| 标题 | 基于VR技术的驾考系统 |
| 范文 | 唐雪 张燕 袁敏智 吴欢 周翌昕 摘要：随着全面小康社会的形成，我国的驾车人数呈爆炸式增长趋向，驾驶培训行业供需不平衡的现象始终呈现，而传统驾培行业因为进入门槛高、信息不对称，招致驾培进程出现大批的乱象。为了缓解驾驶培训市场的供需不平衡，国家实施了驾驶考试改革试点政策，在“群众性创业、各种创新”理念的呼唤下，全国范围内VR驾驶的创业理念应运而生。VR驾驶培训新模式为驾驶培训行业的发展带来了新的可能性，必将导致传统驾驶培训行业的深刻变革。 关键词：VR技术；传统驾考；驾驶培训；沉浸式训练；三维虚拟 中图分类号：TP302 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2019）011-0264-02 在现行的驾驶考试制度下，腐败、潜规则等现象使驾驶学校面临越来越大的压力，许多驾驶学校因所谓的套餐、快速考试而盲目争夺学生，但由于自身的消化能力严重不足。公众舆论认为迫切需要改变这一尴尬的生存局面，而驱动型学校产业的发展制约着驱动型学校产业的健康发展。当前驾培市场现状是学员不满意。传统驾驶培训行业由于进入门槛高，造成供需严重失衡，“吃牌”现象突出，传统驾驶市场混乱。其次传统驾校价格是不透明的，信息是不透明的。一些驾驶学校为了抢占学生的生源，以低于市场价格的手段吸引学生，学生们经过额外的加油、加时、上校车、考试费用等，使学生痛苦不堪。VR驾驶培养方兴未艾。随着政策的开放，互联网企业家不断涌入，云驱动公司平台迅速扩大，加快建立大规模运营，让学生选择自己的教练，注重驾驶体验和培训，并为驾驶行业带来发展，新的可能性。公众对VR驾驶和培训的意识较低。经过两年的发展，基于VR驾驶的培训已经初具规模，但我们发现，公众对基于VR驾驶和培训的认识普遍较低，只有23%的人对基于VR驾驶和培训有明确的认识。这种情况也极大地阻碍了VR驱动和培训的进一步发展。 1 研究目标和方法 目的：提供一种基于沉浸式虚拟现实的三维驾驶考试模拟系统及其实现方法，以提高学生驾驶的效率。 采用以下方案实现：涉及一种基于沉浸式虚拟现实的三维驾驶测试仿真系统，包括汽车模拟输入装置、处理器和三维显示装置。所述的汽车模拟输入装置和三维显示装置与所述处理器连接。一种汽车模拟输入装置，包括起动键、方向盘、离合器踏板、制动踏板、油门踏板、手动变速器和手制动键。该处理器包括物理引擎系统，反馈汽车模拟输入装置的输入信息，同时处理三维显示装置的三维场景。所述三维显示装置用于根据用户的视角为用户提供三维体验和实时变化的实时三维场景内容。此外，在车辆模拟 输入装置中，使用启动按钮模拟车辆的点火启动过程，用方向盘模拟车辆的方向盘输入 。离合器、制动器、变速箱、手动变速箱和手制动按钮[1]共同构成一个动力系统来模拟车辆的运动过程。此外，方向盘的输入是正的和负的一半转动，并且方向盘的转动角度与车辆的前轮成比例。此外，手制动按钮用于强制车辆的功率输出为0，使车辆处于静止状态。此外，三维图形显示装置是一种专业的三维图形显示装置，它捕捉人头的运动并反馈给处理器以跟踪用户的姿势，此外，所述三维图形显示装置包括多个摄像机，以提供对车辆轨迹的多角度观察。 一种基于沉浸式虚拟现实的三维驾驶测试仿真系统的实现方法包括以下步骤[2]： 步骤S1：用户佩戴所述三维图形显示装置，并通过所述处理器的图形渲染获得汽车驾驶的三维仿真场景； 步骤S2：用户操作在汽车模拟输入装置上，将汽车模拟输入装置的输入信息传送给处理器，相应的动作屏幕和声音立即出现在处理器的接口上。处理器根据汽车模拟输入装置的输入信息判断驾驶情况，反映用户误操作的相应处理，包括汽车灭火、汽车碰撞、汽车位移。 综上所述，该方法将三维显示设备与物理引擎技术相结合，开发了一套基于更专业驾驶设备的驾驶考试培训三维仿真系统，为学生提供了身临其境的驾驶感觉。 研究流程图如图1所示。 2 研究过程和结果 目前，我国的驾驶培训体系主要有两种类型：一是以驾驶学校为培训场所，这种传统的驾驶培训具有周期长、投资高、风险高等缺点。此外，驾驶学校的学生被教练教导参加考试。根据客车被动驾驶的参照点，有些学生拿到驾照后不敢上路，实际驾驶经验还不够。驾驶考试学生的灵活性非常有限。二是国内简易培训车辆驾驶模拟器，具有成本低、功能单一、画面粗糙、缺乏自主知识产权等特点。存在的主要问题是：（1）交互功能差；学生面对二维屏幕，输入输出设备体验差，无法提供一种驾驶感觉。（2）虽然内建车辆动力学仿真，但其仿真内容并不全面。无法完成汽车在不同工况下的性能，如碰撞等功能没有得到很好的完成。目前，缺乏一套專门的驾驶测试训练三维模拟训练系统。因此，针对驾驶考试学生的学习需求，提供三维仿真训练系统是对学生的必然要求。基于沉浸式虚拟现实技术，可以增加学生的沉浸式体验，提高学生的学习效率。 基于真实驾驶测试室的三维模拟试车室，使学生能够在第二、第三科目之前提前进行相应的驾驶训练，为以后的驾驶训练和正常的驾驶训练提供了很好的帮助。 与现有技术相比，基于车辆动力学模型和虚拟现实技术的三维虚拟现实驾驶模拟训练系统具有以下优点： 1）沉浸式虚拟现实体验：与传统驾驶培训相比，沉浸式虚拟现实体验为学生提供了身临其境的体验，使他们能够在更真实的三维环境中进行驾驶考试培训，并在提高学习效率的同时提供学习效率。它具有省钱、无危险、重复性好、易于理解等优点。 2）完善的车辆动力学模型：在仔细分析车辆动力系统的基础上，将车辆动力系统分为三个模块：运行控制模块、动力模块和车轮模块。这三个模块分别实现了驾驶员与车辆动力学系统的交互、动态数据的计算、机械动作以及运动状态的仿真。更完整的车辆动态模型和物理引擎对手动学生的学习提出了更严格的要求。 3）逼真的驾驶考试场景训练：驾驶考试模拟训练场景的建模以真实考场的比例为基础，在普通训练中完成对考场的熟悉任务。这将在很大程度上防止学生在实际考试中开车走错路，甚至在倒车进入仓库时找不到车库，并将大大提高考试的及格率。考场场景可根据具体考试地点进行变换。 4）准摄像机观察模式：在训练过程中，学生可以通过快捷键切换摄像机来改变视角，便于学生根据自己的需要从合适的角度观察车辆轨迹。例如，当反向方向盘右转至死时，汽车的四个轮子就会后退。多摄像机观察模式的引入，使学生在实际驾驶过程中能够清晰地学习和解决一些令人费解的环节[3]。 5）车辆驾驶指导：此功能在缺省情况下关闭，学生需要时按快捷键打开。汽车驾驶引导功能是指在汽车行驶时，根据汽车的当前位置实时提示最佳行驶路径的系统。引导学生在日常训练中养成选择最佳驾驶路径的意识习惯。 3 研究结论 推进教练信用评价体系透明化，设置刷好评预警机制，杜绝差评筛选过滤的行为，严厉制止刷单行为，防止教练利用刷好评的方法招揽学员。通过评价机制体系的透明化倒逼服务水平提高。 培育云驾培主体，创新资源配置方式监管部门定期对云端驾培公司进行评估。对经营较好的云端驾培公司提供相关便利条件，培养一批素质过硬、服务优良的教练群体，进一步培育其发展成熟； 同时要创新驾培市场的资源配置方式，驾校提供学车撮合平台，学员反馈学车体验并进行教练评价，提高教练与学员之间匹配率。 搭建 C2C 学车撮合平台[4]，探索多元化的教培模式云端驾培公司需要搭建遍及全国的教练员与学员交互平台。云端驾培平台需要根据学员定位、教练员综合评价分、学员要求等考核项，运用云计算的技术向学员推荐符合学员自身要求的优质教练，提高学员选择教练的效率； 探索多元化的教培模式。在 App 上深化大数据、云计算的利用，将学员的驾驶错误信息经过整理计算同步到对应教练端[5]，让教练熟悉每个学员存在的个性化的问题，提供个性化的教学，有效地提高学员的学习效率，同时为教练提高自身口碑，提高驾校整体考试通过率，积累驾校良好的口碑。 导入 VR 练车仿真课程[6]，提升学员学车效率驾培过程中可以通过 VR 技术模拟真实考场，方便学员反复训练； 通过 VR 技术打破空间和时间的束缚，使学员足不出户完成学习提高培训效率。 学员档案联网化管理[7]，实现异地学车学员往往由于异地求学、异地工作而暂时搁置原居住地的学车计划，而学车计划的暂时中断不利于学员后续的学习。推进档案联网化就可以实现异地学车，大大缩减了学员的学车周期，提高了通过率和培养效果。 细化驾培训练场多主体并存时的责任界定规定每个面积档次的场地最多可容纳的驾校数量，设定教练车数量上限，保证训练场地有充足的训练空间，在源头上降低事故发生率。并要求传统驾校与云端驾培签订场地租赁合同时[8]，将责任规定细则写入合同中，多方面地加强驾培训练场地规范化管理。 参考文献： [1] 张龙，李卉.关于VR系统的技术实现[J].数字技术与应用，2017，22（12）：70. [2] 钱谦，陈默，胡玮.应用规则决策系统方法研究[J].软件工程，2016，32（2）：3-5. [3] 吳敏，张震.云计算安全研究[J].软件学报，2011，12（01） 56-57. [4] 洪澄，张敏，冯登国.基于连接技术的控制方法[J].通信学报，2011，12（07） 56-57. [5] 赵芊.基于智能手机的局部定位[J].计算机应用与软件，2015，22（6）：91. [6] 罗江林.技术与工作原理的研究[J].计算机工程与应用，2005，10（4）：86. [7] 潘明.体感虚拟研究[J].虚拟现实技术，2002，12（3）：90. [8] 罗毅.人机交互开发[J].VR技术与工作原理，2004，22（2）：55. 【通联编辑：闻翔军】 |
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