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物流仓储虚拟现实设计技术运用

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摘要:在虚拟现实技术设计的基础上,对物流仓储空间加以规划,特别是最小二乘影像匹配方法,形成空间距离计算模型,对物流仓储空间关键部位直线距离进行相关性地计算,进而对以往物流仓储设计缺陷加以弥补,对物流流程与操作予以真实地反映,并结合实际情况完成交换,有效地节省设计成本支出。基于此,文章将虚拟现实技术作为主要研究对象,阐述其在物流仓储空间设计中的应用,希望有所帮助。

关键词:虚拟现实技术;物流仓储空间;设计;应用;分析

物流系统本身的不确定性十分明显,且很容易受到外界的影响。特别是真实的物流系统,其规模较大且结构复杂,需要投入大量的资金,所以物流系统设计难以在现实系统中试验。若系统设计不合理,将带来严重的负面影响。由此可见,深入研究虚拟现实技术在物流仓储空间设计中的应用具有一定的现实意义。

1物流仓储空间设计基本原理阐释

1.1设计特点

物流仓库空间设计需要融合成本问题和实际的需求,且在设计的过程中要对运送的货物量、工具与空间加以考虑[1]。对于仿真而言,则要与实际情况相互结合完成模拟操作。但仍需注意的是,在物流仓储空间设计方面,要对以下几方面内容加以思考:(一)物流运输各环节工具,集中体现在搬运的工具、堆场、货架与托盘等,一般与物流企业客户、自身发展规模以及物流的专业程度存在直接的联系。(二)各单元所需空间大小,具体涵盖了各单元基本空间的要求与单元之间联系附加空间的要求。以此同时,还要对库存当中商品的特殊要求予以综合分析,进而适当地调整空间。(三)单元属性。特别是单元平面几何形状与基本面积要求等多个方面。(四)各单元处于设施范围之内的相对位置和绝对位置,要对各运输环节成本加以考虑。部分区域要求适当地增加搬运的工具,会直接增加劳动的成本,但是也有部分区域仅需要借助传送带就能够送达[2]。

1.2外形设计方面

结合具体的情况,一般会将仓储外形设计成长方形。而根据相关计算可以发现,站台设计方面,选择使用正方形,并且将位置设计在仓库中心就更加经济且合理。

1.3明确仓库模型

需要注意的是,仓库的模型和库容大小之间存在紧密联系。另外,仓库容量不仅和月销售量以及单位重量体积等相关因素存在一定关系,同样也和仓库运作的流程紧密相连。在这种情况下,需要了解仓库容量需求量与仓库运作的具体流程[3]。其中,仓库容量需求量应将月销售量、存货堆码高度以及月库存周转率等因素作为参考依据加以确定。

2虚拟现实技术在物流仓储空间设计中的具体应用

2.1三维虚拟建模技术应用

虚拟现实技术,一般在仿真三维模拟研究方面应用十分常见,是计算机高级技术的一种类型,是以问题为核心的非顺序性计算机虚拟技术。三维仿真的过程中,将虚拟现实技术引入其中,用户无需对高级语言编程细节以及技巧等过于精通,只需要利用既有习惯表达,就能够对仿真模型加以描述。在这种情况下,就可以在计算机模拟研究中投入更多的精力。其中,以OpenGL语言为例展开研究与分析。OpenGL属于计算机三维模拟语言,应用在Windows应用程式功能扩展方面,尤其是三维建模软件[4]。也可以这样说,它是对程式视觉化加以应用的BasicScript,能够对用户操作加以规范,并保证界面操作的人性化,产品的应用也更加灵活。

2.2距离计算模型

在三维虚拟建模当中,最小二乘影像匹配方法是精准度最高的匹配方式。而在设计物流仓储空间的过程中,它是计算关键距离的有效方法。通过参考给定特征模式,将其当做模板,并和实际影像展开最小二乘影像匹配处理即可保证所提取的目标精准度较高。以上就是最小二乘模板匹配方法的主要应用流程。我们可以将灰度差平方和最小当做物流仓储空间设计合理性的判断指标[5]。其中,物流空间内部影像匹配可以使用∑vv=min来表示。若仅对偶然误差进行考虑,那么就可以表示成v=g1(x,y)-g2(x,y)。通过对此公式的应用,即可获得误差方程式,同时引入最小二乘法进行求解处理,这也是最小二乘模板匹配最基本的思想内容。如果将gm(x,y)当做给定物流仓储空间所需参考的标准模板,而gm(x,y)是实际物流仓储空间影像块,这就可以对两者进行匹配处理,即gm(x,y)=g(x,y)。此公式也可以代表模板当中各点灰度值和实际影像当中相对应点灰度值是相等的。而对于实际的图像来讲,因始终存在噪声的情况,所以无法确保两者的相等性,这样一来,就会出现影像匹配误差方程。(一)物流仓储空间内部符合直线段的核线约束。其中,核线约束在立体匹配当中是十分关键的约束。特别是点特征匹配,需要保证左图像点能够在右图当中对应一条直线。在对核线约束进行使用的过程中,能够使点匹配二维搜索问题合理地向一维空间进行转换,使得计算量得以降低。(二)唯一性的约束。图像中的各直线特征在另一图像中仅对应位移直线特征。(三)几何与灰度的相似性约束。在判别直线匹配方面,直线特征相似性是十分关键的。常用几何与灰度相似性集中表现在以下几个方面:(1)直线边梯度幅度。(2)直线边缘梯度方向。在提取直线段以后,获取边缘直线方向。如果物流仓储空间某条边与z轴相互垂直,那么其在两幅图像中投影方向则是相同的。所以,夹角余弦选择而非是将夹角当做相似性评价基本原则,一定程度上增强了合理性。(3)直线边缘相同像面投影的长度。通过对核线的应用,可以在相同像面中实现左右像面有待匹配的直线投影[6]。其中,两个直线段的方向相同,而且投影的长度存在明显的相似性。(4)物流仓储空间角点位置与类型相似性。角点顺序与位置是对沿着直线方向相似性的真实表示,而且保证角点邻域灰度的相关性,能够使匹配准确性不断提高。其中,角点类型则是对直线段和临近直线段结构关系的一种表示方法,通过对这一局部结构约束能够适当地降低匹配错误的几率。(5)匹配直线段只能够配准角点相对应空间点共线性特征。在左图像和右图像中匹配直线段相对的空间直线,所以匹配角点所对空间点也一定要处于相同的空间直线之上,通过对这一约束的应用,既可有效地优化物流仓储空间匹配的直线段,也使得匹配错误的几率不断降低。

2.3物流仓储空间设计仿真

通过对Canny算子的应用,针对物流仓储空间的影像实施必要的边缘检测。而在获取边缘以后,需借助Hough变换对直线进行提取,并且叠加提取的结果和原有图像。在Matlab当中,通过直线拟合方式,结合半自动匹配直线实施物流仓储空间匹配工作。根据仿真结果,可以发现虚拟现实技术的应用十分必要。

3结束语

综上所述,在上文中,针对物流基本特点进行了分析与研究,并了解其容易受到外界因素影响,且处于变化状态。此外,将虚拟现实技术应用在物流仓储空间设计的过程中,并阐述其引入的重要作用,对仓储空间设计组成与不同模块设计点展开分析,确定了仓库模型仿真示意图,以保证仓库模型在设计方面不断优化,并促进物流仓储空间设计工作的全面可持续发展。

参考文献:

[1]许华.虚拟现实技术在物流仓储空间设计中的应用[J].物流技术,2014(2):320-322,329.

[2]赵晓亮.三维虚拟仓储物流演示系统的开发与研究[J].电脑知识与技术,2017(13):182-183,188.

[3]白政民,李耀辉.新型虚拟物流仓储系统的设计与实现[J].许昌学院学报,2014(2):69-73.

[4]刘莹.基于三维虚拟视觉的物流仓储空间货物摆放仿真[J].物流技术,2014(4):292-294,331.

[5]王庆喜.包含业务处理的虚拟仓储物流系统设计[J].中国集体经济,2013(1):106-108.

[6]许婧.VR技术在物流工程专业实践教学中的应用研究[J].物流工程与管理,2016(7):279-280,265.

作者:刘青子 许芃林 单位:武警工程大学

物流仓储虚拟现实设计技术运用责任编辑:张雨    阅读:人次