近距離參觀VR與汽車技術的結合，瞭解汽車如何使用VR技術

最近一段時間，汽車行業中最熱鬧的應當是自動駕駛汽車和將來的出行方式。可是有一項不那麼顯眼的技術—雖然它是汽車研發工做中的一個重要環節—虛擬現實，卻被人們忽視了。

  在上週，咱們有幸參觀了福特位於美國密歇根州迪爾伯恩的虛擬現實實驗室，一窺福特使用的虛擬現實技術。該技術幫助汽車生產商完成了大量的工做，直至汽車正式推向市場。咱們發現，福特主要在三個功能區使用了VR技術：設計、工程和製造。

  設計

  自從一個新車型達成構想以後，虛擬現實技術就開始介入了。這會在福特的「2000X工做室」中開始，該工做室爲福特的設計部門提供支持。

  固然，在之前，汽車是用紙和筆設計出來的，近代以來，設計者們開始依賴CAD工具。可是這兩種方案都有明顯的缺陷，汽車的設計—畢竟是一個三維的物體—都是在一個二維的平面進行設計的。而使用VR技術，福特的設計師們如今能夠戴上頭顯，在三維環境中用一個數字的魔杖繪製出他們的想法，還能夠在3D的虛擬環境中走動。

      福特使用的沉浸式虛擬現實使用了23個攝像頭的動做捕捉系統以及頭顯設備，來讓工人沉浸到一個將來的工做環境中。

  經過解鎖在3D中進行設計的潛能，而且爲照片級的逼真環境增長動畫內容和3D渲染技術，設計師們還能夠在真實世界中看到他們對新車的想法變爲現實。

  好比，一個全新的運動型汽車的設計過程能夠在虛擬的賽車場維修道中進行，經過佩戴的VR頭顯，設計師能夠圍着這輛車走動，而且在一個360度的環境中對其進行檢視。做爲一個設計師，你能夠在其中得到一輛將來的汽車的完整和精確的視覺信息，就像你真正從某個用戶的汽車旁邊走過那樣。這就是VR所作到的事，並且是在這輛車並不真實存在的前提下就能作到的事。

  工程

  當一輛汽車的理念獲得驗證以後，福特決定要製造它，VR就會再次出現，在把設計語言變成真實的終端產品的過程當中扮演一個不可或缺的角色。

  工程師們會沉浸其中肯定更好的設計細節，而且必須就產品部件、引擎、內部人體工學等設計細節作出決定。當產品的設計組合到一塊兒時，福特沉浸式汽車環境實驗室(FiVE)會繼續進行設計，他們要開始建立一個完整尺寸的，三維的，虛擬版本的汽車，直至該產品逐漸進入生產過程。

  也就是說，到這款汽車真正準備好建造開始，每一個細節都會被仔細考慮，好比座椅、儀表盤、照明燈支架—你能想到的那些都有—會變成一個完整尺寸的，虛擬版的汽車的部件。以後，經過使用VR頭盔，設計師和工程師們能夠在車的四周走動來對其進行檢查，就像這輛車真的在實驗室裏同樣。

  工程師們甚至還能夠爲所欲爲地「看透」這輛車。好比，工程師們在討論後備箱的鉸鏈結構時，能夠選擇經過虛擬的透視圖來觀看後備箱的金屬結構。

  那麼，爲何要從頭來「製造」這樣一個虛擬版本的汽車呢?

  使用虛擬現實技術，能夠帶給工程實際過程極高的效率和無限的可能性。而這些對於真實的工做環境來講是很是困難的。好比說，汽車的部件會很頻繁的—而且是數字化的—被替換，以進行評估，好比乘客部分的人體工學設計，乘坐溫馨度和外部面板的設計，或者儀表盤的設計等等。設計師們還能夠看到汽車外部面板的一個微小的改動會如何影響到真實駕駛時的陰影和光線的反射。

  而使用這一技術，即沉浸式VR技術的結果，就像福特所說的那樣，可以支持頻繁的原型設計改動和工程開發過程。這一過程是能夠高度重複的，而且能夠接受任何須要的工程變更。好比，設計師們在設計新款野馬時，遇到了內部面板如何放置才能符合靠左駕駛或靠後駕駛版本的要求這一問題，他們就能夠經過使用VR來解決。福特這樣告訴咱們。本文轉自《591ARVR資訊網》，原文連接：http://www.591arvr.com/4238.html

  而且，真正酷的地方在於，設計師和工程師能夠遠程協做。好比，在設計新的野馬時，位於迪爾伯恩的VR實驗室的團隊能夠和澳大利亞的兄弟團隊進行合做—而且這一合做是實時的。經過使用VR技術，工程師們可以圍繞一樣的完整尺寸的3D版虛擬野馬汽車走動，而且就其任何細節信息進行協同設計。

  如此精細地設計虛擬汽車的細節是至關辛苦的。可是福特表示，他們經過在工程階段使用這項技術節省了大量的時間，而對數字原型進行頻繁的調整也減小了之前必需要製做的泥土模型的數量。除此以外，遠程協助還減小了差旅的成本。

  全部這些，固然都會節約開支。可是，福特認爲更重要的是，這項技術加速了產品設計過程，而且容許採用更高端的工藝。福特宣稱，據他所知，本身是第一家在汽車設計過程當中使用高分辨率、4K實時VR技術的汽車公司。

  製造

  當設計和工程過程完成後，福特VR實驗室就開始在虛擬製造技術上下功夫了。這是一個很是重要的步驟，能夠向設計和工程部分反饋重要信息。

  虛擬製造實驗室的主要功能是評估製造這輛汽車的可行性，同時還會引入工人的工做內容。畢竟不管你可以設計出多麼完美的汽車，若是沒法制造或者製造過程不安全的話，仍是至關於白搭。

  在虛擬製造實驗室中，福特的團隊會使用VR和3D打印技術來創做出虛擬的工做站，來逐步仿製出虛擬的世界各地的生產線環境。而且經過使用安裝在工人身上的傳感器，全身動做捕捉系統會提供將來生產線上的工人可能會產生的動做信息。畢竟這些動做在真實的汽車生產過程當中都會遇到。

  經過使用VR和3D打印技術，一個變速箱會虛擬地安裝到引擎上。屏幕會呈現出頭顯用戶所看到的場景。

  好比，在上面的照片中，你能夠看到一我的戴着VR頭顯，旁邊是一個白色的3D打印部件。這個部件就是一個真實尺寸的變速箱。這名員工須要把變速箱和引擎對齊，而這個引擎，只有在他的頭顯中才能夠看到。

  這是一個真實的測試案例，用來確保工人們可以有足夠好的視角來把螺栓對齊，把變速箱和引擎組合起來。根據VR中獲得的結果，這些數據會提供給工程團隊，而且對螺栓的長度等數據進行修改，來保證安裝工序的正常進行。

  使用VR技術來計劃生產線流程的好處在於，若是某個產品容易被製造出來的話，那麼它既能提升產品的質量，同時還能夠下降工人受傷的風險。

  好比，全身動做捕捉技術能夠作到這一點，若是一個工人在組裝過程當中必須伸手去取某個部件的話，福特能夠測量工人的腰椎部位的受力狀況，而後來評估這是否會超過對人體的安全性限制。若是確實存在這一問題，工程團隊就要作出修改。

  再好比，使用VR技術還能夠幫助計算須要多大的體力才能把車身面板舉到既定的機械臂的高度和角度。這是否會影響到不一樣身高的公認?若是有影響的話，是否是有必要改變流程，來適應不一樣的工人呢? 

  經過使用VR技術，可以預測工人在將來生產線上的位置移動。這是極其有價值的數據。福特表示，自從開始使用虛擬製造過程以後，汽車製造工人們發生了顯而易見的變化：

  1、經過使用最新的人體工學研究，減小了70%的工人受傷機率。

  2、避免了90%的過多的運動，困難的手部動做，以及新車型上難以安裝的部件。

  3、因爲減小受傷機率，下降了75%的工傷缺勤機率。

  總之

  總結一下，福特經過使用VR技術來增強設計、工程和製造過程，已經證實VR在產品研發的整個過程當中都是一個強大的工具。

VR不只是真實世界活動的一個精確的代用品，同時還提供了能夠創做出無限可能性的工具，人們能夠經過考察評估，選擇出在每一個階段中最合適的應用方式，這樣一來，每一個過程都能獲得優化。

本文轉自《591ARVR資訊網》