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1、第卷第期机械工程学报年月基于虚拟现实的人机结合方法及其在布局中的应用’唐晓君查建中陆一平北方交通大学机电学院智能工程实验室北京摘要布局问题是一问题。单独采用机器计算难以获得最优化的结果。采用人机智能结合的方法求解复杂,。,布局问题将成为复杂系统布局自动化的发展方向在虚拟现实环境下建立了布局模型及其人机交互接口实现了一类三维布局问题求解过程的人机结合。采用一的序列三元组编码方法在虚拟现实下建立问题的有限且完整解空间,并给出数据的人工视图向机器模型的代码反解算法,以支持机器算法和人工中间干预的祸合,为复杂布局问题的求解提供了一个新的方法和途径。关键词布局人机结合虚拟现实
2、序列三元组编码模拟退火中图分类号选择将会陷入到无穷无尽的计算当中去,无法有效。,前言地解决问题而离开了机器的大量分析和运算无法得到最优化的结果。因此为了能够最快、最有一,,三维布局问题效率地解决问题在人和机器组成的系统中需要各自执行最擅长的,是具有很强工程应用背景的组合优化问工作人与机器共同协作来。,。题问题可以如下描述①给定了两组基本数据完成预定的任务国内外许多科学家和学者都意识到这,其元素定义了一组立方体容器和一组待布局物体的一点所以他们不约而同地从不同的角度。,,。几何尺寸②寻找一种方式将待布局物体的一出发提出了人机结合的思想少幻正是在这样的部分或全部装入布局
3、容器中达到目标函数的优化。理论指导下,提出了基于虚拟现实环境下布局设依赖特定的应用领域该问题具有不同的表现形式计问题的人机结合的求解方法,并针对矩形块布,如在运输装载中经常出现的集装箱装载问题局问题中的聚块问题采用序列三元组的编码策、略给。货盘装载问题雌予实现在工程设计中出现的零部件布置问题,如飞机仪器舱、坦克舱基于虚拟现实的人机结合方法的仪器布置设计等。问题的复杂性与待布局物体的、。,数量尺寸及相互之间的相似性直接相关现有的布局方法多是从数学的角度基于数学,一,三维布局问题的最早研究工作在年左模型和优化算法求解切仰仗计算机未充分发。。,右和研究了一组矩形块物体装挥
4、人机各自的特长事实上布局领域专家的领域。、“”,入容器中的问题之后许多研究者进行了大量的研知识经验及灵感能起到事半功倍的作用特,。一,究参考文献〕做了综述鉴于问题属于别是在处理不规则物体布局过程中人类的智能显,。、问题最普遍的方法是启发式和元启发式方法如模示出极大的优越性而这种能力知识智慧有相,,拟退火算法和遗传算法等只有一小部分研究者用当的部分还无法用知识模型的形式来描述因而无。,整数线性规划或解析方法求解。法为计算机所模仿和利用另一方面计算机在数、、,由于目前还只能对人类三大思维形象思维值图形和符号运算方面具有强大的威力通过对数据、信息模型化的,计抽象思维和灵感
5、思维中的抽象思维进行浅层次上知识的自动化处理和运用,,,的计算机化离开了人类专家的帮助单纯的机器算机可以在定量决策方面发挥巨大作用把人类专家从繁杂的较低级别的计算和决策任务中解脱出来,充分发挥人类专家的创造性和关键决策的作·国家自然科学基金和北方交通大学攀登计划资金加用。单独采用机器已经被证明难以获得最优化的结。,资助项目收到初稿收到修改稿©1994-2008ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net机械工程学报第卷第期。,,,果采用人机智能结
6、合的方法求解复杂布局问题置物体的聚块设计可以减小布局空间的大小节符合人机结合一的思省材料。集装箱装载问题在某种程度上也可以看成想,成为复杂系统布局自动化的发展方向。是先将待装物体聚块再装入集装箱中。采用的序列虚拟现实技术的发展为人机智能合作提供了三元组编码要求待布局物体为矩形块或其他规则形。虚拟现实技术的提出归功、。,有利的工具于计算机图状物体如圆柱体球体等为简化问题的讨论形学的创始人。他利用计算机生成这里假定所有矩形块或待布局物体的包围盒的边,“”,一种模拟环境通过多种传感器使用户投入到或面平行于坐标轴并且朝向固定朝向允许做该环境中去,旋转的问题实现用户与该环境进
7、行直接自然的交可以在使用元启发式算法时平凡地给予。,,。互技术在虚拟现实中人是主动参与者复杂系实现统中可能有许多参与者共同在以计算机网络系统为序列三元组编码策略基础的虚拟环境中协同工作。并不是真实的世聚块布局问题属于非确定性多项式完全界,也不是现实,而是一种可交替的环境,人们可问题,求解非常困难。当问题的规模很大时,模拟,、以通过计算机的各种媒体进入该环境并与之交退火算法遗传算法等元启发式算法是一类较有效。,、。互超脱不同的应用背景看技术是把抽象的求解方法这些方法可以被看成是对问题解空间复杂的计算机数据空间表示为直观的、用户熟悉的的有限搜索。一个解空间如果包含了
