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隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展, 虛擬工業(yè)演示在新的領(lǐng)域應(yīng)用也越來越廣泛。虛擬倉儲物流演示就是虛擬工業(yè)演示在物流領(lǐng)域的一項重要應(yīng)用。它能夠展現(xiàn)出普通文本和圖片展示所不具有的臨場感和參與性, 用戶還可以登錄網(wǎng)站系統(tǒng)自主瀏覽虛擬倉儲物流系統(tǒng)的每個環(huán)節(jié), 查看倉庫狀態(tài)和貨架貨柜及后臺的管理信息。

本文主要以3Ds Max和Virtools作為開發(fā)平臺, 對物流倉庫進行虛擬仿真, 為倉儲物流系統(tǒng)的開發(fā)提供了有力保證。解決以下幾個問題:系統(tǒng)平臺的整體架構(gòu)、倉儲原型的模型創(chuàng)建、平臺功能的互動設(shè)計、平臺發(fā)布及應(yīng)用拓展等。

本文采用三維建模技術(shù)與虛擬交互技術(shù)相結(jié)合的方式對系統(tǒng)進行設(shè)計開發(fā), 具體包括:利用數(shù)碼照相機對相關(guān)對象進行拍攝、用Photoshop對圖像后期處理、利用三維建模軟件3Ds Max對原型建模、貼圖、添加燈光、攝像機、渲染, 通過插件導(dǎo)出為可被虛擬交互開發(fā)軟件Virtools識別的格式, 再通過Virtools軟件對模型進行交互行為開發(fā)處理, 最后輸出為可執(zhí)行文件系統(tǒng)并對系統(tǒng)進行評估測試及應(yīng)用研究等。

倉儲物流是現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域的重要組成要素, 是廠商規(guī)劃設(shè)計的重中之重, 在現(xiàn)代物流領(lǐng)域起著舉足輕重的作用。隨著市場經(jīng)濟全球化的迅猛發(fā)展, 競爭也越來越激烈, 倉庫管理在現(xiàn)代物流供應(yīng)鏈上的作用越來越重要。然而, 當(dāng)前大多數(shù)主流的倉庫管理系統(tǒng)還是通過圖片、文本、數(shù)據(jù)、表格或圖形等方式展示給客戶, 不能形象、逼真、直觀地顯示倉庫與貨物的狀態(tài), 嚴(yán)重影響了倉儲物流管理的進一步發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是利用計算機生成的一種身臨其境、可交互的虛擬環(huán)境, 用戶能夠通過視覺、聽覺、力覺和觸覺等操縱虛擬環(huán)境, 從而獲得最真實的感受。三維虛擬倉庫物流系統(tǒng), 通過對倉庫場景、貨架等模型的三維建模與交互設(shè)計, 使用戶在倉儲管理時更加方便和直觀, 從而有效提升倉儲管理的效率。

本文主要利用虛擬現(xiàn)實和數(shù)據(jù)庫技術(shù), 創(chuàng)建一種能夠?qū)崿F(xiàn)自動化倉儲物流演示流程的虛擬環(huán)境, 能夠使倉儲管理者更加直觀形象地獲取倉庫存儲設(shè)備的實際運行狀況, 而不是僅僅面對枯燥的庫存數(shù)據(jù);分析和管理各種倉儲物流信息, 探討倉庫的管理策略, 方便管理人員更好地了解倉庫的運行情況并對倉庫管理做出科學(xué)決策;通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù), 將不同的倉庫聯(lián)系起來, 實現(xiàn)倉庫間的資源共享和信息交換。

綜述當(dāng)前國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r, 并查閱相關(guān)虛擬現(xiàn)實方面的文獻資料, 以及三維動畫技術(shù)的研究, 對當(dāng)前的物流倉儲系統(tǒng)進行細致的研究考察, 分析創(chuàng)建系統(tǒng)平臺的最終需求及其最優(yōu)化解決方案, 完成了三維虛擬倉庫場景中所有對象物理模型設(shè)計與創(chuàng)建, 主要包括貨物模型的動態(tài)生成、貨架建模、倉庫環(huán)境建模、倉庫主體建模。以及模型的材質(zhì)和貼圖設(shè)定, 燈光和攝像機的架構(gòu)等, 并且對三維虛擬倉儲物流系統(tǒng)的UI界面進行了更加直觀形象的設(shè)計。在虛擬交互開發(fā)軟件Virtools中對場景模型的交互功能進行了設(shè)定。

為了提高現(xiàn)代企業(yè)自動立體倉庫的設(shè)計質(zhì)量及工作效率, 減少企業(yè)物流在項目建設(shè)投入的資金流失, 基于智能化物流倉儲系統(tǒng), 找到了一種利用虛擬現(xiàn)實對立體倉庫進行三維立體建模與虛擬仿真的方法, 達到節(jié)省建設(shè)時間、提高工作效率的目的。立體倉庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單, 可實現(xiàn)提高進出庫效率、減少貨物存儲問題、合理利用空間資源等。針對貨物的分類管理、存?zhèn)}、出倉等問題, 對進出庫控制原理進行了分析和說明, 并在3D max中進行了立體倉庫的三維建模設(shè)計。

本文以設(shè)計一個基于三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)的倉儲物流展示及模擬操縱軟件為最終目標(biāo)。三維虛擬倉儲物流展示系統(tǒng)是多媒體網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)和多傳感器技術(shù)等多種新技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物, 通過該系統(tǒng), 可以直觀形象的呈現(xiàn)出三維可視化的倉儲管理信息, 另外, 系統(tǒng)還可以上傳至網(wǎng)站, 用戶進入網(wǎng)站就可以查看和咨詢物流信息。這個基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建的三維虛擬物流空間, 同樣具有虛擬現(xiàn)實的重要特征:交互性和沉浸感, 使登錄的用戶具有身臨其境和實時交互的感覺。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于倉儲物流領(lǐng)域, 不僅帶給用戶直觀形象的真實體驗, 實現(xiàn)倉庫貨柜的三維展示, 實現(xiàn)對庫存物品的三維可視化管理, 而且更加智能高效地保證了工廠倉儲物流系統(tǒng)更加高效流暢的工作, 具有一定的現(xiàn)實價值和意義。

三維可視化和三維立體化是本研究的創(chuàng)新點之一。通過創(chuàng)建倉庫貨架的三維場景模型及可視化管理, 客戶可以更加直觀更加形象地清楚了解貨架在現(xiàn)實物流倉庫中的位置。利用系統(tǒng)強大的三維顯示功能, 將倉庫的空間布局、巷道走向、以及貨架存貨等重要信息以三維形式直觀展示, 并提供三維瀏覽功能:放大、縮小、漫游、全圖, 能夠提供倉庫管理人員以倉庫的整體印象, 并可以具體針對某個貨架進行信息查詢。

軟件環(huán)境:Windows 7\3ds max 2009\Adobe Effects CC\Adobe Premiere Pro CS6\Adobe Photoshop CS6\Lumion 5.0\Virtools 4.0

可通過網(wǎng)絡(luò)查閱大量相關(guān)文獻、影像資料充分利用, 通過前往鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)實地考察, 拍照獲取資料影像。

方法及措施:

進行三維模型的制作、材質(zhì)的設(shè)定和模型的輸出, 完成系統(tǒng)主界面、次界面、菜單和交互按鈕的制作。通過使用工具技術(shù)手段有平面設(shè)計、三維建模與材質(zhì)設(shè)定、虛擬交互技術(shù)和后期整合技術(shù), 完成具有兼具實用性與美觀性的虛擬三維倉庫。以三維模型為主體, 顯示出倉庫的整體輪廓, 而后添加運動效果, 給物體添加碰撞檢測, 以攝像機的角度來表現(xiàn)整個倉庫的運作, 最終的作品主要以虛擬漫游的形式展示出來, 給我們一個直觀的效果。

在網(wǎng)上收集大量的材料, 主要在百度百科、百度知道、中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫、超星數(shù)字圖書館、豆丁網(wǎng)、道客巴巴等, 收集相關(guān)資料。隨后去實地考察收集相關(guān)文字、圖片及影像資料。最后在場景制作中, 查閱相關(guān)專業(yè)書籍, 幫助作品制作。

平臺的整體架構(gòu)與基本操作:鼠標(biāo)左鍵控制物體的平移, 鼠標(biāo)中鍵控制物體放大與縮小功能, 鼠標(biāo)右鍵控制物體的旋轉(zhuǎn)。

圖1 平臺整體架構(gòu)   下載原圖

平臺的倉庫狀態(tài)控制:通過點擊系統(tǒng)相應(yīng)按鈕可以分別查看倉庫的使用狀態(tài)。

圖2 平臺倉庫狀態(tài)   下載原圖

系統(tǒng)平臺的貨架管理:鼠標(biāo)左鍵點擊可以選中貨架;鍵盤上的Z、X鍵用來控制貨架的前后移動;輸入數(shù)字、點擊配置可以控制貨架的使用情況。

圖3 平臺貨架管理   下載原圖

系統(tǒng)平臺的貨箱管理:可以使用鼠標(biāo)左鍵選中貨箱;使用Z、X按鍵控制貨箱的前后移動。

圖4 平臺貨箱管理   下載原圖

系統(tǒng)的后臺接口:輸入1~30、點擊submit可以調(diào)整貨架數(shù)量。

圖5 后臺接口管理   下載原圖

事實證明, 三維虛擬倉儲物流演示系統(tǒng)確實能夠提供給管理人員和用戶更加直觀形象的體驗, 呈現(xiàn)立體直觀豐富的信息, 查詢相關(guān)的數(shù)據(jù)等, 可以大大提高物流管理效率, 具有一定的現(xiàn)實意義。