VR技术在汽车驾驶教学中的应用研究

摘  要

当今学车人数正不断攀升，而且相当大的一部分是大学生。为了不耽误毕业后的工作时间，80%的大学生会选择在大学期间考取驾驶证。因此，在全国各地高校附近的驾校中，报名人数远远超出驾校容纳量，导致逃课练车、拿驾照慢等等问题，同时给驾校和练车人员都带来了很大的困扰。本文以“VR技术在汽车驾驶教学中的应用”为研究对象，研究解决目前传统驾校中存在的多种弊端，分析VR技术对未来练车的影响、以及是否能完善驾校服务及开拓其发展前景。

关键词

大学生;VR技术;虚拟驾驶培训;传统驾考缺陷;未来发展趋势

一、VR技术简介

VR是Virtual Reality的缩写，译为中文即“虚拟现实”，即令用户具有身临其境的沉浸感和模拟现实环境的交互性，有助于加深感受、启发认知。随着移动互联网技术、人工智能技术的发展，推动了VR虚拟现实技术在工业、医疗、教育、军事等多个领域的应用，沉浸式虚拟现实设备因实用便携、最能展现虚拟现实效果而成为未来主要的发展趋势，由于沉浸式交互技术、VR外设硬件技术的不断突破，VR技术也逐步朝着完整成熟的产业化方向发展。

VR虚拟驾驶，又被称为汽车驾驶仿真，或汽车模拟驾驶。是指利用现代高科技手段如：三维图像即时生成技术、汽车动力学仿真物理系统、大视场显示技术、六自由度运动平台、用户输入硬件系统、立体声音响、中控系统、VR技术等，让体验者在一个虚拟的驾驶环境中，感受到接近真实效果的视觉、听觉和体感的汽车驾驶体验。该技术可以为学员提供一个虚拟的练习环境。该环境虽为虚拟环境，却也能够给学员帶来和实地练车一样的感觉。上坡下坡能使你感觉前倾或后倾，模拟出的颠簸路段也能够让你有真实的感觉。配合其烟雾系统，更能模拟出真实世界中的大雾天或大雨天。

二、驾校当前考核方式以及弊端

在中国，驾校一直都是学员考取驾驶证、掌握驾驶技能的唯一入口和通道，也正是由于这种唯一性，导致驾考服务水平普遍不高，学员们的抱怨此起彼伏。

（一）一车多人，驾培效果打折扣

众所周知驾培行业是一块香饽饽，驾校自然也不会错过“天时地利”。然而没有考虑驾校自身现有的培训资源而盲目扩招，致使大量学员涌入其中，再加上单一的实车训练模式，一车多人的练习场景随处可见：往往是一个学员在驾驶位进行驾驶操作，车内其他人则在一旁指挥或督促陪练。学员缺乏单独上路练习的训练机会，难以培养其独立驾驶的基本能力，驾培效果大打折扣。这也就不难理解，为什么许多通过了全部考试拿到驾驶证后的新司机开车上路仍然紧张，慌乱之中出错甚至导致交通事故的发生。

（二）应试教育，上路驾驶隐忧多

在驾校考取过驾驶证的人都知道，驾校所教授的课程并不是可以灵活运用的驾驶技巧，实际上是一些死记硬背的考试流程，事实上这些流程的确可以帮助学员在短时间内快速通过考试，但是对于真正意义上的驾驶原理和交通法规，新手司机都是一知半解。这种教育模式的弊端在学习过程中也许难以体现，但是学习成果却是直接应用在社会上，也许一个人的错误就要其他人的生命来承担！这种情况下的社会责任，是当事人来承担？还是社会来承担？而驾校作为事故里一只无形的推手，却可以光明正大的逃脱社会责任。而驾校真实考试情况是：教练会在你上车前给你一张流程单，上面写明上车前的一系列操作，绕车一周、系安全带、打左转向、踩刹车、挂档、放手刹、上路……这些都是路考项目的得分点。这些操作应付考试的确足够，但是又有多少人理解这些操作的真正含义和实际用途？以这样的应试教育方法拿到的驾照，又有多少人能够在上路后不成为可怕的马路杀手？

（三）疏于管理，教练素质成硬伤

网络上，驾考学员对教练的负面评论铺天盖地：练车要请客吃饭送礼、对学员区别对待、教练态度差，动不动就爆粗口诸如此类。近年来，揭露关于驾校教练的种种黑幕简直不胜枚举，大量差评更是直接暴露出部分驾校教练的素质堪忧。是谁让学员们花钱还要忍受各种驾考潜规则？驾校难脱干系！驾校对教练们的选拔和管理向来都是睁只眼、闭只眼。这直接导致了驾考服务水平低。甚至有学员匿名反馈：由于教练态度极差，每周一次的练车对他来说变成了噩梦。他也不断告诫身边的朋友在选择驾校时，一定要把教练的素质放在首位考虑。

（四）环境恶劣，驾培过程难忍耐

对于大部分学生来说，一般都会选择在寒暑假考驾照，可以有足够的时间去练车、考试。正因为如此，在暑假练车时，不管是在等待练习时还是在练习时，直接被炙热的太阳晒得难受，严重的会造成脱皮甚至中暑，考完驾照都可以说换了一种肤色，。寒假练车则手脚冰冷，四肢僵硬，因此容易导致操作失误，练习效果大打折扣。还有其他恶劣的天气环境，要么忍耐着去练车，要么等待下一次练车的机会。这些问题一直以来都给学车人员带来了了巨大的困扰。

三、VR驾驶教学的政策环境

根据交通部《机动车驾驶机构资格条件》要求在开办培训机构时，虚拟驾驶将作为可选配置之一。随后，我国一些省市相继出台政策，操作模拟驾驶器成为必考内容。公安部令第123号中第三章节里的第二十五条中科目二考是内容提到：模拟高速公路，连续急弯山区路，隧道，雨（雾）天，湿滑路，紧急情况处理等。

根据2016版《机动车驾驶培训教学与考试大纲》中明确指出实际操作项目的基础驾驶应当采用驾驶模拟器学习，以及科目三中模拟驾驶部分内容可采用模拟驾驶器教学。

大力推动虚拟驾驶，提高驾驶人安全行车意识，有效减少交通事故发生几率。

四、VR驾驶的优点

场地自由：不受气候、场地的限制，给学员带来最舒适的学车环境。

时间自由：自主安排练车时间，提前网上预约，充分利用人们碎片化的时间。

智能学习：让学员快速轻松的掌握驾驶技能，提升学员驾驶参与感。

高效学习：随时练习，学车的方式灵活、多元化、个性化。

语音教学：配备语音伴学功能，不带有个人感情，只会公正且负责的对学员进行教学指导;模拟驾车过程中同步语音和屏幕提示，细分学车流程并及时纠偏。

构想式学车：深度植入交通事故案例、防御性驾驶技巧等体验式培训，让学员能冷静应对行车过程中的突发状况，提高驾驶能力。同时各种场景的行车体验也能让学员更好的掌握驾驶技巧。

安全环保：虚拟学车，驾驶安全;不燃烧汽油，经济节能。

五、VR在驾驶技术教学过程中的实践应用

（一）目前已知VR驾驶的实现方式

显示屏显示虚拟的路段、逼真、后视镜、曲面屏能够模拟车内视野。

提供的物理设备：方向盘、油门、离合、座椅等。

驾驶者通过方向盘控制，动感控制系统根据虚拟环境内的车身姿态通过专业的运动控制器控制伺服电机转动，伺服电机通过减速机减速传动给拐臂，拐臂在180度范围来回上下运动，拐臂支撑的设备形成与游戏同步的姿态。同时底盘还有一个旋转轴，当游戏场景左转或者右转时，底盘带动整个仿真设备左转或右转。整个动感平台由伺服电机输出不同运动方向，前后倾斜、左右倾斜、上下升降、左右水平旋转，形成一个多自由度的平台。可以带来逼真的体验的同时，还最大限度的保证了学员的安全。

（二）具体可以设计出来的驾驶方式：

1.驾校考试模式

（1）练习服务。通过提供VR模拟驾驶服务给正在驾考的学员练习，让他们在考试前拥有更多的时间练习，有更充分的准备以提高通过率。机器人教练会在駕考培训过程中进行指导，保证他们处于一个轻松的学习环境。而学员若需要任何帮助，可根据需求尽快给出相应的解决方案。

（2）指导服务。VR模拟驾驶主要是使用机器人对学员进行指导，它会正确判断出学员的操作是否正确，一旦操作有误，它会告诉学员哪一个步骤有误以及具体正确步骤。如在科目二阶段，它可以通过实时语音与屏幕提示，对包括倒车入库、侧方位停车在内等项目进行详细驾驶操作分解，纠正错误，实时更正。在科目三路考阶段，针对学员常见的“后溜”、“超速”等问题，“教练机器人”会准确地自动刹车，避免危险发生。通过这样的指导可迅速提高学员的练习效率。

（3）模拟考试服务。对那些考前的学员提供一种模拟考试的服务——通过VR还原真实考场的各个场景。这种服务可以让学员体验每一个场地，每一种车型，进行多次模拟考试，增加考试经验和个人自信心，减少考前的焦虑感。

（4）机器人教练服务。“教练机器人”不受节假日和个人生活影响，也能避免情绪化问题。

2.模拟真实上路

（1）提供模拟真实行驶服务。学员在驾考学习过程中的学到的主要是应付考试的僵化流程，并且在拿到驾照后的一年实习期，由于各种原因往往很难真正上路练习。事实上，给这些考后的学员提供VR模拟驾驶，通过模拟各种场地、环境、情况等道路实况，让学员“上路实习”，提升学员的实际上路能力。

（2）提供模拟如何处理突发事件服务。学员可以通过模拟驾驶对行驶路程中遇到的各种突发事件有一定的心理准备，知道如何规避，知道如何解决这些事件。这项服务可以很好的锻炼学员的心理素质，并培养他们处理问题的能力。

3.赛车模式

并非每个会开车的司机都有能力、有机会体验赛车的感觉，即使是老司机也不一定体验过。但是，通过提供VR模拟赛车服务，满足他们的的速度与激情，轻松体验赛车非一般的感觉，在这种情况下大大消除了危险隐患。

六、VR技术的缺点

使用VR虚拟现实技术产品可能会对你的视力造成伤害。同时，该技术需要使用者带上头显配合虚拟成像，使用时间过长会导致头晕等负面作用。此外，由于使用者所在的虚拟环境是完全虚拟无害的，这将给我们创造很强幻觉的事实，会成为一个很大的精神风险。因为沉浸在虚拟现实中会导致离开该环境后人们行为的改变。

七、结语

VR技术为驾考驾培教学过程提供了更丰富的练习模式，拓宽了驾培技术的内容，同时解决了传统驾校与学员之间存在的各种矛盾，以一个驾考辅助平台的定位，可以为驾培行业带来无限未来的发展前景。随着VR技术的不断发展和创新，降低硬件成本后，该技术在虚拟驾驶方面的运用将更加广泛。加上国家对VR技术的大力支持，大力推进该项技术的发展，VR技术在驾驶行业的应用也将越来越多。VR虚拟驾驶培训不仅仅只是提高驾驶员的驾驶水平，更是未来技术的发展趋势。

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作者简介：

刘国梁，生于1998年3月，汉族，江西吉安人，江西财经大学现代经济管理学院。

项目信息：2018江西财经大学创新创业项目之创业实践

项目编号：201810421008

项目名称：VR驾咖