[發(fā)明專利]一種電線電纜自動(dòng)布局方法及裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010715609.2
• 申請(qǐng)日: 2020-07-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111859591A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬彬;趙瑛峰;馬江濤;武林林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都蓉軟科技有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/18
• 分類號(hào): G06F30/18;G06N3/12;G06F111/04;G06F111/08;G06F113/16
• 代理公司: 北京卓唐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11541
• 代理人: 卜榮麗

1.一種電線電纜自動(dòng)布局方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：輸入結(jié)構(gòu)件模型以及電氣連接關(guān)系；

步驟S2：基于隨機(jī)路徑圖算法，根據(jù)無(wú)干涉約束以及貼壁約束，在結(jié)構(gòu)件模型中構(gòu)建路徑網(wǎng)絡(luò)；

步驟S3：針對(duì)所述路徑網(wǎng)絡(luò)，基于遺傳算法對(duì)分支結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得到分支點(diǎn)及端子的位置；

步驟S4：根據(jù)分支點(diǎn)和端子的位置，將電線電纜各分支的離散點(diǎn)組成中心曲線并進(jìn)行曲線擬合；

步驟S5：輸出電線電纜的布局結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的電線電纜自動(dòng)布局方法，其特征在于，基于所述隨機(jī)路徑圖算法，根據(jù)無(wú)干涉約束以及貼壁約束，在結(jié)構(gòu)件模型中構(gòu)建點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)，步驟如下：

步驟S101：初始化路徑圖R＝(N,E)，其中，N為路徑圖中的點(diǎn)、E指路徑圖中兩個(gè)點(diǎn)相連的邊、i為迭代次數(shù)、K為終止循環(huán)數(shù)；

步驟S102：通過(guò)隨機(jī)采樣得到一個(gè)隨機(jī)點(diǎn)qnew；

步驟S103：對(duì)所述隨機(jī)點(diǎn)qnew進(jìn)行干涉檢查；

步驟S104：若干涉，則迭代次數(shù)i加1，進(jìn)入下一循環(huán)，轉(zhuǎn)到步驟S102，若不干涉則繼續(xù)步驟S105；

步驟S105：將所述隨機(jī)點(diǎn)qnew加入N中，找到N中與所述隨機(jī)點(diǎn)qnew間距離小于設(shè)定第一步長(zhǎng)ρ的點(diǎn)集，對(duì)于所述點(diǎn)集中每個(gè)點(diǎn)qnear與qnew進(jìn)行連接；

步驟S106：判斷是否連接成功；

步驟S107：若連接成功，則將邊qnew-qnear加入E中，轉(zhuǎn)到步驟S108，若連接不成功，轉(zhuǎn)到步驟S102；

步驟S108：判斷達(dá)到最大迭代次數(shù)；

步驟S109：若達(dá)到最大迭代次數(shù)，輸出路徑網(wǎng)絡(luò)；若未達(dá)到最大迭代次數(shù)，返回至步驟S102。

3.如權(quán)利要求2所述的電線電纜自動(dòng)布局方法，其特征在于，在步驟S102中，所述隨機(jī)采樣采用基于障礙物的均勻采樣策略，流程如下：

步驟S201：初始化采樣點(diǎn)的集合P、最大循環(huán)次數(shù)n、采樣過(guò)程中使用的線段長(zhǎng)度l、第二步長(zhǎng)Δt；

步驟S202：隨機(jī)采樣獲得一個(gè)采樣點(diǎn)pt，記錄循環(huán)次數(shù)；

步驟S203：生成一個(gè)隨機(jī)的方向并沿著方向以所述采樣點(diǎn)pt為起點(diǎn)擴(kuò)展出一條長(zhǎng)度為l的線段s；

步驟S204：在所述線段s上每隔l/Δt的長(zhǎng)度創(chuàng)建一個(gè)點(diǎn)，將不發(fā)生干涉的點(diǎn)保存至采樣點(diǎn)的集合P中；

步驟S205：判斷是否到達(dá)最大循環(huán)次數(shù)；

步驟S206：若到達(dá)最大循環(huán)次數(shù)，則輸出采樣點(diǎn)的集合P，將采樣點(diǎn)的集合P加入至路徑圖R中，從集合P中隨機(jī)采樣，能夠得到隨機(jī)點(diǎn)qnew；若沒(méi)有到達(dá)最大循環(huán)次數(shù)，則循環(huán)次數(shù)加1，返回步驟S202，重新進(jìn)行隨機(jī)采樣。

4.如權(quán)利要求1所述的電線電纜自動(dòng)布局方法，其特征在于，所述基于遺傳算法進(jìn)行分支結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，流程如下：

步驟S301：對(duì)分支電纜進(jìn)行編碼；

步驟S302：種群初始化；

步驟S303：計(jì)算變異概率p_m以及交叉概率p_c；

步驟S304：進(jìn)行變異操作；

步驟S305：進(jìn)行交叉操作；

步驟S306：進(jìn)行選擇操作；

步驟S307：判斷是否達(dá)到終止條件；

步驟S308：若達(dá)到終止條件，則輸出分支結(jié)構(gòu)；若沒(méi)有達(dá)到終止條件，則轉(zhuǎn)到S302。

5.如權(quán)利要求4所述的電線電纜自動(dòng)布局方法，其特征在于，所述種群初始化，流程如下：

步驟S401：在端點(diǎn)組成的邊界內(nèi)隨機(jī)生成N個(gè)分支點(diǎn)；

步驟S402：按照距離遠(yuǎn)近，為每個(gè)分支點(diǎn)尋找端點(diǎn)：除了第一個(gè)分支點(diǎn)和最后一個(gè)分支點(diǎn)，其他每個(gè)分支點(diǎn)都尋找最近的一個(gè)端點(diǎn)；而第一個(gè)分支點(diǎn)和最后一個(gè)分支點(diǎn)需尋找到距離最近的兩個(gè)端點(diǎn)；

步驟S403：按照公式進(jìn)行所述分支點(diǎn)的聚集，其中N是指分支點(diǎn)的數(shù)量；

步驟S404：按照坐標(biāo)大小順序，將所有分支點(diǎn)劃分成K個(gè)點(diǎn)集，每個(gè)點(diǎn)集中包含[N/K]個(gè)分支點(diǎn)；

步驟S405：在每個(gè)點(diǎn)集中隨機(jī)找到一個(gè)點(diǎn)與相鄰的點(diǎn)集進(jìn)行連接，相鄰點(diǎn)集即是分支點(diǎn)序號(hào)相鄰；

步驟S406：重復(fù)步驟S402-S405，直到生成預(yù)定義最大數(shù)量的種群。