无人驾驶车虚拟仿真实验方法与步骤要求（学生交互性操作步骤应不少于10步）

（1）实验方法描述：

无人驾驶车智能产品设计实践通过布置学生产品设计任务，学生利用VR头盔结合3D模型编辑工具在VR场景中进行设计，考核内容为无人车的CMF设计及舒适度体验。智能交通系统中无人车设计的人工智能性能测试评价设计通过布置学生预制若干不同虚拟场景，利用人工智能分析的方法，对设计的无人车进行整车性能测试，根据大量的场景数据虚拟仿真训练出相应的神经网络模型，最终给出无人车的设计性能评价，最后作品上传至教师的管理系统并由教师进行进一步的评分。最后由后台的评分信息管理系统计算出总分作为虚拟仿真实验的成绩。

（2）学生交互性操作步骤说明：

本实验有三个模块，第一个模块登录网站，进行交互操作，完成设计作品，第二个模块在手机端进行交互预览，进行教师学生互动推演产品原型设计，第三个模块，学生通过VR手柄，选择需要设计的模块，根据下文给出的基本要求，对各模块进行设计。虚拟仿真设计流程按照汽车产品设计的原型开发流程进行，包括无人驾驶车的汽车造型设计，内饰空间设计，从汽车外部造型设计往车内空间及color&trim的顺序进行。实验分为20个步骤：

无人驾驶车虚拟仿真第一步：设计理念

无人驾驶车虚拟仿真第二步：方案设计

无人驾驶车虚拟仿真第三步：概念草图

无人驾驶车虚拟仿真第四步：数字模型

无人驾驶车虚拟仿真第五步：智能信息模型化

无人驾驶车虚拟仿真第六步：可视化效果渲染

无人驾驶车虚拟仿真第七步：人机仿真智能设计

无人驾驶车虚拟仿真第八步：车机仿真智能设计

无人驾驶车虚拟仿真第九步：结构仿真智能设计

无人驾驶车虚拟仿真第十步：虚拟环境与材质大数据库

无人驾驶车虚拟仿真第十一步：Color&trim可视化定制

无人驾驶车虚拟仿真第十二步：车内空间布局智能设计

无人驾驶车虚拟仿真第十三步：汽车中控仪表盘设计

无人驾驶车虚拟仿真第十四步：虚拟驾驶舱仿真设计

无人驾驶车虚拟仿真第十五步：数字孪生车辆智能设计

无人驾驶车虚拟仿真第十六步：数字孪生场景智能设计

无人驾驶车虚拟仿真第十七步：PSS产品服务智能设计

无人驾驶车虚拟仿真第十八步：APP应用软件智能设计

无人驾驶车虚拟仿真第十九步：汽车智能设计虚拟评审

无人驾驶车虚拟仿真第二十步：车载数字娱乐智能设计

具体介绍如下：

实验项目1：

汽车整车产品原型设计：

主要包括整车汽车设计流程、汽车造型设计，是整个实验虚拟仿真的主体内容。整车产品设计需要将无人驾驶车嵌入到整个虚拟仿真系统中，需要考虑如下内容：汽车造型设计、车内空间布局设计、复杂车辆动力学模型、汽车三维行驶环境模型、汽车行驶交通模型、车载环境传感模型（视觉处理和环境感知的像机和雷达）、无线通信模型（包括人车仿真通信、车内人与车外人之间仿真通信、车机仿真通信、车车仿真通信、车与智能交通系统环境仿真通信等）、GPS、GIS、RS和数字地图模型、Matlab/Simulink仿真环境自动生成、图形与动画后处理工具、底盘（制动、转向和悬架）、轮胎、驾驶员、动力总成（发动机和变速箱）等模型、驾驶场景搭建（包括使用路段，基础设施组件如树木、建筑物、交通标志、汽车、卡车、自行车和行人、天气条件如雨、雪和雾以及光源如太阳光、大灯和路灯等于一体的数字孪生驾驶场景、数字孪生车辆以及数字娱乐场景的虚拟仿真内容。

基本要求：

汽车造型设计流程包括从设计理念到设计方案草图、数字模型、油泥模型、动态模型、交互模型的虚拟仿真设计。具体包括：仪表板设计，汽车前脸设计、汽车车门设计、汽车轮毂设计、汽车车灯设计、汽车内部空间智能座驾设计、汽车内饰color trim设计、无人驾驶车移动方式设计、无人驾驶车服务设计、智能交通系统出行服务设计、无人驾驶车应用软件APP界面设计，包括人车交互界面编排设计、信息设计、人车交互设计、媒体设计、汽车品牌视觉设计等。

具体评测内容包括：

采用模块化和MC个性定制设计的方法结合，用AI提供整车部件的选取，组合整体模拟汽车开动过程中，用户体验、汽车造型、汽车风挡空气流动、智能交通系统的产品服务系统设计、数字孪生场景及数字孪生汽车设计、人类移动性的智能模拟仿真的方式，人车仿真、车机仿真、车内空间及汽车结构仿真等内容，进行交互式教师学生远程多人协作设计的方式进行教学与评测。

实验项目2：

人车交互设计与用户体验设计：

通过汽车造型与汽车人车交互、车机交互、车车交互、车环境交互的模拟仿真，测试其可用性目标与乘车用户体验，通过汽车COLOR&TRIM内饰设计及车内空间布局设计，座椅变换机电一体化虚拟仿真设计，包括车身色彩材质、车体色彩材质、车前脸格栅造型、车毂造型设计，车内空间转化布局设计、车内饰色彩、材质、肌理的设计、车内信息界面交互设计、乘车体验设计和服务设计等，进行综合设计。包括对车毂性能测试，可视化定制设计汽车车身车体色彩肌理，车内空间布局设计，中控仪表盘设计，虚拟驾驶舱的体验设计等。各个设计模块分别组装好后进行合装，形成虚拟现实材质大数据库、无人驾驶车造型大数据库等。

基本要求：

采用模块组合与虚拟人进行汽车空间的人机工程学测试、驾驶行为与乘车行为的模拟仿真，汽车造型与运动规律机制的模拟仿真，迭代式修改汽车造型设计，以及在模拟城市与驾驶环境模拟中，结合汽车车体、车身、车前脸格栅、车毂的造型设计，以及在汽车移动场景的虚拟仿真，进行人车交互设计与体验设计。

具体评测内容包括：

①车体CMF（color,material,finishing）的组合设计，虚拟现实材质库设计选择。根据车型选择不同的CMF搭配以及车体、车身色彩的个性定制和可视化设计；②车毂设计及组合， 包括运动静止两种设计状态；③仪表盘设计，虚拟人模拟操作无人驾驶车。

实验项目3：

无人驾驶车产品服务系统设计：

主要包括数字孪生车辆智能设计、数字孪生场景智能设计、PSS产品服务智能设计、无人驾驶车APP应用软件智能设计、汽车智能设计虚拟评审、无人驾驶车情境预演法设计、无人驾驶车车载数字娱乐智能设计、无人驾驶车数字服务内容设计等，根据虚拟人进行虚拟驾驶的仿真，特殊天气及不同车型的环境设计，在智能交通系统中，汽车行车服务路线的设定。

基本要求：

根据无人驾驶车的旅程图，信息架构和交互模型，进行产品设计和服务设计，根据数字孪生场景进行场景匹配的服务设计，针对应用软件进行主要界面的交互设计和用户体验设计。

具体评测内容包括：

从不同视角进行产品和服务设计的可用性、合理性和用户体验目标的评判，多人协同设计优化与评审，运用眼动仪、虚拟现实装置评审设计。