龚天

摘 要：汽车专业理实一体化课堂上，难以做到一人一套实训设备，一人一名指导老师，实训效果不太理想，同时实训设备损耗大，借助VR、AR、AI通过虚拟仿真，增强现实和人工智能可以很好的解决上述问题，提高实训的效率，培养学生严谨细致的工匠精神。同时可降低采购实训设备的经费支出，节省实训场地。

关键词：VR;AR;AI;汽车营销;发动机拆装;无线传输扭力扳手

1 汽车营销实训教学过程中遇到的问题

以汽车营销实训课程为例，建设一个满足40个学生上课的汽车营销实训室，按照4人一组，需要10辆汽车才能满足全员实训。由于汽车体积庞大，需要占用大量的空间，一次性购买10辆汽车需要投入大量的资金。并且由于汽车技术更新迭代快，几乎每年都推出新款，实训车辆难以做到每年同步更新，同时由于汽车营销实训课上没有客户只能用学生来模拟客户，学生本身的知识面不够全面，关注的点也不一定是客户真正关注的，加上实训车辆不足，导致学生实训效果不太理想。

借助VR技术可以解决实训设备不足和实训设备更新不及时的问题。利用VR可以让学生在沉浸的环境下学习汽车的结构，相关的配置和功能，将产品知识，客户的问题和营销话术等内同导入到AI系统中，就可以在VR环境中实现利用AI人工智进行知识的讲解，考核。

2 VR 技术发展背景与现状

2018年中华人民共和国教育部下发的文件“教育部关于开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作的通知”中提到：为学习贯彻党的十九大精神，适应信息化条件下知识获取方式和传授方式、教和学关系等发生革命性变化的要求，经研究，决定开展国家虚拟仿真实验教学项目建设工作。要突出以学生为中心的实验教学理念、准确适宜的实验教学内容，VR与汽车营销相结合正顺应这种信息化教学的趋势。VR虚拟现实是最近流行的高科技技术，虚拟现实技术的本质是在虚拟环境中模仿现实。重新搭建一个3D的视觉环境，借助相关的传感器可以在虚拟的环境中进行行走、环视、打开车门等操作。

3 借助VR 技术搭建虚拟仿真汽车营销实训室

之前我们使用平面的虚拟仿真实训软件，效果不太理想。利用VR实现实训车辆的模拟，利用VR沉浸、3D、交互等特点。可以让学生有身临其境的感觉，达到类似于真车实训的效果。在VR系统中利用软件可以构建透视效果，可以看到汽车内部结构，可以模拟打开车门，模拟6方位绕车介绍。利用软件可编辑功能，可以实现在汽车的相关位置张贴汽车知识点以及亮点和买点。利用交互功能何以实现解锁打开车门，打开后备箱等功能。

4 在VR平台中嵌入AI技术，辅助教学和考核

2019年3.15晚会报道，利用AI人工智能进行电话营销，能做到以假乱真。客户难以区别是人还是人工智能在与你沟通。足以看到AI技术的强大。如果将VR和AI进行结合，将会完美的解决汽车营销、汽车维修接待等课程的全员实训，和考核。

VR环境中利用AI进行知识的讲解，客户模拟和考核。在一个沉浸的3D环境下，有一个人工智能的老师在旁边，手把手的指导，还有一个人工智能的客户进行对话，并且人工智能系统会对整个学习过程进行记录和过程性的评价。

5 使用VR和AI结合建设汽车营销实训室的优点

5.1 利用信息化教学降低教学实训成本

一次性采购设备就能做到全员实训，后续维护成本低。并且容易做到多专业共享实VR实训室，只需载入不同的软件即可实现实训室共享，进一步降低使用成本，扩大受众面。

5.2 实现实训车辆多样化和及时更新

在VR系统中，可通过数据更新的方式获取不同品牌不同年款不同配置的车辆。

5.3 实现1对1教学

借助AI可以实现过程性评价，学生的营销能力和口才可量化考核。AI系统会根据与学生的交流进行智能评分和评价，并上传到数据库，提供给教师分析和决策，确定下一堂课的重难点。

6 发动机理实一体化课上遇到的问题

在发动机机械拆装的理实一体化课上，常常遇到这些问题：

6.1 由于学生错误的操作导致设备耗损大，经常出现学生拧断螺丝或者滑牙。

6.2 安装错误难以发现，难以培养学生细致严谨的工匠精神。

6.3 难以对整个实操过程进行评价和考核，需要大量的实训指导教师。

我们校企合作门店维修过一台丰田花冠发动机，这台发动机在别的汽修厂被上一任修理工大修后，活塞朝前标记安装成朝后，导致进气门在活塞上打出几个坑，并且进排气凸轮轴轴承盖位置装反。这个案例说明汽车维修工严谨细致的基本素质必须强化培养。

借助AR增强现实眼镜，配合带扭力数值实时传输的扭力扳手及软件可很好的解决发动机拆装实训课程中遇到的问题。

7 AR增强现实技术简介

增强现实（Augmented Reality，简称AR）最早于1990年提出，是在虚拟现实的基础上发展起来的新兴技术，是一种利用高速摄像机和快速处理技术，快速将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的“增强”。

8 AR具有以下3个突出特点

8.1 虚实结合，通过透明的眼镜显示器，系统将计算或处理后的信号叠加到实物上，做到虚实结合。

8.2 实时交互，利用传感器感知身体或手的位置和动作，进行实时交互。

8.3 可以在三位空间下添加虚拟物体。

9 AR技术应用举例——宝马AR维修眼镜

宝马推出了一款专用汽车维修AR眼镜，該款眼镜能够指导汽车维修工进行车辆维修。当维修工戴着这款眼镜查看汽车发动机时，在原本的现实画面之上会显示出一幅3D彩色图像。戴上这款眼镜去诊断发动机系统的故障时，会一步步详细地指导佩戴者将故障排除。

10 基于AR技术的汽车发动机拆装教学模式

借鉴宝马AR维修眼镜，在给学实训的AR眼镜中提供维修方案，拆装顺序和使用的力矩等信息，引导学生正确操作。对于学生在实训中的行为通过视频分析软件进行监控和分析，发现有违规行为，及时发出红色警告指令和声音报警。将维修手册通过AR眼镜叠加显示到相关的实物上，同时利用扭力数值实时传输的扭力扳手实时监测学生在安装过程中扭力值的大小，防止安装错误和过度用力导致设备损坏。

11 AR系统资源建设——以凸轮轴的安装为例

11.1 系统通过摄像头采集到凸轮轴轴承盖后，调取数据库和凸轮轴轴承盖相关的资讯，通过单独视频播放的形式播放凸轮轴的安装过程和注意事项。

11.2 AR系统通过视频叠加的形式提醒学生检查安装方向和位置，并通过箭头引导和实际安装位置闪烁的方式指导学生正确安放。

11.3 系统通过分析和检测当前位置和學生放置的凸轮轴轴承盖上的标记和符号，判断安放位置是否正确，确认每个轴承盖安放位置正确后，通过视频叠加的方式在螺栓旁边显示扭矩的大小和安装的序号，提醒学生螺栓拧紧的顺序和扭力值大小，再通过扭力数值实时传输的扭力扳手，判断学生实际安装的力矩情况，螺栓在安装初期扭力不大，如果螺栓安装位置不对，没有和牙，把螺栓硬往里拧，产生的力矩会快速大幅增加，AR眼镜结合螺栓的当前位置和扭力数值大小进行比对，判断安装错误后发出立即停止安装的指令。AR系统会对安装是否到位进行监测和提醒，以声音和屏幕文字两种方式提醒。超过规定的扭力值时屏幕上立刻显示停止作业警告，同时发出报警声。

11.4 借助AR增强现实眼镜，配合带扭力数值实时传输的扭力扳手和软件，可以培养学生细致严谨的工匠精神。减少对实训设备的损耗，系统可对整个操作过程进行一对一的监控，减少实训指导老师的工作强度。同时可以进行统一化的考核，未来借助该平台可进行汽车维修工标准化的考核。

对于未来的展望，如果每个修理工都能配一个AR眼镜，加上大数据和人工智能，将会大大提高汽车维修人员的水平，活塞朝前标记装反，进排气凸轮轴轴承盖位置装反的情况将不会再发生。通过VR和AI系统培养出来的汽车销售和售后服务人才，将具备更高的专业素养和口头表达能力。

未来的教育一定是信息化的，通过信息和资源的共享，可实现以较低的教学成本培养高质量的职业人才。

参考文献：

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[2]张晓亮，王炳恺.基于移动终端的VR技术在汽车检测与维修专业中的应用[J].时代农机，2018，45（11）：210.

[3]唐丽萍，吕掌权，袁国锋.VR技术在汽车专业教学中的应用[J].河南农业，2017（30）：27-28.

[4]杨睿.汽车商务礼仪教学中VR技术的运用[J].智库时代，2019（06）：179+181.