基于MAYA和VIRTOOLS的虚拟仓储物流系统的研究与实现

论文摘要

仓储是现代物流的一个重要组成部分,在物流系统中起着至关重要的作用,是厂商研究和规划的重点。高效合理的仓储可以帮助厂商加快物资流动的速度,降低成本,保障生产的顺利进行,并可以实现对资源有效控制和管理。近年来,在经济全球化与供应链一体化的背景下,越来越多的企业需要的仓储是现代物流系统中的仓储——它表示一项活动或一个过程,在英文中对应的词是“warehousing”[1],是以满足供应链上下游的需求为目的,在特定的有形或无形的场所、运用现代技术对物品的进出、库存、分拣、包装、配送及其信息进行有效的计划、执行和控制的物流活动。所以,传统意义上的“仓库”、“仓库管理”,在讲求时间与效率的当今社会并不适用,仓库再也不仅是存储货物的库房了。随着虚拟漫游技术的不断发展和完善,如何将虚拟漫游与工业演示相结合,充分发挥虚拟漫游技术在仓储物流领域的应用;如何使仓储物流演示更加真实,功能更完善,也是目前人们关注的热点课题。本论文正是从这个角度出发,总结了虚拟漫游应用于工业的优势及表现形式,详细论述了实现虚拟仓储物流系统的理论基础、关键技术以及设计思想。项目重点研究基于Maya和Virtools的工业演示的基本实现方法,选取物流仓库作为实际参考模型,为仓储物流系统的工业演示提供了有力支撑。首先,介绍虚拟漫游技术与物流仓储系统的概要,阐述了课题研究的背景与意义。通过回顾国内外相关研究,分析当前物流仓储系统研究存在的问题,提出了本课题需要解决的技术问题和工作安排。然后,结合Maya动画技术和Virtools控制技术,提出系统总体设计方案和系统构成,并详细论证了每个组成部分。(1)对物流仓库环境进行建模,所有模型通过Maya构建,以虚拟出一个逼真的仓储环境,论文还引入了叉车,传送带和搬运车运动简化模型,实现了仓储物流系统基本运动仿真。(2)借助Virtools对仓储物流交互功能进行描述。模拟全景,漫游,跟随多个视野,不仅保证了视角控制的实时性和真实感,而且还兼顾到系统硬件的处理能力。浏览者可在计算机上直观看到仓储物流系统的工作流程,并且可以在虚拟的环境中实现一系列活动。最后,对所设计实现的虚拟物流演示系统进行了评估,并对未来仓储物流系统和虚拟漫游的结合与实现阐述了自己观点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 概述
• 1.1.2 国内外的研究现状
• 1.2 物流仓储的基本概念
• 1.2.1 虚拟漫游辅助仓储物流系统
• 1.2.2 虚拟漫游在仓储物流中的作用
• 1.3 本课题研究的意义以及本文的组织框架
• 2 虚拟漫游的技术要点
• 2.1 虚拟漫游技术的概念
• 2.2 虚拟漫游技术的特点
• 2.3 虚拟漫游软件的关键技术
• 2.3.1 实时三维计算机图形技术
• 2.3.2 广角（宽视野）的立体显示
• 2.3.3 立体声
• 2.3.4 触觉与力觉反馈
• 2.3.5 语音输入输出
• 2.4 漫游技术的分类
• 2.4.1 基于几何建模的虚拟漫游技术
• 2.4.2 基于图像的虚拟漫游技术
• 2.4.3 基于图形与图像混合建模的虚拟漫游技术
• 2.5 本章小结
• 3 三维虚拟物流仓储系统构建与实现
• 3.1 三维动画软件Autodesk Maya
• 3.1.1 Maya 所含模块
• 3.1.2 Maya 和3dmax 的区别
• 3.2 Autodesk Maya 的在系统构建中的建模应用
• 3.2.1 Maya 的polygon 建模
• 3.2.2 主要场景的设计与实现
• 3.3 Autodesk Maya 叉车模型制作
• 3.3.1 叉车模型的设计与实现
• 3.3.2 叉车操作间外形的制作
• 3.3.3 叉车操作间内部的制作
• 3.3.4 叉车其它部分的制作
• 3.4 Autodesk Maya 叉车绑定制作
• 3.4.1 绑定前的准备工作
• 3.4.2 绑定的关键技术
• 3.5 Autodesk Maya 叉车动画制作
• 3.5.1 主要物体的动画制作
• 3.5.2 动画的技术要点
• 3.6 本章小结
• 4 三维虚拟漫游系统的实现
• 4.1 虚拟漫游开发软件Virtools
• 4.1.1 Virtools 的工作原理及其优势
• 4.1.2 Virtools 与其他虚拟现实软件的比较
• 4.1.3 Virtools 界面构成
• 4.2 Virtools 中的虚拟漫游的设计与实现
• 4.2.1 Virtools 的Maya 导出插件
• 4.2.2 导入场景
• 4.2.3 本系统的关键技术
• 4.2.4 加入摄像机系统
• 4.2.5 设置键盘鼠标控制
• 4.2.6 设置摄像机跟随
• 4.2.7 虚拟动画的实现
• 4.2.8 渲染输出
• 4.2.9 通过Virtools 发布至WEB
• 4.3 本章小结
• 5 系统运行与实验评估
• 5.1 系统运行的环境要求
• 5.2 实例的运行评估
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 未来工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间发表的论文
• 附件