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三维仿真在智慧城市中的运用,机械臂智能垃圾分类
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发布时间:2019-03-06

本文共 2130 字,大约阅读时间需要 7 分钟。

随着城市建设的快速发展,优化环境管理与服务已成为关注的重点,也是一项民生工程。不断改善市民生活居住环境的同时,将融入新一代信息技术,推动智慧城市建设。解决城市垃圾这一大难题,对智慧城市的发展具有重要挑战。数据显示,我国生活垃圾产量已超过4亿吨。600多座大中城市中,三分之二已陷入垃圾包围,四分之一城市缺乏合适的垃圾存放场所。垃圾环境治理迫在眉睫,到2019年6月25日,生活垃圾分类制度即将入法。

与此同时,新基建项目正在紧张推进中。工业互联网的应用同样可以在垃圾分类的智能管理上发挥作用。通过自动化机械臂的实现,我们可以搭载出一套应用于工业物联网的智能一体化垃圾分类机械臂。

此外,基于HTML5的2D、3D渲染引擎的自主研发,为可视化提供了丰富的展示效果。HT(以下简称HT)产品上的组态化能力在2D和3D方面表现突出。本文将运用HT搭载出一个机械臂垃圾分类的案例,以及垃圾分类知识趣味问答。

案例功能主要体现在两个方面:首先,传送带上的垃圾通过机械臂动作分类至对应垃圾桶,用于垃圾分类演示;其次,点击指定垃圾桶可实现视角转移和锁定,弹出提示窗口介绍垃圾桶的分类范围,用于解释说明。

HT for Web产品具有丰富的组态化选项,在2D和3D上均能满足需求。本文将利用HT搭载一个机械臂垃圾分类案例及垃圾分类知识趣味问答。

系统分析

垃圾分类一般指按规定或标准对垃圾进行分类存放、分类投放和分类搬运等活动的总称。分类目的是提高垃圾的资源价值和经济价值,力求物尽其用。垃圾在分类储存阶段属于公众私有品,经分类投放后成为小区或社区的区域性准公共资源,经分类搬运至垃圾集中点或转运站后成为无排除性的公共资源。

分类的目的是为了将废弃物分流处理,回收利用可回收品,包括物质利用和能量利用,填埋处置暂时无法利用的无用垃圾。

分类的好处

  • 减少占地:生活垃圾中部分物质不易降解,导致土地严重侵蚀。垃圾分类去除可回收和不易降解物质,减少垃圾量达60%。

  • 减少污染:现有垃圾处理多采用卫生填埋或简易填埋方式,占用大量土地,导致虫蝇乱飞、污水溢流、臭气熏天,严重污染环境。

  • 变废为宝:垃圾中的其他物质可转化为资源,如食品、草木可堆肥,生产有机肥料;垃圾焚烧可发电、供热或制冷;砖瓦、灰土可加工成建材等。

  • 分类的现状

  • 可回收垃圾:适宜回收和循环利用的物品,如纸制品、塑料制品、玻璃制品、纺织品和金属等。

  • 厨余垃圾:餐饮垃圾、家庭厨余垃圾及废弃蔬菜、瓜果、花木等。

  • 有害垃圾:对人体健康和自然环境危害的物质,如废弃充电电池、纽扣电池、灯管、医药用品、油漆、化学品、废弃农药、化肥残余及包装物等。

  • 其他垃圾:除上述之外的生活垃圾,如惰性垃圾,不可降解的一次性用品、普通无汞电池、烟蒂、纸巾、家庭装修废弃物、废弃家具等。

  • 效果实现

    一、机械臂动画效果

    案例主要通过动画实现,动画核心机制采用HT内部封装的动画函数ht.Default.startAnim()。该函数支持Frame-Based和Time-Based两种动画方式:Frame-Based通过指定frames和interval控制动画效果;Time-Based通过指定duration动画周期实现动画。同时,可设置delay动画延迟执行时间,easing参数用于自定义动画效果,action用于动画执行函数,finishFunc用于动画结束回调函数,通过效果搭配实现平滑动画。

    机械臂实现是对机械模型细节零件的拆分,依次执行各个细节零件的动画。机械臂动作通过动画流程往复实施,流程包括:

  • 机械臂从初始化状态到向下抓取的动画过程分为多个函数。
  • 液压杆动画的细节处理,通过延迟执行和动画函数实现科学运动效果。
  • 拾取垃圾步骤采用HT的吸附功能,通过setHost实现节点吸附,减少工作量。
  • 二、场景的阴影效果

    为了提升3D场景真实感,关闭无关节点的阴影,通过node.s('shadow.cast', false)关闭阴影生成。调整阴影细节,设置参数:

    gv.enableShadow(true, { degreeX: 0, degreeZ: -25, intensity: 0.3, quality: 'high', type: 'soft', radius: 0.2, bias: -0.003 });

    三、垃圾分类知识趣味问答

    趣味问答通过HT的矢量图标实现垃圾桶图标,选项采用普通图片(PNG、JPG)。矢量图标在不同屏幕尺寸下保持清晰,结合HT的数据绑定机制,可通过点击垃圾桶触发动画效果(如垃圾桶摇晃等)。矢量图标优势在于放大缩小时保持精度,适用于大屏展示。

    垃圾分类知识趣味问答通过HT的矢量图标和图片结合实现,既能体现观感区别,又能满足不同设备适配需求。

    总结

    垃圾分类是社区治理水平的重要测试,也是促进社区治理能力提升的契机。社区治理精细化需要人情味,也需要科技范儿。期待未来每个社区都能成为智慧城市的“大脑”,让生活更美好。

    此外,HT在规范管理的同时,持续打造好玩动画流程,如医疗站运作关系可视化等。2019年更新了数百个工业互联网2D/3D可视化案例集,展现了许多新奇实例。更多案例及效果可参考相关资料。

    转载地址:http://eqcbz.baihongyu.com/

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