AR技术在物流中的应用研究

龙源期刊网技术在物流中的应用研究作者：郑萍高佳音李牧墨来源：《科学与财富》2019年第10期摘要：AR是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术，也被称之为混合现实。新技术对行业发展带来的创新应用，关键是如何将一项新技术与行业需求紧密结合，突破或改善原有的运作模式、产品、服务、操作流程等，为用户带来全新的体验，或者通过改进工艺、提高自动化程度来优化企业内部运作效率。本文将重点分析AR技术在物流领域的应用，研究其对物流作业的影响，以达到提升物流作业的准确率和效率，降低成本，提升竞争力的效果。关键词：AR技术；物流作业；信息技术；虚拟现实1.研究背景2014年3月，Facebook收购OculusVR并且建立高水平的软硬件研发团队。随后，各大公司都对虚拟现实设备进行投资，其中有谷歌、索尼、HTC、三星等。AR开始商业应用自此进入AR元年，虽有众多资本和创业者涌入，但因无线网络带宽、网络延迟、电池续航能力等技术的限制，让现实与人们的预期多少有些落差。随着5G技术的普及、物联网的进一步发展，AR的技术门槛被逐一突破。AR技术在物流行业中会有怎样的应用？会带来哪些创新性改变？2.AR简介2.1.AR定义AR，英文AugmentedReality的简称，即增强现实技术。增强现实技术就是为你看到的任何实物增加额外的有价值的信息。增强现实技术就是通过为真实的环境增加一层计算机生成的信息，从而对物理现实进行信息的扩展。其中的信息可以是文字、图表、影像、声音、触觉反馈、GPS数据，甚至是气味。增强现实技术不仅仅是一个简单的显示技术，也是一种人机互动，人与物体互动的一种新的形式。AR系统基本具备以下三个特点：（1）真实世界和虚拟世界的信息集成。AR是在虚拟现实的基础上发展起来的新技术，是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的增强。（2）具有实时交互性。它是一种全新的人机交互技术，利用摄像头，传感器，实时计算和匹配技术，将真实的环境与虚拟的物体实时地叠加到同一个画面或空间使其同时存在。龙源期刊网（3）是在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。用户可以通过虚拟现实系统感受到在客观物理世界中所经历的“身临其境”的逼真性，还能突破空间、时间以及其它客观限制，感受到在真实世界中无法亲身经历到的体验。与VR技术最大的不同是将虚拟的元素加入到现实当中，因此，AR技術的商业应用比VR技术要广泛得多，也就是说AR技术的商业价值要高于VR技术。2.2.AR的关键技术2.2.1.数据采集及优化传输在三维场景事物数据采集中采用的是直接采样技术，采样对象包括光照、动态地形等，采样方法有3种：（1）运用高速摄像机，针对需要采样的物体进行跟踪拍摄；（2）利用全向相机从多个维度拍摄高动态图像；（3）运用激光设备，完成对于时变数据的多维可控捕获。而数据传输则是利用相应的网络节点，先计算信息传输概率，分析处于一定通信范围内其他网络节点对于信息的转发概率，找出所有转发概率超过其自身信息传输概率的节点，向其转发信息。2.2.2.交互与情形实时再现触觉和力觉反馈，对于AR技术在实践应用中的交互接触而言，触觉反馈和力觉反馈是两种常用的反馈方式，其中，触觉反馈的基本原理，是利用专用的数据手套，在用户使用过程中检测其手掌形态特征，对用户手部动作进行识别，以此来实现相应的操作。2.2.3.跟踪定位跟踪定位其基本原理是利用电磁波、声波位置跟踪器发射信号，测量其时间与相位差，以此来判断被跟踪对象的空间方位。光学位置跟踪可以利用环境光或者跟踪器发出的光源投影确定对象方位，不容易受周围场景的干扰无源定位跟踪，主要是利用陀螺配合加速器，构成惯性传感器，获取转动角度和移动位置变化，通过快速刷新来完成实时定位。2.2.4.逼真的显示方式当前技术支撑下的场景显示设备主要是HMD，其中透视HMD则是AR系统的首选，相比较VR设备，增加了真实环境数据采集，将虚拟情境与现实情境融合后才会提交给用户。龙源期刊网技术在物流中的应用目前物流业面临着成本高效率低、信息技术发展滞后、物流服务能力不足、物流资源整合不到位等问题，AR技术的应用很好的改善了一些问题。3.1.物流实操3.1.1.仓库作业在物流的仓库作业中，最难的点在于拣货和复核。为提高分拣的准确和效率，快速查找货物变得十分重要。现在AR技术的使用使Pickbyvision（目光拣货）成为了可能。在既定的仓库中提前将仓库的信息数据录入数据库，将所有的库存物品生成电子标签，那么后期库存管理员在确认取货物品之后，只需戴上AR眼镜，根据AR眼镜给出的指引箭头路线，便可准确的找到所需货物。3.1.2.包裹分拣包裹分拣是物流过程中信息处理量最大，最易出错的环节，想要将包裹准确分拣，需要大量业务操作熟练的人力，成本高且效率低。视觉分拣解决方案（TheVisionPickingProgram）借助AR技术可改变这一现状。视觉分拣技术是通过捕捉物体外观和条形码进行精准识别，经过深度计算，将工作人员所需要的分拣相关信息直接呈现在移动显示设备上员工只需穿戴一套设备即可在分拣作业中快速直观的获得每个包裹的分拣信息，大大降低了出错几率及人力成本。3.1.3.配送装载在配送装载过程中，需要两个重要的决策，一是运输的配载，二是根据配送的线路决定装载的先后次序。有了AR技术的帮助和后台运算的帮助，可以优化运输的配载和装载的先后顺序。在待装载区域有很多货物，AR可以提前看到，帮助装卸员工确定那个货物应该装载那辆卡车中，同时能够帮着装卸员工决定那个托盘先装（后送），那个托盘后装（先送）。这样可以大大的提高员工的装卸效率和准确率。3.1.4.装箱作业AR设备可以替代打印货物清单的需求并显示装载指令。例如，在传送站，装载者能够在AR设备上获得实时信息其确定下一个需要提取的托盘和托盘的装载位置。同时，AR设备能显示装载指令以识别车内合适的目标区域，提高空间利用率。3.2.物流优化3.2.1.最后一公里龙源期刊网被应用的另一个重要领域是最后一公里。最后一公里是供应链环节的最后一步同时也是成本最高的一步。优化最后一公里能压低产品成本并增加利润，也是AR设备颇具前景的应用领域。最后一米导航：在拿到要配送的包裹后，下一个任务就是找到配送地点。AR设备可以显示类似谷歌街景的信息和相关数据库的详细信息。当没有可用的公共数据库时，AR设备也可以被用来设定标签，由此建立起独立数据库。3.2.2.提供新服务除了帮助物流供应商优化程序，AR也能够帮助供应商为客户提供新的服务。组装和维修：越来越多的物流供应商开始为客户提供增值服务。AR能够培训和帮助仓储人员组装各种产品，确保服务的高标准并减少客户服务成本。AR系统也能通过监控工作流程进行质量控制并探测出组装过程中出现的错误。客户服务：AR包裹服务应用程序能够使客户扫描货品大小和重量以选取合适的物流供应商。另外，APP还能够显示不同的运输和保险费用以供选择。3.3.物流业务学习当AR技术应用到物流中后，眼镜上的摄像头可以不间断地扫描任何可见的二维码或条形码，并以3D图层的方式显示其信息，例如这是什么货物，最终要送到什么地方去，急需程度有多高以及特殊产品例如生鲜产品的质量情况等。无论是出错率还是作业效率都得以大大提升。通过AR技术的使用，可以使员工培训的LearnCurve（学习曲线）更加垂直化，极大的降低培训的时间和培训的支出。4.AR在物流应用中存在的问题及解决方法4.1.存在的问题目前，AR技术未能更加全面发展，面临的困难大概如下：（1）設备受限。AR头盔很笨重，如果加上数据线、电源接线等其他的辅助设备，重量可观。（2）技术性问题。AR系统的实景空间的实时生成同步性问题，借助AR技术实现摄像机的实时跟踪与漫游的问题以及在摄像机跟踪时，动态地实现场景中的虚实一致性外观问题等。龙源期刊网（3）工作人员长时间使用会有不适。如人眼通过两套系统来感知深度信息，一是两眼视差，二是不同距离下人眼晶状体的变形程度。视觉所感受到的运动信息与身体所感受到的运动信息的差异亦是眩晕感的重要原因。4.2.解决办法（1）对于设备受限问题，AR的穿戴设备可通过与新技术结合抛弃储存和运算单元与终端进行实时的数据沟通从而减轻穿戴设备的重量与成本；当无线充电技术普及后可对穿戴设备隔空提供电量，便可抛弃电池单元从而进一步减轻穿戴设备的重量与成本。（2）对于技术性问题，越来越多的新技术可以结合使用从而改善设备。伴随着5G技术的普及、物联网的进一步发展，当5G技术成功普及后会大幅降低数据传输的延迟增加带宽，甚至当神经网络技术发展成熟后会直接将虚拟景象与显示景象传输到大脑内。（3）对于配戴时间长而出现的眩晕感，就在2019年2月28日中国科学技术大学生命科学与医学部首次实现动物裸眼红外光感知和红外图像视觉能力。随着科学技术发展当这项技术达到成熟，使用AR设备将不需要在佩戴眼睛AR技术存在的一些问题就会被解决。目前要加大研发力度，使虚拟场景能够适合眼睛的承受能力，减轻疲劳感。科学技术迅速发展，AR技术存在的一些问题被发现，只有加大该项技术的研发力度，才能更好地应用于各个领域。5.小结目前物流业面临着成本高效率低、信息技术发展滞后、物流服务能力不足、物流资源整合不到位等问题。而AR技术的应用对物流作业模式创新、流程优化、实现信息化引领具有极高的价值，对于减轻员工劳动复杂度、改善工作环境具有深远的意义。参考文献：[1]夏蕾.探析VR/AR应用场景及关键技术[D].武汉：武汉商学院.[2]王欣悦.我国智慧物流发展问题及对策研究[J].铁道运输与经济.2017（4）：37-41.[3]夏晓婷.增强现实技术在物流领域的应用[J].中国物流与采购.2014：28-29.[4]贾熙来.基于视觉的AR技术研究综述[J].技术应用.2017（11）：166.[5]董璐茜.VR与AR技术的发展与前景[J].科技创新与应用.2016（26）：34作者简介：郑萍（1998—），女，山东日照，汉，本科，研究方向物流管理龙源期刊网高佳音（1999—），女，山东德州，汉，本科，研究方向物流管理李牧墨（1997—），男，河南南阳，汉，本科，研究方向物流管理论文来源：山东英才学院大学生创新创业训练计划项目，项目名称AR技术在物流作业中的应用研究（2018YCXC098）