Virtual Facilit Layout Design Using Virtual Reality Techniques

Manufacturing facility layout design has long been recognized as one of the most critical and difficult design tasks in manufacturing industries. Traditional layout methods can not fully solve this complex spatial layout problem. Virtual reality (VR) is a new form of human\|computer interaction, which has the potential to support a range of engineering applications. This paper discusses the reasons why manufacturing facility layout design is considered to be an appropriate new area of VR utilization. A VR\|based layout design framework is proposed. The virtual environment construction issues are discussed. An example of the immersive VR application of facility layout is examined.

基于人因工程的船舶驾驶室人机界面布局优化设计

为了解决船舶驾驶室人机界面设计采用人工布局所存在的经验性、主观性、随机性的问题,提出一种将虚拟仿真和优化算法相结合的人机界面布局优化设计方法.首先,通过虚拟仿真得到待布局人机界面各区域的操作舒适度以及最优操作点位置;其次,将人机界面布局准则和人因工程学准则量化为目标函数和约束条件,建立人机界面布局优化数学模型,通过差分进化算法获取大量粒子群算法的粒子初始位置;最后,通过寻优获取人机界面的最优布局并进行虚拟仿真评价.将某控制面板作为算例进行布局优化和虚拟仿真,获取的最优布局结果满足人因工程学准则,人机界面各项性能均有提升.本研究可为船舶驾驶室的高性能人机界面布局设计提供参考.

虚拟步行的机场航站楼布局感知评价方法研究

分析了国内外航站楼建筑内部合理性布局设计的研究现状,从机场航站楼BIM建模、场景真实感处理、虚拟漫游系统架构与功能设计、搭建航站楼虚拟现实感知软硬件平台等方面,以乘客视角开展“以人为本”的出行感知评价方法的研究,旨在提升旅客在航站楼的使用体验度与满意度。

显著特征融合下的虚拟仿真实验室布局最优规划方法

为了科学、合理地规划虚拟仿真实验室布局,在有限的空间达到利用率最优,提出显著特征融合下的虚拟仿真实验室布局最优规划方法。将虚拟仿真实验室布局的三维模型转换成二值投影图像,分块处理实验室布局图像获取图像块,运用主成分分析(PCA)方法将图像块映射至高维空间后,提取其全局显著特征图,依据中心图像块和相邻的图像块的颜色差异提取图像局部显著特征图;通过多尺度多向变换分解方法融合全局和局部显著特征图,将显著特征融合结果作为支持向量机(SVM)的输入,完成虚拟仿真实验室布局识别,并利用遗传算法对布局好的实验室做最优规划。实验验证:该方法的显著特征融合结果细节信息丰富、全局效果清晰,可以科学地规划虚拟仿真实验室布局,避免穿墙、重叠、通行受阻或使用受限的情况。

基于共见性差异的空间布局对用户记忆特征的影响研究

目的探究连续和离散动线的展览空间布局设计中,用户对展示内容和展览位置记忆程度的差异及造成这些差异的原因。为虚拟现实空间布局、展示空间设计等领域提供设计决策。方法通过共见性及空间布局连续性对展示空间布局进行分类。观察用户在不同展示空间布局下的游览路线,探讨不同共见性的布局形式对参观者记忆的影响。结果通过对不同组的参观者进行两种共见性布局设计的记忆测试,发现对画作内容和画作位置的记忆得分与空间布局设计显著相关。在连续动线布局中,共见性水平的差异对游览者的记忆无明显影响,但展示内容及游览顺序对记忆有明显影响;而在离散动线布局中,共见性水平的差异可能会影响参观者的游览策略和关注焦点,并会影响对展示内容的记忆情况。结论对博物馆或美术馆展示空间的设计而言,共见性因素在不同动线布局设计中可能具有不同的重要性,这有助于指导未来的展览设计决策。

大数据消冗技术下虚拟网络聚类特征层次布局算法

针对在虚拟网络布局过程中,存在大量重复特征与相关性较少的特征,影响其布局效率的问题,提出了大数据消冗技术下虚拟网络聚类特征层次布局算法。利用加权无向图方式建立虚拟网络图,通过社团划分虚拟网络社团结构,在保持原有特征不变的前提下,最大限度消除虚拟网络聚类特征,得到相关性较大特征;根据库伦力的斥力增加各社团之间距离,采用胡克定律的引力缩小网络节点与中心点之间距离,结合共轭梯度(FR:Flecher-Reeves)算法调整虚拟网络聚类特征层节点的斥力与引力之间关系,实现层次布局算法。实验结果表明,所提算法能更加清晰展现出各社团内部结构特征,且布局用时最短。

基于虚拟现实的多彩UI界面分块布局方法

由于传统方法忽略了用户视觉与UI界面之间的关系,导致分块过密、色彩不够显著。因此研究基于虚拟现实的多彩UI界面分块布局方法。预先明确用户视觉与UI界面之间的关系,利用灰度线性插值法,定位UI界面分块布局边缘点。引入图像尺度空间理论,匹配UI界面分块,基于虚拟现实技术,渲染UI分块界面色彩,实现对多彩UI界面的分块布局。实验结果表明,与传统布局方法相比,所研究的方法的分块密度更合适,分块之间、分块与界面背景之间的色彩差异更显著。可见所研究的分块布局方法可以提升多彩UI界面分块布局视觉增强效果。

融合视觉认知特征的虚拟博物馆界面布局美度评价方法

针对人机界面布局评价中缺乏对用户视觉认知特征的量化研究问题,提出一种考虑人体视觉认知特征的虚拟博物馆界面布局美度评价方法。首先,选取对称度、密集度、简洁度、次序度、优势度作为美度评价指标,以抽象后的矩形布局图像为样本进行界面布局美度评价;其次,采用眼动追踪技术对界面布局美度进行实验测试,进行用户视觉认知生理数据结果的获取;再次,基于灰色理论构建改进的灰色H-凸关联模型,量化用户视觉认知与人机界面布局美度之间的映射关系;最后,将提出方法应用于虚拟博物馆人机界面布局设计方案分析中,验证了评价方法的有效性和其对界面布局美度指标正负关联性的判断能力。

基于改进IEKF的室内移动机器人定位算法研究

该文提出一种基于改进IEKF的室内移动机器人定位算法。该算法通过基于新息的协方差估计器自适应实时调整状态噪声和观测噪声;引入遗忘因子调整误差预测协方差矩阵,提高观测数据的利用率,消除旧数据累积误差对系统的影响;采用Levenberg-Marquardt(LM)方法优化IEKF的迭代过程。最后,以两轮差分移动机器人为研究对象,对仿真结果进行验证。仿真结果表明,所提定位算法收敛性好,定位精度高。

油气管道水工保护工程有效性评价方法研究

为解决典型水毁灾害对油气管道的危害,各方均采取相对应的水工保护工程,但由于时间、场地限制等因素,水工保护工程大多存在一些漏洞,需进行评价来解决、预防问题,因此该文在总结典型水毁灾害的基础上,采用“生产函数”模式建立1套水工保护工程有效性评价体系。详细论述评价指标体系的结构,综合考虑水工保护工程的类型和风险,在9个指标层下建立43个变量指标,从而得出有效性评价方法,并将该方法应用于某管道水工保护工程的案例中。结果表明,油气管道水工保护工程有效性评价方法具有较强的应用性,对指导油气管道水工保护工程缺陷处具有一定的参考价值。

基于BIM技术的工程创优管理应用研究

随着数字化技术在工程建设中的不断推广和应用,BIM技术已成为项目工程创优的重要手段。该文以运达滨河广场项目BIM技术应用为载体,以创优策划、样板引路、过程控制及验收评奖的全过程为轴线,探索BIM技术助力项目工程创优的方法,阐述BIM技术在创建“全国建设工程项目施工工地安全生产标准化学习交流项目”过程中发挥的积极作用。旨在为今后BIM技术助力项目工程创优提供具有实际价值的参考意义。

基于虚拟现实技术的影视后期制作软件开发研究

随着科学技术的不断发展,影视后期制作融入了虚拟现实技术。文章研究了虚拟现实技术在影视后期制作中的开发与探索,并进行了相关实验,阐述了虚拟现实技术在影视场景设计中的应用。

基于虚拟现实技术的道路复杂场景实时仿真系统

基于仿真道路复杂场景更贴近真实社区布局的目的,采用虚拟现实技术,硬件设计在C/S架构体系中,按需连接景观信息采集模块与OSG复原模块。在软件设计中,根据虚拟数据采集结果,计算现实复原比数值,进行智慧社区环境实施场景建模。结合相关硬件设备结构,完成了基于虚拟现实技术的道路复杂场景实时仿真系统的设计。通过道路场景复杂度实验,得出在虚拟现实技术的作用下,复原后的道路复杂场景能够较好贴合真实场景的布局情况。与常规仿真系统相比,更能满足智慧社区环境的实际应用需求。

物流配送中心虚拟仿真设计方法

为了提高物流配送中心布局的客观性与运行效率,降低物流处理成本,分析了传统物流配送中心布局的缺点,研究了影响物流配送中心布局的各种随机因素,提出了物流配送中心布局的虚拟仿真设计方法。根据整理的物流配送中心布局实际参数,确定物流中心的规模、作业流程与平面布局,提出了配送中心布局方案,通过计算机仿真模拟了配送中心运行过程,计算了配送中心的空间利用率、作业能力、运行效率与运行成本,并评价了方案的优劣。实际应用结果表明:物流配送中心布局仿真虚拟设计方法精度高,对规划方案的模拟、优化与选择符合客观实际。

虚拟布局/装配环境下的人机交互技术研究

为了解决虚拟布局/装配中的人机交互问题,结合虚拟布局/装配环境,分别给出了输入控制器Neowand和三维跟踪器FOB的操作方法和工作原理。提出了综合使用Neowand和FOB进行人机交互的方法;对相应配置作出了说明;讨论了在虚拟布局和装配环境中此人机交互方法的应用。通过基于CatiaV5提供的虚拟平台,对输入控制器和三维跟踪器的应用进行了实例验证,验证结果表明上述人机交互方法有效可行。

生产车间设备布局线性模型及算法研究

文章分析了线性布局形式的多样性,提出了虚拟环境下生产车间设备布局的线性模型,研究了模拟退火算法的特点,并运用模拟退火算法及其改进算法求解该线性模型,最后给出了一个实例。

虚拟设计在潜水器舱室布局设计中的研究与应用

虚拟设计是基于计算机辅助环境的创新性设计方法,是CAD研究领域的发展方向,同时在CAID领域的研究将有助于工业设计在虚拟现实、虚拟智能设计方面的发展。文中采用虚拟设计技术对潜水器舱室工作台进行布局设计研究,构建虚拟设计模型,求解并获得最终方案,并采用基于JACK的虚拟人技术对布局方案进行人机工效学分析和评价,最终数据显示布局方案在舒适度、可达域、视域、力矩等人机方面的综合表现。

电缆虚拟布线及其逆运动学仿真

在产品虚拟样机中利用人机交互方法进行电缆路径规划,得到一个基于NURBS曲线的电缆几何模型,然后利用“蛇形机器人”方法建立电缆的物理模型,基于逆运动学原理计算其弯曲角度.

稳定平台中活动线缆的虚拟布局设计方法

针对稳定平台中活动线缆布局设计不合理造成的弹性干扰力矩较大的问题,提出一种基于运动仿真的活动线缆虚拟布局设计方法。该方法首先从拉伸、弯曲和扭转等方面考虑了线缆的物理属性,并建立基于Cosserat弹性杆理论的线缆物理模型,在此基础上建立了以活动线缆干扰力矩最小为目标的布局优化模型,针对无干涉约束、无过弯约束和长度约束进行了仿真过程中的约束条件检测,并以线缆两端的位置、姿态和线缆长度为变量参数,通过交互的和自动相结合的优化迭代方法获得了最小干扰力矩值下的布局方案。最后以某产品的稳定平台为实例,分别进行了仿真计算和实物布线,并对比分析了初始布线方案与优化后的布线方案相对应的弹性干扰力矩,结果表明提出的方法能够有效减小活动线缆所引入的干扰力矩值。

智能虚拟布局设计关键技术研究与运用

布局问题的研究具有广泛的工程应用背景,是设计领域的一个重要分支。近年来,布局问题已经被证明具有建模复杂性和NP完全问题性质,求解比较困难。传统的布局问题求解方法大多是基于数学规划,进行建模和求解,遇到复杂产品布局问题建模难度高、计算量大。基于智能算法,结合虚拟现实技术的智能虚拟布局设计方法,将设计师或专家的知识、经验系统地融入布局优化设计进程中。通过实时人机交互和数据反馈修改布局方案,进行目标函数循环,最终获取全局最优方案。通过实例,对智能虚拟布局设计方法有效性进行验证。