂深度合作，结合企业自身特点，提供定制化的VR/AR解决方案，帮助企业建立VR/AR生产研发体系，助力企业数字化产业升级。中汽数据虚拟现实团队经过多年汽车VR/AR领域的深耕，已具备丰富的项目实践经验，先后服务于一汽、长安等多家主机厂，助力企业VR/AR智能汽车研发验证体系建设。

　　中汽数据为长安汽车开发了VR用户体验使用场景系统。系统基于智能汽车使用场景进行场景设计及场景的可视化原型展示，共创二级用户体验场景并提出解决方案。场景覆盖用户出游场景的核心体验点，最终输出场景故事、体验地图和其他场景相关文件及系统。

　　中汽数据为一汽红旗打造了国内首个VR感知质量评价系统。中汽数据提供了VR开发技术指导和软硬件集成服务，帮助一汽红旗完成了VR全流程评审项目。并结合动捕系统、电动台架和VR设备，为红旗打造了感知质量VR评价系统，成为国内智能车型研发领域内首个应用在PQ、HMI方向上的VR系统，开创了行业先河。目前，该系统已经在一汽内部的多个车型研发项目中得到了广泛应用，有效促进企业数字化产业升级。