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。

商业建筑室内与虚拟现实融合的功能布局互动设计

本文探讨了商业建筑室内与虚拟现实(VR)技术融合的功能布局互动设计。通过分析商业建筑室内空间的特点和VR技术的优势,提出了一种新型的设计方法,将VR技术应用于商业建筑室内功能布局的互动设计中。文章阐述了这种设计方法的原理、流程和关键技术,并通过案例分析说明了其可行性和有效性。本文的研究成果为商业建筑室内设计提供了新的思路和方法,有助于提升用户体验和空间利用效率。

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。

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。

基于敏捷制造理念下的车间布局设计

:随着市场竞争的加剧 ,已有的车间布局已不能满足企业的需求 ,迫切需要高柔性、模块化且易于重构的车间布局 ,当生产需求发生变化时 ,能够迅速重组以满足新的需求。在对传统的车间布局设计方法的分析基础上 ,本文将就面向敏捷制造的车间布局展开讨论 ,详述了新型模式的车间布局 ,针对虚拟单元这一敏捷单元的组织形式 。

导引头稳定平台弹性干扰力矩分析与优化技术

为降低导引头稳定平台运动过程中,与其相连接的线缆和管路随之运动产生的弹性干扰力矩,以弹性细杆非线性力学理论为基础,对稳定平台所属的运动线缆和管路进行建模与仿真分析。在仿真分析的基础上,提出弹性干扰力矩的精确计算方法,并将其应用于线缆虚拟布线设计中。以弹性干扰力矩的仿真计算结果为判据,对线缆布局设计进行优化。通过实验验证,表明该方法可以有效地将弹性干扰力矩限制在允许的范围内,进而提高制导精度。

基于Delphi排序改进的AHP-Fuzzy人机布局虚拟评价

基于Delphi专家排序,对传统AHP-Fuzzy算法从问卷数据处理和比较矩阵建立两个方向进行了改进,使该算法更适合Jack虚拟环境下的人机布局评价。侧重于工作空间中操纵器的人机布局虚拟评价。为解决目前人因工程分析工具几乎不考虑人在特定环境下的心理与生理感知的不足问题,将Jack人因分析工具分析出的客观数据与Delphi法相结合。在数据处理过程中,鉴于传统AHP-Fuzzy对评价指标两两对比时的整数赋值,不能很好地反映人类判断的模糊性,基于Delphi排序对AHP-Fuzzy进行了改进,可节约专家时间,并避免对判断矩阵进行一系列一致性检验与调整,减少部分计算量。使用飞机驾驶舱操纵器的人机布局虚拟评价进行了实例分析与验证。

基于精度和物性的虚拟装配技术

针对生产现场的需求和虚拟装配技术的发展趋势,提出了一种集精度、物理属性以及结构件与线缆管路仿真分析一体化的虚拟装配技术,从过程、精度和物理属性的角度实时地模拟装配现场和装配过程中可能出现的各种问题和现象,为实现产品的科学装配和装配质量预测提供了有效途径。给出了一体化的虚拟装配技术总体工作流程,并对虚拟环境下的装配精度预分析、基于物理属性的虚拟装配、线缆和管路布局与装配仿真等关键技术进行了阐述。通过仿真实验验证了该技术的有效性。

基于VR技术的虚拟车间可视化系统研究

为了研究虚拟车间可视化问题,通过UG、3dsmax等三维图形软件创建一系列的机床、桌椅等3D模型,基于OpenGL技术对Nvision平台(虚拟软件平台的一种,即VirtualReality平台,简称VR)系统进行二次开发,实现了虚拟车间的快速高效可视化。解决了虚拟系统显示动画速度慢、效果差的问题,实现了利用计算机及液晶显示器(LCD)外设投影等装置生成较为真实的3D模拟动态仿真环境。

面向远程布局的分布式虚拟车间研究

提出了面向透视关系一致性的图像插值策略和基于敏感视野的渲染精度分配策略,采用基于图像的柱面纹理映射方法实现了基于W eb的分布式虚拟车间系统,解决了面向宜人化水平的车间异地布局评价存在的主要难点问题.