汽车数字化开发技术—第七章汽车虚拟现实技术在汽车开ppt课件

1、第七章 汽车虚拟现实技术在汽车开发中的运用汽车数字化开发技术.数字开发有哪些技术，详细运用、与传统开发相比有哪些优势？例如：CFD技术计算流体动力学，是研讨流体在根本控制方程下运动的数值模拟方法。用于计算分析汽车外流场，与传统的风洞实验相比，CFD方法不需求实车模型，具有周期短、本钱低、可反复计算等优点。思索：1.1仿真的三个根本要素是： 复习：2物理系统计算机数学模型系统、模型、计算机.2汽车虚拟样车仿真技术的内容： (1)几何仿真，整车构造的几何特性与装配关系的仿真； (2)性能仿真，动力学性能和动力学特性的仿真 。3.3虚拟实验的优点：(1)可以大幅度减少样机制造实验次数，缩短新产品实验

2、周期，降低实践实验的费用。(2)可以实现设计者、产品用户在设计阶段信息的互反响。(3)可对实验过程进展回放、再现和反复。4.4汽车碰撞平安仿真实验从哪几个方面进展？要研讨的内容包括哪几个？实验从哪五个方面进展：1正面碰撞 2后部碰撞 3侧面碰撞 4顶部压垮 5侧门强度。研讨的内容包括：1车身构造的耐撞性研讨 2碰撞生物力学研讨 3乘员约束系统研讨 4平安内部饰件研讨。5.5)汽车碰撞平安仿真的开展趋势： (1)提高仿真运算速度，它是汽车碰撞仿真技术开展的中心； (2)开展新的人体模型模拟技术；(3)寻求接触搜索新算法；(4)研讨降解积分新技术；(5)子循环技术。6.第七章 汽车虚拟现实技术在汽

3、车开发中的运用汽车数字化开发技术.3.1虚拟现实技术的概述3.2虚拟环境的建立3.3产品的虚拟原型3.4数字制造3.5数字工厂8.3.1.1虚拟现实的定义3.1.2虚拟环境开发的目的3.1.3虚拟现真实各个领域的运用3.1虚拟现实技术的概述9.是一种为改善人与计算机的交互方式、提高计算机可操作性的人机界面综合技术。它经过高速图形计算机、头盔显示器或其他三维视觉通道、三维位置跟踪器和立体声音响，使计算机用户可以沉浸到计算机屏幕所显示的场景中去，从而产生一种类似“幻觉的人工三维环境“虚拟环境或灵境。3.1.1 虚拟现实的定义10.虚拟现实的组成包括用户操作者、机器及人机接口三个根本组成部分。借助虚

4、拟显示技术，可以对现实世界的事物进展动态仿真。计算机屏幕显示的场景可以跟踪用户的输入，及时按照输入信息修正场景，运用户和虚拟环境之间建立起实时交互性关系，进而运用户产生身临其境的沉浸觉得。11.虚拟环境的特征12.1为了方便设计师对产品各方面包括外观、零部件间的关系、性能等方面做出评价，以减少设计上的错误和最大限制地满足客户需求。2为了缩短产品的设计周期和节省试制费用，防止多次制造样机。3为了使数字化产品模型具有更强的人机交互功能，运用户能在虚拟环境中觉得到产品的存在。4为了方便产品设计开发人员、消费管理人员、营销人员组成的团队可以从不同角度对产品的设计方案进展讨论。3.1.2虚拟环境开发的目

5、的13.虚拟现真实工程中的运用虚拟现真实医学中的运用虚拟现真实航天和军事中的运用虚拟现真实商业中的运用在文娱、艺术和教育中运用虚拟现真实车辆工程方面的运用3.1.3虚拟现真实各个领域的运用14.3.2.1人机交互方式开展历程3.2.2具有沉浸感虚拟环境的特点3.2.3虚拟环境硬件配置3.2.4虚拟环境软件配置153.2虚拟环境的建立.5个阶段：1传统的屏幕显示、键盘和鼠标2从三维图形到观看“桌面虚拟现实3头盔显示器和双筒全景显示器具有沉浸感4数据手套和触觉反响安装5超大屏幕或全景虚拟环境多用户深度沉浸感3.2.1人机交互方式开展历程16.1采用与人体位置有关的察看方法，从而提供了在三维空间中运

6、动的视觉界面，为用户在虚拟环境中东张西望、走进走出或飞越发明了根本条件。2超大 屏幕的立体景观加强了空间的深度和广度，全景虚拟环境将与人的身体大小相顺应。3经过数据手套、支配杆、遥控器空间球和立体鼠标等安装可以支配和控制虚拟对象。4立体声场、触觉以及其他非视觉技术的运用大大加深了虚拟环境的沉浸感。5在不同地点的人经过网络可以分享虚拟环境，在虚拟空间中相会、交谈和动作交互。多用户3.2.2具有沉浸感虚拟环境的特点17.具有沉浸感的虚拟环境硬件系统包括：一、可视化视觉通道二、虚拟幕墙三、全景空间四、立体声场的听觉通道五、言语、位置和姿态输入安装3.2.3虚拟环境硬件配置18.1头盔显示器2双筒全方

7、位显示器3虚拟桌面和虚拟幕墙4全景虚拟环境一、可视化视觉通道19.头盔显示器20头盔前方的小盒有两个小液晶显示屏，利用光学原理让左右眼看到的图像略有差别以到达立体效果。位置追踪器可以不断丈量用户头部的位置和方向，并将计算机生成的场景调整到与头部位置和姿态相顺应的场景，运用户可以在各个角度观看生成的虚拟产品。可以提供立体场景显示、立体声音输出以及头部位置跟踪的功能。.双筒全方位显示器21针对头盔显示器戴上不温馨感进展了改良，同时分辨率上有所提高。经过多连杆机构在操作范围的恣意挪动，到达位置跟踪的效果。.虚拟桌面22与头盔显示器和双筒全方位显示器相比可供多用户同时运用。在操作者可以经过数据手套、位

8、置跟踪器等实现人机交互。.虚拟幕墙23可供用户10人左右.建立全景虚拟环境CAVE)的目的：1生成高明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开发可以同时看到现实世界和虚拟世界的显示安装；4开发可以与超级计算机联网的可视化的工具和数据源。全景虚拟环境CAVE24.25利用CAVE开发飞驰新车型.数据手套支配杆支配手轮三维控制安装 五、言语、位置和姿态输入安装26.数据手套27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

9、、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，用握拳表示前往等。.为了实如今虚拟现实中的遨游，必需知道阅读者在三维空间中的位置和方向，尤其是必需知道头部的位置与方向，以相应地改动场景。这就需求位置跟踪器跟踪头部的位置与方向，也就是需求位置跟踪器描画物体的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，但运用较多的是磁场式及超声波式。三维3D位置跟踪器28.虚拟现实运用工具箱MRTK软件包虚拟现实系统运用工具箱WTK程序包CDKCyber space Developer Kit)软件包虚拟现实建模言语VRML3.2.4虚拟

10、环境软件配置29.3.3.1虚拟原型的概念3.3.2建立虚拟原型的主要步骤3.3.3虚拟原型的运用303.3产品的虚拟原型.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求虚拟物体的功能，对产品进展几何、功能、制造等方面交互的建模与分析。它是在CAD模型的根底上，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、支配和修正，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造，从而加速新产品的开发进程。313.

11、3.1虚拟原型的概念.为运用现有的软件，并将虚拟原型集成到产品开发过程中，还需求以下两个接口：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。虚拟原型不是要替代现有的CAD技术，而是在CAD数据的根底上进展任务，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好的、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。32.1)从CADCAM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用要的细节。4)虚拟原型编辑：着色、资料特性渲染、光照渲染等。5)特征轮廓的粘贴，以更好地表达某些细节。6)添加周围环境和其他要

12、素的几何模型。7)添加支配功能和性能。333.3.2建立虚拟原型的主要步骤.汽车转向盘的嵌砌和简化模型34.边境缝补表示35.驾驶仪表盘照片的粘贴36.1汽车虚拟原型3.3.3虚拟原型的运用37.2工程机械虚拟原型38John Deere公司的装载机虚拟原型.3虚拟维修4虚拟风洞39.3.4.1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程度的、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。3.4数字制造40.二、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

13、设计环境3虚拟产品制造环境4虚拟产品装配环境41.三、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转的，而是彼此之间相互影响、相互支持，共同完成对实践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照 “方案拟定仿真评价方案修正的一个多次反复的任务流程。(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，针对消费中的某一义务，群组协调任务。(4)人机交互性：虚拟制造经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。42.虚拟装配

14、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，对模型进展修正，并经过可视化显示装配过程。虚拟装配系统允许设计人员思索可行的装配序列，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、任务面规划、装配操作模拟等。3.4.2虚拟装配过程43.44虚拟装配场景表示.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运用结合到一同，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。3.5数字工厂45.UGS公司提供的数字工厂根本框架46.原型车的构建的步骤：(1)计算察看方向；(2)分析用户

15、接触；(3)渲染。3.5.2数字工厂的运用47.48.第八章 产品开发的组织和管理汽车数字化开发技术.CIMData公司总裁EdMiller以为：PDM是一门用来管理一切与产品相关信息和一切与产品相关过程的技术。在计算机网络中，对产品数据进展平安的存储、分配、追踪、监测、更新以及控制。产品数据管理PDM50.51.1产品增值链的中心环节2运用系统的集成平台3数据平安性的重要保证4虚拟数字化产品的管理工具5知识管理系统的重要组成部分6电子商务的中心技术7产品全生命周期管理的根底产品数据管理系统的作用52.1.电子数据仓库和文档管理2.任务流程和过程管理3.产品构造和配置管理4.分类和检索5.过程和工程管理产品数据管理系统的根本功能53.1简述有限元分析的根本步