汽车产品开发过程中基于虚拟现实的设计方法及VR系统技术方案

本发明专利技术公开了汽车产品开发过程中基于虚拟现实的设计方法及VR系统，VR系统包括曲面设计软件、转换插件、图形渲染系统、VR硬件套装、驾乘模拟座舱、VR穿戴设备和大空间多人传感设备。转换插件将曲面设计软件制作好的数字模型转换输出到头戴显示器中呈现虚拟现实场景。驾乘模拟座舱配合VR穿戴设备从第一人称角度感知人在车中的位置。VR穿戴设备在虚拟现实场景中，借由VR穿戴设备和控制手柄，通过转换插件控制标注和表达设计变更、标识造型特征线修改方向、并在此环境下达到修改曲面设计软件里的数字模型的目的。本发明专利技术无需使用庞大的空间环境，即可实现超越CAVE式的虚拟视觉体验，满足了市场对系统小型化，低成本，使用便利性的需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及虚拟现实
，具体涉及到一种汽车产品开发过程中基于虚拟现实的设计方法及VR系统。
技术介绍
随着VR技术的日益发展，用于汽车产品开发的VR系统也由庞大变得更为精简、高效，虚拟现实体验也更加真实，VR虚拟现实系统也突破于原先的CAVE式系统架构。原先的CAVE式系统架构普遍存在以下问题：1、CAVE式系统架构占地庞大，系统构成复杂，硬件繁多，设备昂贵；2、CAVE式系统架构并不能提供很好的沉浸感，其体验更像是3D电影；3、CAVE式系统架构软件接口单一，不能在设计环境下使用。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供一种汽车产品开发过程中基于虚拟现实的设计方法及VR系统，使用有限的空间环境，满足市场对系统小型化，低成本，使用便利性的需求，满足虚拟视觉体验。本专利技术的技术方案是：一种汽车产品开发过程中基于虚拟现实的VR系统，所述VR系统包括：曲面设计软件，用于制作数字模型；转换插件，与曲面设计软件配套，将曲面设计软件制作好的数字模型转换输出；VR硬件套装，包括头戴显示器和控制手柄，头戴显示器用于显示转换插件转换输出的数字模型，在曲面设计环境下呈现虚拟现实场景；VR穿戴设备，在曲面设计环境下的虚拟现实场景中，借由VR穿戴设备和控制手柄，通过转换插件控制标注和表达设计变更方向、标识造型特征线修改方向、并在此环境下修改曲面设计软件里的数字模型；驾乘模拟座舱，用于模拟数字模型里的乘员座椅在空间中的相对位置，配合VR穿戴设备从第一人称角度感知人在车中的位置。优选的，所述VR系统还包括图形渲染系统，用于将曲面设计软件制作好的数字模型直接转换成VR视频信号到头戴显示器中用于观察和评审。优选的，所述VR系统还包括大空间多人传感设备，大空间多人传感设备采集的信息经由VR硬件套装的信号处理，实现多人观察及评审需求。优选的，所述曲面设计软件、转换插件和图形渲染系统运行于Windows7以上的计算机系统环境下，VR硬件套装通过数据传输线连接于计算机主机上，VR穿戴设备与大空间多人传感设备通过激光信号发射与接受装置进行连接。优选的，所述驾乘模拟座舱根据不同车型的总布置需求设定到正确的空间位置，用实际物理座椅模拟数字模型中汽车座椅的设计位置。本专利技术还公开了汽车产品开发过程中基于虚拟现实的设计方法：在物理模型制作之前采用曲面设计软件制作出汽车产品的仿真数字模型，其仿真数字模型包括外部仿真数字模型和内部仿真数字模型；（1）曲面设计软件设计的外部仿真数字模型，经由曲面设计软件配套的VR转换插件进行信号处理，并将其信号传输到VR硬件套装中，进行观看仿真数字模型的整体外形特征，检查部件之间的DTS、变更仿真模型的色彩、在仿真模型上进行标注并表达修改设计的方向；（2）曲面设计软件设计的内部仿真数字模型，经由曲面设计软件配套的VR转换插件进行信号处理，并将其信号传输到VR硬件套装中，再配合可模拟不同车型人机布置的驾乘模拟座舱，模拟人在车中的位置及驾驶视角，检查部件之间的DTS、变更仿真模型的色彩、在仿真模型上进行标注并表达修改设计的方向、模拟人机关系、检查人机干涉、校核驾驶视野、实施产品部件运动校核。通过VR穿戴设备，配合驾乘模拟座舱，用于模拟数字模型里的乘员座椅在空间中的相对位置，在整个系统工作环境下感知第一人称的身体在空间中的位置。通过大空间多人传感设备，采集信息经由VR硬件套装的信号处理，实现多人同一时间从各自视角观察同一仿真模型，满足多人评审需求。本专利技术的优点是：本专利技术所提供的汽车产品开发过程中基于虚拟现实的设计方法及VR系统，无需使用庞大的空间环境，采用专业的图形工作站计算机，及相应的软硬件，即可实现超越CAVE式的虚拟视觉体验，满足了市场对系统小型化，低成本，使用便利性的需求，同时也提高了VR虚拟现实系统的普及率。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术所述的汽车产品开发过程中基于虚拟现实的VR系统的原理图。具体实施方式本专利技术所揭示的汽车产品开发过程中基于虚拟现实的设计方法，首先在物理模型制作之前采用曲面设计软件制作出汽车产品的仿真数字模型，其仿真数字模型包含外部仿真数字模型和内部仿真数字模型；（1）曲面设计软件设计的外部仿真数字模型，经由曲面设计软件配套的VR转换插件进行信号处理，并将其信号传输到VR硬件套装（含头戴显示器、控制手柄、空间定位装置）中，进行观看仿真数字模型的整体外形特征，检查部件之间的DTS、变更仿真模型的色彩、在仿真模型上进行标注并表达修改设计的方向；（2）曲面设计软件设计的内部仿真数字模型，经由曲面设计软件配套的VR转换插件进行信号处理，并将其信号传输到VR硬件套装（含头戴显示器、控制手柄、空间定位装置）中，再配合可模拟不同车型人机布置的驾乘模拟座舱，模拟人在车中的位置及驾驶视角，检查部件之间的DTS、变更仿真模型的色彩、在仿真模型上进行标注并表达修改设计的方向、模拟人机关系、检查人机干涉、校核驾驶视野、实施产品部件运动校核。本专利技术的设计方法通过VR穿戴设备，配合驾乘模拟座舱，用于模拟数字模型里的乘员座椅在空间中的相对位置，在整个系统工作环境下感知第一人称的身体在空间中的位置。本专利技术的设计方法通过大空间多人传感设备，采集信息经由VR硬件套装的信号处理，实现多人同一时间从各自视角观察同一仿真模型，满足多人评审需求。具体的，如图1所示，本专利技术揭示了一种汽车产品开发过程中基于虚拟现实的VR系统，所述VR系统包括运行于计算机系统环境下在软件系统1和硬件部分。所述软件系统1包括曲面设计软件1a、转换插件2和图形渲染系统4；所述硬件部分包括VR硬件套装3、驾乘模拟座舱5、VR穿戴设备6和大空间多人传感设备7，VR硬件套装3包括头戴显示器31和控制手柄32。所述曲面设计软件1a，用于制作数字模型，转换插件2与曲面设计软件1a配套，将曲面设计软件1a制作好的数字模型转换输出到头戴显示器31中显示，在曲面设计环境下呈现虚拟现实场景。转换插件2是为曲面设计软件独立开发的。所述驾乘模拟座舱5，用于模拟数字模型里的乘员座椅在空间中的相对位置，配合VR穿戴设备6从第一人称角度感知人在车中的位置，驾乘模拟座舱5是为整套系统开发的硬件产品。所述VR穿戴设备6在曲面设计环境下的虚拟现实场景中，借由VR穿戴设备6和控制手柄32，通过转换插件2控制标注和表达设计变更方向、标识造型特征线修改方向、并在此环境下修改曲面设计软件1a里的数字模型。所述图形渲染系统4用于将曲面设计软件1a制作好的数字模型直接转换成VR视频信号到头戴显示器31中用于观察和评审。所述VR系统还包括大空间多人传感设备7，大空间多人传感设备7采集的信息经由VR硬件套装的信号处理，实现多人观察及评审需求。本专利技术的整套软件系统运运行于Windows7以上的计算机系统环境下，VR硬件套装3通过数据传输线连接于计算机主机上，VR穿戴设备6与大空间多人传感设备7通过激光信号发射与接受装置进行连接。上述实施例只为说明本专利技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡根据本专利技术主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
汽车产品开发过程中基于虚拟现实的VR系统，其特征在于，所述VR系统包括：曲面设计软件（1a），用于制作数字模型；转换插件（2），与曲面设计软件（1a）配套，将曲面设计软件（1a）制作好的数字模型转换输出；VR硬件套装（3），包括头戴显示器（31）和控制手柄（32），头戴显示器（31）用于显示转换插件（2）转换输出的数字模型，在曲面设计环境下呈现虚拟现实场景；VR穿戴设备（6），在曲面设计环境下的虚拟现实场景中，借由VR穿戴设备（6）和控制手柄（32），通过转换插件（2）控制标注和表达设计变更方向、标识造型特征线修改方向、并在此环境下修改曲面设计软件（1a）里的数字模型；驾乘模拟座舱（5），用于模拟数字模型里的乘员座椅在空间中的相对位置，配合VR穿戴设备（6）从第一人称角度感知人在车中的位置。

【技术特征摘要】
1.汽车产品开发过程中基于虚拟现实的VR系统，其特征在于，所述VR系统包括：曲面设计软件（1a），用于制作数字模型；转换插件（2），与曲面设计软件（1a）配套，将曲面设计软件（1a）制作好的数字模型转换输出；VR硬件套装（3），包括头戴显示器（31）和控制手柄（32），头戴显示器（31）用于显示转换插件（2）转换输出的数字模型，在曲面设计环境下呈现虚拟现实场景；VR穿戴设备（6），在曲面设计环境下的虚拟现实场景中，借由VR穿戴设备（6）和控制手柄（32），通过转换插件（2）控制标注和表达设计变更方向、标识造型特征线修改方向、并在此环境下修改曲面设计软件（1a）里的数字模型；驾乘模拟座舱（5），用于模拟数字模型里的乘员座椅在空间中的相对位置，配合VR穿戴设备（6）从第一人称角度感知人在车中的位置。2.根据权利要求1所述的汽车产品开发过程中基于虚拟现实的VR系统，其特征在于：所述VR系统还包括图形渲染系统（4），用于将曲面设计软件（1a）制作好的数字模型直接转换成VR视频信号到头戴显示器（31）中用于观察和评审。3.根据权利要求2所述的汽车产品开发过程中基于虚拟现实的VR系统，其特征在于：所述VR系统还包括大空间多人传感设备（7），大空间多人传感设备（7）采集的信息经由VR硬件套装的信号处理，实现多人观察及评审需求。4.根据权利要求2所述的汽车产品开发过程中基于虚拟现实的VR系统，其特征在于：所述曲面设计软件（1a）、转换插件（2）和图形渲染系统（4）运行于Windows7以上的计算机系统环境下，VR硬件套装（3）通过数据传输线连接于计算机主机上，VR穿戴设备（6）与大空间多人传感设备（7...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴军，
申请(专利权)人：理原车辆技术研发苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32