[发明专利]一种分支线缆自动布局方法及装置

说明书

本发明提供了一种分支线缆自动布局方法及装置，用以解决现有分支线缆布局技术未考虑分支点的优化，导致难以获得最优布局，且布局效率低的问题。本发明的布局方法包括：根据产品CAD模型和接线表，获取求解空间中分支线缆接插端子的位置信息；根据所述分支线缆接插端子的位置信息和第一预设算法，确定所述求解空间中分支线缆的分支点的位置信息；根据所述分支线缆接插端子的位置信息、所述分支点的位置信息及第二预设算法，生成覆盖于所述求解空间障碍物表面的线缆布局路径图；根据所述线缆布局路径图，获得线缆模型并作为布局设计结果输出。本发明不仅满足了线缆的贴壁敷设约束，也使得算法的效率以及成功率相比现有算法效率大大提高。

技术领域

本发明涉及分支线缆布局设计的技术领域，特别是指一种分支线缆自动布局方法及装置。

背景技术

线缆布局设计是机电产品研发过程中的重要环节之一，其工作主要涉及线缆在设备中的长度、走向以及相关线槽和卡箍的具体位置确定等。随着机电产品复杂化和精密化等方向发展，线缆布局设计工作越来越繁重，CAD技术的出现和发展有效提高了线缆布局设计效率与质量。目前，计算机辅助线缆布局设计主要包括人机交互式布局设计和自动布局设计两种方法，而自动布局设计技术由于采用智能算法，因而具有更高的布线效率。

线缆可以分为单根线缆和分支线缆。工程中的线缆零件往往是包含多个接插端子的分支线缆。由于分支线缆结构的复杂性，导致分支线缆在进行布局设计时不仅需考虑分支点位置的合理性，还需考虑线缆整体的布局特性以及满足单根线缆所需满足的布局约束条件。由于线缆分支点位置的不同，线束的拓扑结构会有相应的变化，进而线缆的长度、布局、捆扎位置也都会不同。1994年，美国斯坦福大学的Conru等率先对分支线缆自动布局问题展开研究，提出先确定分支点的位置，然后采用遗传算法进行路径的自动求解，同时考虑了多种约束的路径成本，但并未考虑线缆的柔性及与环境中其它物体的干涉。国内方面，也提出采用最小斯坦纳树生成法求解一对多的线路问题，并开发了电子整机三维布线系统(3D Routing System,3DRS)验证了该算法的可行性，但只是找到可行的分支点位置，因此并不能保证最短的布局路径。另外，现有技术中采用力导向不算模型和算法求解汽车线束连接图的布局问题，实现了连接图主干的自动搜索和线束分支的约束对称布局，完成了汽车线束连接图的自动布局，但并没有说明分支点的确定方法。现有技术还提出了一种在骨架模型中进行快速自动布线的方法，根据电连接器节点数据表与三维模型的连接关系，能够自动完成三维布线，自动生成线缆分支图以及各种线缆的信息报表，但分支点的位置(支架)是事先由人定义的。现有技术还提出一种基于改进PRM算法的分支线缆自动布局方法，获得了较好的布局效率以及成功率，但该方法仅保证了分支点的可行性且与分支线缆布局顺序。

综上所述，虽然国内外目前研究成果中针对分支线缆布局问题提出了不同的优化方法，为复杂线缆的自动布局设计问题提供了解决思路。但上述的方法或者考虑的工程约束较少，或者只是得到可行的分支点位置，或者需要事先定义分支点的位置。由于并未考虑分支点的优化，导致难以获得最优的布局方案，对于结构复杂的分支线缆，计算效率低，很难在工程中得到应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分支线缆自动布局方法及装置，用以解决现有分支线缆布局技术未考虑分支点的优化，导致难以获得最优布局，且布局效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种分支线缆自动布局方法，包括：

根据产品CAD模型和接线表，获取求解空间中分支线缆接插端子的位置信息；

根据所述分支线缆接插端子的位置信息和第一预设算法，确定所述求解空间中分支线缆的分支点的位置信息；

根据所述分支线缆接插端子的位置信息、所述分支点的位置信息及第二预设算法，生成覆盖于所述求解空间障碍物表面的线缆布局路径图；

根据所述线缆布局路径图，获得线缆模型并作为布局设计结果输出。