唐雪 張燕 袁敏智 吳歡 周翌昕

摘要：隨著全面小康社會的形成，我國的駕車人數(shù)呈爆炸式增長趨向，駕駛培訓(xùn)行業(yè)供需不平衡的現(xiàn)象始終呈現(xiàn)，而傳統(tǒng)駕培行業(yè)因為進入門檻高、信息不對稱，招致駕培進程出現(xiàn)大批的亂象。為了緩解駕駛培訓(xùn)市場的供需不平衡，國家實施了駕駛考試改革試點政策，在“群眾性創(chuàng)業(yè)、各種創(chuàng)新”理念的呼喚下，全國范圍內(nèi)VR駕駛的創(chuàng)業(yè)理念應(yīng)運而生。VR駕駛培訓(xùn)新模式為駕駛培訓(xùn)行業(yè)的發(fā)展帶來了新的可能性，必將導(dǎo)致傳統(tǒng)駕駛培訓(xùn)行業(yè)的深刻變革。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù)；傳統(tǒng)駕考；駕駛培訓(xùn)；沉浸式訓(xùn)練；三維虛擬

中圖分類號：TP302 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）011-0264-02

在現(xiàn)行的駕駛考試制度下，腐敗、潛規(guī)則等現(xiàn)象使駕駛學(xué)校面臨越來越大的壓力，許多駕駛學(xué)校因所謂的套餐、快速考試而盲目爭奪學(xué)生，但由于自身的消化能力嚴重不足。公眾輿論認為迫切需要改變這一尷尬的生存局面，而驅(qū)動型學(xué)校產(chǎn)業(yè)的發(fā)展制約著驅(qū)動型學(xué)校產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。當前駕培市場現(xiàn)狀是學(xué)員不滿意。傳統(tǒng)駕駛培訓(xùn)行業(yè)由于進入門檻高，造成供需嚴重失衡，“吃牌”現(xiàn)象突出，傳統(tǒng)駕駛市場混亂。其次傳統(tǒng)駕校價格是不透明的，信息是不透明的。一些駕駛學(xué)校為了搶占學(xué)生的生源，以低于市場價格的手段吸引學(xué)生，學(xué)生們經(jīng)過額外的加油、加時、上校車、考試費用等，使學(xué)生痛苦不堪。VR駕駛培養(yǎng)方興未艾。隨著政策的開放，互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)家不斷涌入，云驅(qū)動公司平臺迅速擴大，加快建立大規(guī)模運營，讓學(xué)生選擇自己的教練，注重駕駛體驗和培訓(xùn)，并為駕駛行業(yè)帶來發(fā)展，新的可能性。公眾對VR駕駛和培訓(xùn)的意識較低。經(jīng)過兩年的發(fā)展，基于VR駕駛的培訓(xùn)已經(jīng)初具規(guī)模，但我們發(fā)現(xiàn)，公眾對基于VR駕駛和培訓(xùn)的認識普遍較低，只有23%的人對基于VR駕駛和培訓(xùn)有明確的認識。這種情況也極大地阻礙了VR驅(qū)動和培訓(xùn)的進一步發(fā)展。

1 研究目標和方法

目的：提供一種基于沉浸式虛擬現(xiàn)實的三維駕駛考試模擬系統(tǒng)及其實現(xiàn)方法，以提高學(xué)生駕駛的效率。

采用以下方案實現(xiàn)：涉及一種基于沉浸式虛擬現(xiàn)實的三維駕駛測試仿真系統(tǒng)，包括汽車模擬輸入裝置、處理器和三維顯示裝置。所述的汽車模擬輸入裝置和三維顯示裝置與所述處理器連接。一種汽車模擬輸入裝置，包括起動鍵、方向盤、離合器踏板、制動踏板、油門踏板、手動變速器和手制動鍵。該處理器包括物理引擎系統(tǒng)，反饋汽車模擬輸入裝置的輸入信息，同時處理三維顯示裝置的三維場景。所述三維顯示裝置用于根據(jù)用戶的視角為用戶提供三維體驗和實時變化的實時三維場景內(nèi)容。此外，在車輛模擬

輸入裝置中，使用啟動按鈕模擬車輛的點火啟動過程，用方向盤模擬車輛的方向盤輸入 。離合器、制動器、變速箱、手動變速箱和手制動按鈕[1]共同構(gòu)成一個動力系統(tǒng)來模擬車輛的運動過程。此外，方向盤的輸入是正的和負的一半轉(zhuǎn)動，并且方向盤的轉(zhuǎn)動角度與車輛的前輪成比例。此外，手制動按鈕用于強制車輛的功率輸出為0，使車輛處于靜止狀態(tài)。此外，三維圖形顯示裝置是一種專業(yè)的三維圖形顯示裝置，它捕捉人頭的運動并反饋給處理器以跟蹤用戶的姿勢，此外，所述三維圖形顯示裝置包括多個攝像機，以提供對車輛軌跡的多角度觀察。

一種基于沉浸式虛擬現(xiàn)實的三維駕駛測試仿真系統(tǒng)的實現(xiàn)方法包括以下步驟[2]：

步驟S1：用戶佩戴所述三維圖形顯示裝置，并通過所述處理器的圖形渲染獲得汽車駕駛的三維仿真場景；

步驟S2：用戶操作在汽車模擬輸入裝置上，將汽車模擬輸入裝置的輸入信息傳送給處理器，相應(yīng)的動作屏幕和聲音立即出現(xiàn)在處理器的接口上。處理器根據(jù)汽車模擬輸入裝置的輸入信息判斷駕駛情況，反映用戶誤操作的相應(yīng)處理，包括汽車滅火、汽車碰撞、汽車位移。

綜上所述，該方法將三維顯示設(shè)備與物理引擎技術(shù)相結(jié)合，開發(fā)了一套基于更專業(yè)駕駛設(shè)備的駕駛考試培訓(xùn)三維仿真系統(tǒng)，為學(xué)生提供了身臨其境的駕駛感覺。

研究流程圖如圖1所示。

2 研究過程和結(jié)果

目前，我國的駕駛培訓(xùn)體系主要有兩種類型：一是以駕駛學(xué)校為培訓(xùn)場所，這種傳統(tǒng)的駕駛培訓(xùn)具有周期長、投資高、風險高等缺點。此外，駕駛學(xué)校的學(xué)生被教練教導(dǎo)參加考試。根據(jù)客車被動駕駛的參照點，有些學(xué)生拿到駕照后不敢上路，實際駕駛經(jīng)驗還不夠。駕駛考試學(xué)生的靈活性非常有限。二是國內(nèi)簡易培訓(xùn)車輛駕駛模擬器，具有成本低、功能單一、畫面粗糙、缺乏自主知識產(chǎn)權(quán)等特點。存在的主要問題是：（1）交互功能差；學(xué)生面對二維屏幕，輸入輸出設(shè)備體驗差，無法提供一種駕駛感覺。（2）雖然內(nèi)建車輛動力學(xué)仿真，但其仿真內(nèi)容并不全面。無法完成汽車在不同工況下的性能，如碰撞等功能沒有得到很好的完成。目前，缺乏一套專門的駕駛測試訓(xùn)練三維模擬訓(xùn)練系統(tǒng)。因此，針對駕駛考試學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，提供三維仿真訓(xùn)練系統(tǒng)是對學(xué)生的必然要求?；诔两教摂M現(xiàn)實技術(shù)，可以增加學(xué)生的沉浸式體驗，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

基于真實駕駛測試室的三維模擬試車室，使學(xué)生能夠在第二、第三科目之前提前進行相應(yīng)的駕駛訓(xùn)練，為以后的駕駛訓(xùn)練和正常的駕駛訓(xùn)練提供了很好的幫助。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，基于車輛動力學(xué)模型和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三維虛擬現(xiàn)實駕駛模擬訓(xùn)練系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：

1）沉浸式虛擬現(xiàn)實體驗：與傳統(tǒng)駕駛培訓(xùn)相比，沉浸式虛擬現(xiàn)實體驗為學(xué)生提供了身臨其境的體驗，使他們能夠在更真實的三維環(huán)境中進行駕駛考試培訓(xùn)，并在提高學(xué)習(xí)效率的同時提供學(xué)習(xí)效率。它具有省錢、無危險、重復(fù)性好、易于理解等優(yōu)點。

2）完善的車輛動力學(xué)模型：在仔細分析車輛動力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將車輛動力系統(tǒng)分為三個模塊：運行控制模塊、動力模塊和車輪模塊。這三個模塊分別實現(xiàn)了駕駛員與車輛動力學(xué)系統(tǒng)的交互、動態(tài)數(shù)據(jù)的計算、機械動作以及運動狀態(tài)的仿真。更完整的車輛動態(tài)模型和物理引擎對手動學(xué)生的學(xué)習(xí)提出了更嚴格的要求。

3）逼真的駕駛考試場景訓(xùn)練：駕駛考試模擬訓(xùn)練場景的建模以真實考場的比例為基礎(chǔ)，在普通訓(xùn)練中完成對考場的熟悉任務(wù)。這將在很大程度上防止學(xué)生在實際考試中開車走錯路，甚至在倒車進入倉庫時找不到車庫，并將大大提高考試的及格率。考場場景可根據(jù)具體考試地點進行變換。

4）準攝像機觀察模式：在訓(xùn)練過程中，學(xué)生可以通過快捷鍵切換攝像機來改變視角，便于學(xué)生根據(jù)自己的需要從合適的角度觀察車輛軌跡。例如，當反向方向盤右轉(zhuǎn)至死時，汽車的四個輪子就會后退。多攝像機觀察模式的引入，使學(xué)生在實際駕駛過程中能夠清晰地學(xué)習(xí)和解決一些令人費解的環(huán)節(jié)[3]。

5）車輛駕駛指導(dǎo)：此功能在缺省情況下關(guān)閉，學(xué)生需要時按快捷鍵打開。汽車駕駛引導(dǎo)功能是指在汽車行駛時，根據(jù)汽車的當前位置實時提示最佳行駛路徑的系統(tǒng)。引導(dǎo)學(xué)生在日常訓(xùn)練中養(yǎng)成選擇最佳駕駛路徑的意識習(xí)慣。

3 研究結(jié)論

推進教練信用評價體系透明化，設(shè)置刷好評預(yù)警機制，杜絕差評篩選過濾的行為，嚴厲制止刷單行為，防止教練利用刷好評的方法招攬學(xué)員。通過評價機制體系的透明化倒逼服務(wù)水平提高。

培育云駕培主體，創(chuàng)新資源配置方式監(jiān)管部門定期對云端駕培公司進行評估。對經(jīng)營較好的云端駕培公司提供相關(guān)便利條件，培養(yǎng)一批素質(zhì)過硬、服務(wù)優(yōu)良的教練群體，進一步培育其發(fā)展成熟； 同時要創(chuàng)新駕培市場的資源配置方式，駕校提供學(xué)車撮合平臺，學(xué)員反饋學(xué)車體驗并進行教練評價，提高教練與學(xué)員之間匹配率。

搭建 C2C 學(xué)車撮合平臺[4]，探索多元化的教培模式云端駕培公司需要搭建遍及全國的教練員與學(xué)員交互平臺。云端駕培平臺需要根據(jù)學(xué)員定位、教練員綜合評價分、學(xué)員要求等考核項，運用云計算的技術(shù)向?qū)W員推薦符合學(xué)員自身要求的優(yōu)質(zhì)教練，提高學(xué)員選擇教練的效率； 探索多元化的教培模式。在 App 上深化大數(shù)據(jù)、云計算的利用，將學(xué)員的駕駛錯誤信息經(jīng)過整理計算同步到對應(yīng)教練端[5]，讓教練熟悉每個學(xué)員存在的個性化的問題，提供個性化的教學(xué)，有效地提高學(xué)員的學(xué)習(xí)效率，同時為教練提高自身口碑，提高駕校整體考試通過率，積累駕校良好的口碑。

導(dǎo)入 VR 練車仿真課程[6]，提升學(xué)員學(xué)車效率駕培過程中可以通過 VR 技術(shù)模擬真實考場，方便學(xué)員反復(fù)訓(xùn)練； 通過 VR 技術(shù)打破空間和時間的束縛，使學(xué)員足不出戶完成學(xué)習(xí)提高培訓(xùn)效率。

學(xué)員檔案聯(lián)網(wǎng)化管理[7]，實現(xiàn)異地學(xué)車學(xué)員往往由于異地求學(xué)、異地工作而暫時擱置原居住地的學(xué)車計劃，而學(xué)車計劃的暫時中斷不利于學(xué)員后續(xù)的學(xué)習(xí)。推進檔案聯(lián)網(wǎng)化就可以實現(xiàn)異地學(xué)車，大大縮減了學(xué)員的學(xué)車周期，提高了通過率和培養(yǎng)效果。

細化駕培訓(xùn)練場多主體并存時的責任界定規(guī)定每個面積檔次的場地最多可容納的駕校數(shù)量，設(shè)定教練車數(shù)量上限，保證訓(xùn)練場地有充足的訓(xùn)練空間，在源頭上降低事故發(fā)生率。并要求傳統(tǒng)駕校與云端駕培簽訂場地租賃合同時[8]，將責任規(guī)定細則寫入合同中，多方面地加強駕培訓(xùn)練場地規(guī)范化管理。

參考文獻：

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