虛擬現實技術發展方向

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虛擬現實技術發展方向范文第1篇

關鍵詞:虛擬現實;建模;模擬

虛擬現實技術現如今獲得了很大的發展,已成功地應用于軍事、航空航天、娛樂、醫療等多個領域,但我們也應該看到,這些還遠遠不夠。如果虛擬現實技術的應用局限于這幾個特定的領域,是會嚴重制約虛擬現實技術發展的。比如我們如果只把虛擬現實看成是訓練模擬器的代名詞,那么虛擬現實就會走入一個“死胡同”。虛擬現實技術只有滲透到信息系統的各個領域,改變信息系統的人機交互方式,甚至改變現代信息系統的設計原則,使之更能適應以用戶為中心的應用需求,只有這樣,虛擬現實技術才能夠得到快速健康的發展。虛擬現實技術應用到整個信息系統領域還面臨幾個問題。首先需要硬件上的支持,如可以摘下戴在頭上的立體顯示器,可以獲得廉價的圖形加速器等等。制約虛擬現實發展的更重要的因素來自于軟件水平,包括各種算法上需要取得突破。比如:90年代提出的基于圖像的渲染(Image―BasedRendering,簡稱IBR)技術便對促進虛擬現實技術的發展有很大的影響。

1 虛擬現實發展面臨的障礙

虛擬現實設備的“貴族化”。我們要構建一個高質量的虛擬現實系統,首先需要昂貴的外部設備,無論是高分辨率的頭盔顯示器HMD,還是立體投影顯示器,無論是空間定位器,還是高精度的數據手套,都是價格不菲。其次,為完成復雜場景的實時渲染,我們還需要高性能的圖形工作站以及相應的軟件。在一些專用領域,如軍事或航空航天,昂貴的價格可能還是能夠承受的,但對于普通的信息系統用戶可能會望而卻步。

繁瑣的三維建模。我們知道,基于圖形的虛擬環境首先要解決的問題便是三維造型。當圖形渲染技術在向實現真實感大踏步前進的時候,生成精確三維模型的過程還像25年前一樣困難。在三維激光掃描技術上的進步提供了簡化模型構造過程的一些承諾,然而,這些自動化模型獲取方法也驗證了我們最大的疑慮:真實世界的幾何是極端復雜的。大部分的模型仍需要由人工繪制,而且需要聘請高水平的專業人士,所以其費用是相當驚人的。比如在我們所熟知的電影《泰坦尼克號》中,為實現場景三維建模及各種特技處理所花的人工費用高達2500萬美元,這筆錢足以制造一艘同樣規模的真船。繁瑣的三維建模也是制約虛擬現實發展的嚴重障礙。

大數據量。虛擬現實要想得到很大的發展,需要與Internet結合,這恐怕已是不爭的事實。目前虛擬現實應用的數據量仍然很大,在現有網絡整體速度較慢的情況下,Internet用戶必須等待較長時間,這往往令人難以忍受。我們應該在虛擬現實系統中考慮數據壓縮問題,這個問題可能現在還未引起人們的重視,但隨著應用的深入,這是一個不可回避的問題。

解決這些障礙的技術路線很多,也不可能由一種技術路線便能解決所有的障礙,但我們認為“虛實結合”,即把基于圖形渲染與基于圖像渲染相結合,把計算機圖形技術與計算機視覺技術相結合,是虛擬現實技術的一個必然發展趨勢。

2 虛擬現實技術的未來展望

面對當前知識經濟、信息產業和國防現代化迅速發展的形勢,我國政府、軍隊和企業十分重視信息技術的創新研究和長遠發展,正制定和實施包括基礎研究、高技術開發和產業攻關在內的各類國家規劃,并已經或準備給予大量投入。作為技術發展重要驅動力的“虛擬現實”,又一次成為人們關注的熱點之一。由于虛擬現實具有極其重要的應用前景,因而促使人們不斷去創新、克服困難!

軍事。美國國防部和軍方認為:虛擬現實將在武器系統性能評價、武器操縱訓練及指揮大規模軍事演習三方面發揮重大作用。他們制定了戰爭綜合演示廳計劃、防務仿真交互網絡計劃、綜合戰役橋計劃及虛擬座艙等應用環境,并在核武器試驗及許多局部戰爭中進行了應用。

航天航空。美國宇航局是虛擬現實最早的研究單位和應用者。宇宙飛船及各類航空器是需要耗費巨資的現代化工具,而進入宇宙有大量未知、危險的因素,因而模擬各種航空器可能遇到的環境,不僅可節省大量費用,而且是十分必要的。虛擬風洞就是一例。

計算機輔助設計。各種工業產品、建筑物均需反復構思和設計,但往往用戶仍不滿意。美國波音公司Butle設計了一架稱為VR-X的虛擬飛機,它可使設計人員身臨其境般地觀察飛機外形、內部結構及布局的效果。建筑設計師可在蓋樓前通過虛擬建筑物,讓用戶自己來觀察外形和內部房間部位,也便于設計師修改設計。

外科手術和人體器官的模擬。外科醫生的培訓是一項投資大、時間長的工作,這是因為不能隨便讓實習醫生在病人身上動手術,可是不親自動手,又如何學會手術呢?虛擬手術臺已能部分模仿外科手術的現場。同樣,提供模擬的人體器官,可讓學生逼真地觀察器官內部的構造和病灶,具有極高的實驗價值。

科學研究和計算的可視化。各種分子結構模型、大壩應力計算的結果、地震、石油勘探數據處理等,均十分需要三維(甚至多維)圖形可視化的顯示和交互瀏覽,虛擬現實技術為科學研究、探索微觀形態等提供了形象直觀的工具。

遠程控制。虛擬現實可采用遙控手段,通過機械手、機器人對危險或有毒環境進行操作。

教育、游戲與其他。這是向人們,尤其是青少年提供生動的課堂和娛樂手段的好機遇,它具有三維聲像效果,能進行交互操作的功能,因而已被商家們看好,競相開發低檔虛擬現實產品。

參考文獻

[1]馬吉飛,孫靜.虛擬現實技術在現代醫學中的應用[J].天津農學院學報,2002(4).

虛擬現實技術發展方向范文第2篇

如今，人們在選擇智能化的產品的時更喜歡觸控類的多功能產品。這種最直接的觸控方式符合人們探索虛擬世界的最直接的需求。人們從剛出生開始，為了認識外界的事物都是通過觸摸的方式。對于人們而言，觸控已經變成了最直接的人機交互的方式。隨著觸控技術的不斷發展，以后可以實現人和機器的直接對話，這種變革也是消費者對于未來需求和自己內心需求的一種更深層次的解讀和挖掘。對目前市場上的電子產品進行調查會發現，最受用戶歡迎的還是智能手機和平板電腦。消費者在使用的過程中可以直接進行觸控，操作十分簡單，同時還能滿足消費的心理需求。現在市場上的手機大部分都是多點觸屏手機，硬件設計也逐漸提高，整體產品更加人性化。

2虛擬界面的設計在產品創意中的應用

虛擬界面與傳統的對于信息傳遞的介質存在很大的區別，虛擬界面使得以前不可能實現的東西變成了現實，擴大了人們獲取信息的渠道。

2.1虛擬現實技術

相對于傳統的在圖紙上進行畫圖來進行產品創意的設計而言，虛擬界面的設計理念主要是實現沉浸或者非沉浸環境中的交互，實時地對原來的模型進行修改，并且在修改之后能夠及時地得到修改的結果。虛擬現實技術是進行電子產品創意設計中最重要也是最關鍵的一項技術，掌握這項技術后設計師可以更好地進行產品的創意設計。虛擬現實技術主要是指可以體驗虛擬世界的計算機系統。這種虛擬的世界可以根據現實生活中的事跡在計算機中形成并反映現實的世界，而人們可以通過各種感覺器官在虛擬的世界中對現實的事跡進行感知，進而實現虛擬世界和真實世界的交流，這也是一種新型的計算機技術。同時這種虛擬現實的技術也可以幫助人們更好地理解現實世界，也有助于實現人機交互在產品創意設計中的應用。

2.2虛擬界面在產品創意中的應用

了解到虛擬現實技術在產品創意設計中的重要性，那么如何利用虛擬界面進行產品創意的設計就變成了設計者師最關心的問題。虛擬界面的設計不僅繼承了CAD設計的各種優點，而且在使用的過程別便利，能夠給使用者最直觀的感受，讓使用者在虛擬的世界中感受到現實的生活，可視化的特點為設計師進行虛擬界面的修改提供了很大的便利。虛擬界面最大的優點就是可以進行遠程操作，這也就實現了資源的共享和優勢互補。在產品的創意設計中，人機交互已經開始向虛擬界面進行轉化，這也為設計師進行產品的創意設計提供了很好的發展方向。在這種技術發展的大環境下，虛擬界面中的很多技術還沒有普及，而且很多人對于這些技術還不是十分的接受。如今虛擬界面也只是在大型的設備上實現了應用。

3人機交互對產品的創意設計影響

人機交互界面的設計是使用者和產品之間進行交流的最主要的語言形式。現在人機交互已經變成了產品設計中要考慮的一個很重要的因素。人機交互的特點主要有以下幾個，首先是人機交互可以很好地實現界面之間的對話設計。人們可以使用智能化的產品，利用觸控的方式獲取信息，同時也可以對其進行遠程操作和控制。其次是人機交互的輸入方式十分便捷。現在隨著人們對產品要求的逐漸提高，人們開始選擇觸控類的產品，這類產品在使用的過程中也更加方便，同時也能滿足人們最本質的需求。最后是人機交互控制界面的合理設計。在人機交互的界面中使用者可以很好地觀察出設備的使用情況，從而利用視覺和觸覺給使用者帶來最直接的體驗，滿足使用者的心理效應。如人機交互設計的使用。

人機交互在人們選擇產品中扮演著很重要的作用，同時人機交互也是設計師進行產品創意時要考慮的很重要的一個因素。現在人機交互在產品的創意設計中得到了廣泛的應用。如設計師將人機交互很好地應用到了手機、平板電腦的設計中，使得它們可以很好地與人進行互動，這也就增加了人們在使用過程中的趣味性。隨著人機交互在產品創意中應用范圍的逐漸擴大，人機交互對于產品的創意設計的影響也就越來越大，人們對產品智能化和多功能的要求也越來越普遍，所以人機交互在其中扮演著很重要的作用，并不斷地影響著產品設計的發展方向。現在人機交互的技術不僅反映這個社會財富的積累，更顯示出了人們對于社會最本質東西的一種心理的追求。

4結語

虛擬現實技術發展方向范文第3篇

關鍵詞:虛擬現實技術;關鍵技術;前景

中圖分類號:TP311文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2009)24-6815-03

The Study of the Virtual Reality

HU Feng-hua, GUO Dan-feng, LIU Bin

(Collage of Computer and Information Technology, Henan Normal University, Xinxiang 453007, China)

Abstract: Virtual reality is a result of computer development,it may create some scenery that includes senses of sight,hearing and touch.Its characteristics are multi-sensation, existent sense,interaction an d independence.

Key words: virtual reality; key technology; prosperity

虛擬現實是近年來十分活躍的技術研究領域,是一系列高新技術的匯集,這些技術包括計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術以及高度并行的實時計算技術,還包括人的行為學研究等多項關鍵技術。虛擬現實是多媒體技術發展的更高境界,是這些技術的更高層次的集成和滲透。它能給用戶以更逼真的體驗,為人們探索宏觀世界和微觀世界以及那些由于種種原因不便于直接觀察事物的運動變化規律提供了極大的便利。由于它前景誘人,一經問世就立即受到了人們的高度重視。有專家認為,80年代是個人計算機的年代,90年代是多媒體計算機的年代,21世紀初將是虛擬現實技術的時代。

1 虛擬現實技術的概念

虛擬現實技術(Virtual Reality ),又稱靈境技術,是90年代為科學界和工程界所關注的技術。這種技術的特點在于,計算機產生一種人為虛擬的環境,這種虛擬的環境是通過計算機圖形構成的三度空間,或是把其它現實環境編制到計算機中去產生逼真的“虛擬環境”,從而使得用戶在視覺上產生一種沉浸于虛擬環境的感覺。狹義的說它是一種人機交互方式,以最終消除人、機之間的隔閡,達到人機交融為目的。

2 虛擬現實的發展歷程

虛擬現實的發展從 1962年,Morton Heilig發明了實感全景仿真機開始。l965年,27歲的美國高級研究規劃署 (ARPA)信息處理技術處主任伊凡?蘇澤蘭 ( IvanSuthefland )在其論文《終極顯示》“The Ultimate Display”中首次提出包括具有力反饋設備、交互圖形顯示以及聲音提示的虛擬現實系統的基本思想,提出使計算機顯示屏成為觀察客觀世界窗口的設想,伊凡?蘇澤蘭研制了頭盔式圖形顯示器。這是目前大家公認的虛擬現實技術研究的開端。 20世紀80年代美國VPL(“Virtual Programming Languages”) 研發公司的創始人計算機科學家、作曲家、藝術家兼作家加隆?雷尼爾 (Jaron Lanier)創造了“Virtual Reality”一詞。原意指計算機構建的三維空間。1992年,在法國召開了與VR技術相關的名為“真實與虛擬世界的界面”的國際會議。 1993年,美國科學家 Grigore C.Burdea 和法國科學家 Philippe Coitfet在世界電子國際年會上發表了“Virtual Reality System and Application”一文,第二年兩人在紐約合作出版了《模擬識實技術》一書,提出了虛擬現實的三“I”特征:Immersion(沉浸)、Interaction(交互)、Imagination(構想),即所謂的虛擬現實三角形。

3 虛擬現實的特征

3.1 沉浸感

沉浸感,是指計算機生成的虛擬世界能給人一種身臨其境的感覺,如同進入一個真實的客觀世界。在現實生活中,我們觀察到的都是有景深、有立體感的三維世界,因此要做到完全模擬現實,僅僅靠簡單的平面二維圖形是不夠的,只有用三維系統才能真正意義地模擬三維世界,才能給用戶一種身臨其境的感覺。

3.2 交互性

交互性,是指人能夠很自然地跟虛擬世界中的對象進行交互操作或者交流。進入三維場景之后,用戶要有第一人稱感覺,就是說是以用戶為主而不是計算機圖片或場景,用戶要體會到一種與現實生活一樣的感覺。這就要求我們必須把時點移到所構造的三維場景中的任何一點,就像在真實世界中您可以隨意前進、后退、轉彎、蹲下、跳起以得到不同的視角,不同的視角才會造成不同的場景。

3.3 構想

構想,是指虛擬環境可使人沉浸其中,并且獲取新的知識,提高感性和理性認識,從而深化概念并萌發新意。任何系統都需要人都參與,這其中主要用到三維交互設備,常用的有立體頭盔、數據手套、三維鼠標、數據衣等穿戴于用戶身上的裝置和設置于現實環境中的傳感裝置,如攝像機、地板壓力傳感器等。

任何系統,只要滿足了以上三個特征,我們就可以稱其為一個虛擬現實系統。

4 虛擬現實的實現

4.1 虛擬現實技術的原理

虛擬現實技術是綜合利用了計算機圖形學、仿真技術、多媒體技術、人工智能技術、計算機網絡技術、并行處理技術和多傳感器技術,模擬人的視覺、聽覺、觸覺等感覺器官功能,使人能夠沉浸在計算機生成的虛擬境界中,并能夠通過語言、手勢等自然的方式與之進行實時交互,創建了一種適人化的多維信息空間。使用者不僅能夠通過虛擬現實系統感受到在客觀物理世界中所經歷的“身臨其境”的逼真性,而且能夠突破空間、時間以及其他客觀限制,感受到真實世界中無法親身經歷的體驗。

4.2 虛擬現實的關鍵技術

4.2.1 動態環境建模技術

虛擬環境的建立是虛擬現實技術的核心內容。動態環境建模技術的目的是獲取實際環境的三維數據,并根據應用的需要,利用獲取的三維數據建立相應的虛擬環境模型。

4.2.2 交互技術

虛擬現實中的人機交互遠遠超出了鍵盤和鼠標的傳統模式,利用數字頭盔、數字手套等復雜的傳感器設備,三維交互技術與語音識別、語音輸入技術成為重要的人機交互手段。

4.2.3 立體顯示和傳感器技術

虛擬現實的交互能力依賴于立體顯示和傳感器技術的發展。現有的虛擬現實還遠遠不能滿足系統的需要,例如,數據手套有延遲大、分辨率低、作用范圍小、使用不便等缺點;虛擬現實設備的跟蹤精度和跟蹤范圍也有待提高,因此有必要開發新的三維顯示技術。

4.2.4 系統集成技術

由于虛擬現實中包括大量的感知信息和模型,因此系統的集成技術起著至關重要的作用。集成技術包括信息的同步技術、模型的標定技術、數據轉換技術、數據管理模型、識別和合成技術等等。

4.3 虛擬系統的硬件

由于虛擬世界本身的復雜性及計算實時性的要求,對系統的硬件配置提出了極高的要求。虛擬現實系統的硬件包括虛擬現實發生器以及輸入輸出設備。虛擬現實發生器用來處理和產生虛擬境界,是任何虛擬系統的核心。它一般由計算機加圖形生成器或加速卡組成。虛擬現實系統的輸入設備可以幫助參與者在虛擬現實仿真中改變自己的位置、觀察點和視野,并能對虛擬境界中的問題進行一定的操作性作用。

4.4 虛擬系統的軟件

虛擬環境的開發者是在已有的虛擬環境系統開發工具的基礎上進行工作。虛擬現實軟件必須充分管理和利用各種計算資源、接口設備和系統資源,提供應用開發者高性能的接口。通常的接口方式有編譯庫、描述語言和圖形化。虛擬現實軟件可分為工具包和創作工具。工具包即程序庫,一般用c或c料等編制,VRML就是這樣一個程序庫。創作工具是帶有圖形用戶界面的完整軟件,通過創作工具只需簡單編程就可生成虛擬境界。

4.5 虛擬現實系統的分類

隨著科學技術的飛速發展,自1965年Ivan Sutherland提出虛擬現實的概念以來,虛擬現實技術出現了多樣化的發展趨勢。隨著數據結構、各種實體建摸技術趨于成熟,以及一切與之相關的具有自然模擬、逼真體驗的技術與方法的發展,為虛擬現實技術的廣泛應用提供了技術支持。到20世紀80年代出現了交互式手套控制和頭盔顯示的虛擬現實系統,使得虛擬現實在應用技術上有了新的飛躍。根據對虛擬環境的不同要求和對于使用目的和應用對象的不同要求,虛擬現實系統可以分為以下幾類:桌面式虛擬現實系統、沉浸式虛擬現實系統、疊加式虛擬現實系統、分布式虛擬現實系統和增強型虛擬現實系統。

4.5.1 桌面式虛擬現實系統

桌面式虛擬現實系統又稱為非沉浸式虛擬現實系統,這種系統通過投影屏幕、計算機屏幕作為用戶觀察虛擬環境的一個窗口,參與者僅使用一些簡單外部設備來控制虛擬環境和操縱虛擬場景中的物體。在桌面式虛擬現實系統中,用戶可以通過事先設置的交互操作或者瀏覽器已附帶的功能來實現虛擬環境的物體旋轉和平移,以便從各個角度觀看三維模型;也可以利用瀏覽器中的“walk”功能在虛擬環境中瀏覽。如飛機模擬器、汽車模擬器、電子會議等都屬于桌面式虛擬現實系統。桌面式虛擬現實系統投資比較低,適宜推廣應用,而且通過附加一些低成本的輔助設備,如液晶顯示光閘眼鏡、立體觀察器等就能達到比較理想的模擬現實的效果。

4.5.2 沉浸式虛擬現實系統

沉浸型虛擬現實系統比較復雜,為了使用戶能夠全身心地投入到虛擬環境之中,它將用戶與外界隔離,排除了外界的干擾。通過頭盔顯示器、數據衣服、數據手套等傳感器設備用戶可以與虛擬環境進行交互。這種系統由于價格昂貴,雖然能夠為用戶創造一個完備的虛擬世界,但難以普及。

4.5.3 疊加式虛擬現實系統

疊加式虛擬現實系統又稱為補充現實系統,是用戶一邊對現實世界進行觀察,一邊通過穿透型頭戴式顯示器計算生成的虛擬圖像疊加在現實世界上,為操作員提供存儲在計算機中的和他所看到的現實環境有關的信息,從而增強操作員對真實世界的感受。因為疊加式虛擬現實系統不僅能模擬現實世界,而且能增強現實中無法感知或者不方便的感受,所以這種系統在我們的現實生活中有廣泛的應用前景,如外科醫生應用該系統進行外科手術,為了提高手術的成功率,可以讓醫生用另外來源得到的3D虛擬圖像與病人患病部位的實際圖像進行對比、判斷。疊加式虛擬現實系統中應用到的傳感器技術在精確性方面有限制,所以這種技術在目前實際應用中還有一定的局限性。

4.5.4 分布式虛擬現實系統

分布式虛擬現實系統是基于網絡的虛擬環境,是在沉浸式虛擬現實系統的基礎上,將位于不同物理位置的多個用戶或多個虛擬環境通過網絡相連接,并共享信息,從而使用戶的協同工作達到一個更高的境界。分布式虛擬現實系統充分利用網絡功能和計算機系統強大的計算能力,使在共同領域的專家學者,進行信息共享,達到使處于不同地域的設計人員進行協同設計的目的。分布式虛擬現實系統的操作系統要求能在不同計算機上處理不相似的虛擬世界,因此必須用專門的操作系統――分布式操作系統。目前,分布式虛擬現實系統主要應用于虛擬戰爭模擬、遠程虛擬會議、虛擬醫學會診等領域。

4.5.5 增強型虛擬現實系統

增強型虛擬現實系統又稱為混合現實系統。它將真實環境與虛擬環境進行交匯融合,以虛擬環境取代部分真實環境,既可以對某些真實物體進行操作,又可以降低構成真實環境的開銷,真正達到了虛擬與現實有機結合的境界。增強型虛擬現實系統是今后的發展方向。

5 我國虛擬現實技術的研究現狀

我國的VR技術和一些發達國家相比,還有一定的差距,但已引起政府有關部門和科學家們的高度重視。我國根據具體的國情,已經制定了開展VR技術的研究。九五規劃、國家自然科學基金委、國家高技術研究發展計劃等都把VR列入了研究項目。在緊跟國際新技術的同時,國內一些重點院校,已積極投入到了這一領域的研究工作。

國內最早開展此項技術試驗的是掛靠在西北工業大學電子工程系的西安虛擬現實工程技術研究中心。該中心的成立,對發揮學校電子信息工程學院等其他院系和研究所在虛擬現實、虛擬仿真與虛擬制造等方面的研究優勢將具有積極作用。北京航空航天大學計算機系是國內最早進行虛擬現實技術研究的單位之一。在虛擬環境中物體物理特性的表示與處理、視覺接口部分軟硬件的研制、分布式虛擬環境網絡設計、實時三維動態數據庫開發等方面都取得了很多有意義的成果。浙江大學CAD&CG 國家重點實驗室開發出了一套桌面型虛擬建筑環境實時漫游系統。哈爾濱工業大學已經成功地虛擬出了人的高級行為定人臉圖像的合成,表情的合成和唇動的合成等技術問題,并正在研究人說話時頭勢和手勢動作,話音和語調的同步等。中國科技開發院威海分院主要研究虛擬現實中視覺接口技術,完成了虛擬現實中的視體圖像對算法回顯及軟件接口。他們在硬件開發上已經完成了LCD紅外立體眼鏡,并且已經實現商品化。北方工業大學CAD研究中心是我國最早開展計算機動畫研究的單位之一,中國第一部完全用計算機動畫技術制作的科教片《相似》就出自該中心。

參考文獻:

[1] 王洪.基于虛擬現實的三維漫游技術研究與實踐[D].電子科技大學,2004.

[2] 姜學智,李忠華.國內外虛擬現實技術的研究現狀[J].遼寧工程技術大學學報,2004.

[3] 韓曉玲.虛擬現實技術發展趨向淺析[J].電腦知識與技術,2007.

虛擬現實技術發展方向范文第4篇

關鍵詞；計算機技術；汽車檢測；性能測試；應用

前言；隨著汽車檢測技術的發展，計算機控制系統在汽車綜合性能檢測站的應用也發展到了新的階段。汽車檢測標準也越來越嚴格，迫使汽車檢測站由過去人工定性檢測（主要手段是路試加外觀檢驗）發展到半自動化檢測（主要手段是檢測設備，通過人工記錄并計算分析檢測數據，并對檢測結果加以評判）再發展到目前計算機自動控制智能化檢測（主要手段是通過計算機智能控制，自動采集數據并加以分析評判），這是一個不斷探索和完善的過程，由于我國汽車檢測技術起步較晚，加之一度汽車工業沒有作為支柱產業，汽車保有量少，導致我國汽車檢測技術發展較緩慢，不少地區嚴重缺少汽車檢測專業技術人員，即使在科學技術高速發展的今天，由于從事汽車站計算機控制系統的單位良莠不齊，不少汽車檢測站計算機控制系統仍存在許多不盡如人意的地方。

1 計算機技術在汽車性能測試上的應用

1.1 PLC計算機控制系統

PLC計算機控制系統也稱作可編程序控制系統，它是一種關鍵的集合產品，通常用在對開關量的調節上。最初的產生是由于繼電器控制方式需要被替代，而到現階段為止，越來越多的模擬控制功能已陸續產生，應用輻射范圍也不斷擴大，久而久之形成了一種以PLC為中心的控制系統。

1.2 面向對象計算機控制系統

面向對象計算機控制系統具有較強的針對性，對象計算機控制系統主要是滿足一些基本的控制需求，它圍繞一些獨特的應用對象進行綜合設計，并在此基礎上完成進一步開發，而在進一步開發中最主要的過程是對體系構造及軟件應用的開發，可以滿足系統緊湊、價格實惠等要求，并且能夠將電控、儀控和計算機結合在一起。

1.3 DCS計算機控制系統

DCS計算機控制系統又稱作分布式控制系統，它是目前我國汽車工業自動化中運用最廣泛的控制系統，具有分散控制、集中操作等優點，除此之外，還具有高度的可靠性，是汽車行業中首選的優質計算機控制系統。

1.4 模塊化控制系統

隨著控制模塊功能在各個領域的不斷誕生，模塊化控制系統也逐漸成熟起來，產生了重要的改變。模塊化控制系統的核心基礎要素為模塊，它是一種將各個模塊進行結合，從而形成高配置及高分散的控制系統。在如此高效的系統中，一旦發生任何故障，只要將每個故障一一對應的控制模塊進行調換即可達到維修的目的，并不需要將系統從頭至尾實施大規模調整。模塊化控制系統具有結構簡單、安裝便捷、操作靈活、維修方便等特點。

2.計算機系統在汽車監控中的應用

2.1車載端計算機控制系統的職能歸納

首先，精確定位：車載監控終端全天候24小時連續不斷的接收GPS衛星信號，從而為系統提供車輛的位置和速度，定位精度可達10米。其次，記憶功能：車載監控終端具有存儲車輛位置/模擬量/異常信息的功能，而且可存儲長達兩個月的車輛位置/模擬量信息。第三，控制功能：車載監控終端接收到監控中心的控制命令后，對車輛執行控制動作。第四，通信功能：在GSM網絡覆蓋范圍內，車載監控終端可與監控中心進行數據交換。最后，防劫報警職能：在車輛遭受搶劫時，駕駛員觸動一個隱蔽報警按鈕，即可在自保的同時等待援助。

2.2監控端計算機控制系統的職能歸納

首先，數據預處理：通信服務器從Internet上接收到車輛的信息之后對信息進行初始的驗證、校驗、數據日志處理。并將待處理的信息分發給有處理能力的監控終端。其次，數據跟蹤：將移動車輛的實時位置以列表的方式顯示出來。第三，跟蹤監控功能：服務器端可以實現對多終端的跟蹤監控，系統實現采用TCP/IP協議，采用此協議是因為該協議可以保證信息傳輸的可靠性和實時性。第四，報警功能：終端設備報警分為預報警，實際報警，以及報警解除三級報警狀態，這主要為了避免誤報警情況發生，當服務器端收到終端設備預報警信息，則彈出報警對話框，并且在預報警車號列表框中列出發出預報警信息的車號，雙擊其車號可以使系統定位到該車上，預報警情況不會使系統自動定位該車號的終端。

3 計算機系統在汽車管理檢測中的應用

汽車管理檢測中計算機系統主要用于對汽車多站點動態檢測網絡管理系統的搭建及輔助，基于計算機信息科學技術我們可有效服務道路管理運輸部門實現對多項汽車檢測站測試數據的實時傳輸以及結果檢測的自動化判斷，對二級維護車輛進行準確備案，進而實現對各類道路車輛運輸技術水平狀況的動態實時監控以及對相關價值化信息的高效自動化傳輸，同時還可有效監控維修汽車企業二級維護車輛的一次合格率，起到嚴格的督促管理作用。

4.汽車綜合性能檢測站發展趨勢

4.1遠程接人VPN方式

該系統網絡構造采用散布式協作處置Client/Server（C/S）構造及開放式的網絡TCP/IP協議，全網由市運政管理部門信息中心LAN，遠間隔各區縣汽車檢測站分信息中心LAN，經過公共網絡Internet或專線銜接。VPN方式的缺陷是：傳統VPN方式的顯著缺陷就是會招致網絡性能降落，從而影響企業用戶的信息溝通。

4.2寬帶網接人方式

市運政管理部門信息中心和各汽車檢測站采角局域網構造，經過寬帶網停止通訊。網絡采用c/s構造，基于Windows2000Server網絡操作系統，SQL Server2000大型網絡數據庫，提供開放式數據接口。

汽車檢測站內部一切工作站構成一個C/S構造的局域網，擔任處置汽車檢測站內部的各種檢測業務。C/S構造局域網寬帶網接人方式的缺陷是：當用戶數量增加時，性能會明顯降落；客戶端都要裝置應用程序，系統擴展維護復雜，代碼可重用性差，維護和晉級本錢十分高。

4.3、虛擬現實技術

虛擬現實技術是一種新型的使用技術，虛擬現實技術是以計算機作為基礎，并在特定的環境下進行的虛擬實驗，虛擬現實技術可以讓人在虛擬的環境中感受到現實。現今虛擬現實技術在很多行業中都有較多的運用，包括軍事、游戲等，當然虛擬現實技術也運用到了汽車工程中，利用虛擬現實技術可以將汽車數字化，然后配合一定的環境，駕駛員進行仿真駕駛，駕駛員進行仿真駕駛的過程中就可以感覺到汽車的震動、噪音，這樣駕駛員就可以對于汽車的性能做出一個直觀的評價，而且不需要利用實車進行測試，這樣不僅減少了研發資金而且降低了汽車研發過程中的風險。

結束語

綜上所述，機動車輛綜合性能檢測站計算機控制系統的應用，為汽車綜合性能檢測提供了高效、現代化的手段。利用計算機技術、網絡技術、通訊技術、視頻技術，建立一個高效、實用的計算機控制系統，有利于車輛檢測的規范，標準的貫徹和實施，促進檢測手段的現代化。今后，我們將密切關注計算機在汽車檢測行業的應用技術，廣泛搜集信息與資料，并就有關技術理論及行業發展方向等進行探討，以拓寬視野，提高知識水平和技術能力。

虛擬現實技術發展方向范文第5篇

【關鍵詞】液壓系統；現狀；發展趨勢；故障診斷技術

一、液壓系統故障診斷技術發展現狀

液壓系統故障診斷技術是隨著液壓設備不斷高度自動化和復雜化以及對液壓系統工作可靠性要求越來越高而發展起來的，是針對現代液壓設備需要及時排除液壓故障而提出來的，是將醫療診斷中的基本思想推廣到液壓工程技術而形成的，是建立在液壓控制理論，信息理論和電子技術、傳感器技術、人工智能技術等基礎上的一門綜合性新技術。液壓傳動是三大傳動技術之一，與機械傳動、電力傳動相比，液壓傳動系統具有其獨特的優點，即廣泛的工藝適應性、優良的控制性能和較低廉的成本，并且功率大、響應快、精度高，已經廣泛應用于冶金、制造等領域。

二、液壓系統的故障原因分析

（1）主觀診斷法。主觀診斷法主要是依靠簡單的診斷儀器，憑借個人的實踐經驗，判別故障發生的部位及其原因。這種方法要求診斷人員掌握豐富的故障機理知識和診斷經驗，需利用系統或元件的結構、模型和功能等方面的知識，綜合分析才能了解。（2）基于模型診斷法。基于模型的診斷法是先運用一定的數學手段描述系統某些可測量特征量，這些特征量在幅值、相位、頻率及相關性上與故障源之間存在著聯系，然后通過測量、分析、處理這些特征量信號，來判斷故障源所在。這種方法實質上是以傳感器技術和動態測試技術為手段，以信號處理和建模處理為基礎的診斷技術。（3）智能診斷技術。液壓系統故障智能診斷技術是人工智能技術在液壓系統故障診斷領域中的應用，它是計算機技術和液壓系統故障診斷技術相互結合與發展進步的結果。智能診斷的本質特點是模擬人腦的機能，又能比人腦更有效地獲取、傳遞、處理、再生和利用故障信息，成功地識別和預測診斷對象的狀態。因此，智能診斷技術是液壓系統故障診斷的一個極具生命力的發展方向。目前的智能診斷研究主要從兩個方面開展：基于專家系統的故障智能診斷技術和基于神經網絡的液壓系統故障智能診斷技術。

三、液壓故障診斷技術發展趨勢

（1）多種知識表示方法的結合。近幾年來，在面向對象程序設計技術的基礎上，發展起來了一種稱為面向對象的知識表示方法，為這一問題提供了一條很有價值的途徑。在面向對象的知識表示方法中，傳統的知識表示方法如規則、框架、語義網絡等可以被集中在統一的對象庫中，而且這種表示方法可以對診斷對象的結構模型進行比較好的描述，在不強求知識分解成特定知識表示結構的前提下，以對象作為知識分割實體，明顯要比按一定結構強求知識的分割來得自然、貼切。（2）經驗知識與原理知識的緊密結合。關于深淺知識的結合問題，可以各自使用不同的表示方法，從而構成兩種不同類型的知識庫，每個知識庫有各自的推理機，它們在各自的權利范圍內構成子系統，兩個子系統再通過一個執行器綜合起來構成一個特定診斷問題的專家系統。這個執行器記錄診斷過程的中間結果和數據，并且還負責經驗與原理知識之間的“切換”。這樣在診斷過程中，通過兩種類型知識的相互作用，使得整個系統更加完善，功能更強。（3）多種智能故障診斷方法的混合。混合智能故障診斷系統的發展有如下趨勢：由基于規則的系統到基于混合模型的系統、由領域專家提供知識到機器學習、由非實時診斷到實時診斷、由單一推理控制策略到混合推理控制策略等。（4）虛擬現實技術將得到重視和應用。虛擬現實技術是繼多媒體技術以后另一個在計算機界引起廣泛關注的研究熱點，它有四個重要的特征，即多感知性、對存在感、交互性和自主性。從表面上看，它與多媒體技術有許多相似之處。（5）數據庫技術與人工智能技術相互滲透。人工智能技術多年來曲折發展，雖然碩果累累，但比起數據庫系統的發展卻相形見絀。其主要原因在于缺乏像數據庫系統那樣較為成熟的理論基礎和實用技術。人工智能技術的進一步應用和發展表明，結合數據庫技術可以克服人工智能不可跨越的障礙，這也是智能系統成功的關鍵。對于故障診斷系統來說，知識庫一般比較龐大，因此可以借鑒數據庫關于信息存儲、共享、并發控制和故障恢復技術，改善診斷系統性能。