[发明专利]一种用于管状物体的三维智能装载方法

说明书

本发明公开了一种用于管状物体的三维智能装载方法，与现有的技术相比，本发明一种待装载水管体积计算方法，通过设计算法实现给水管包扎体积计算，得出包扎体积的高精度估计。通过对水管循环嵌套，明显减少装载空间占用，该计算速度极快，而且提升空间利用率的幅度很大，利用对圆柱体换算成对应外接长方体，通过长方体3D装箱算法快速完成装箱方案，最后利用圆柱体和长方体的体积关系比较有效得得到水管装载体积及装载方案，能有效地为装载车调度提供决策信息，有显著的水管智能装载效率、预装载与装载后体积估计精度、水管嵌套空间利用率、都优于人工经验方法的优点。

技术领域

本发明涉及管状物智能装载技术领域，尤其是一种用于管状物体的三维智能装载方法。

背景技术

实际应用中，对待装载水管预处理主要考虑两种情况。一、对小型号的给水管包扎和对大型号的排水管不做处理；二、对小型号的给水管包扎和对大型号的排水管逐层嵌套。其中，第一种情况单独考虑给水管的包扎，实施起来比较简单，而第二种情况则能更大限度地利用装载空间。考虑到不同需求和应用场景，需要估计小型号给水管包扎后的体积，及估计大型号给水管嵌套后的体积。

现有的技术主要用人工经验方法来估计小水管包扎后体积，但由于包扎水管的尺寸、数量差异和人工经验的差异，体积估计的精度较低。另外大型号给水管嵌套后的体积估计，同样依据人工经验判断及实现排水管循环嵌套，这样不仅操作效率低，而且空间利用率也有不同程度的可提升空间；另外，现有的柱体3D装箱技术不成熟，主要也是人工装箱方法，由于不同客户对水管型号与数量的需求差异，人工经验估计方式有较大的误差。

发明内容

本发明提出一种小型号给水管包扎体积计算方法和一种大型号排水管循环嵌套体积计算方法，利用算法实现待装载水管体积计算，同时，通过把圆柱体水管换算成长方体，再利用长方体智能装载算法进行装载计算，避免以人工经验方法带来的估计准确率、估计效率和装载空间利用率上的不足。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：

一种用于管状物体的三维智能装载方法，包括待装载的水管，还包括以下步骤：

S101：开始，首先输入需求水管数量及其型号参数；

S102：对给水管进行包轧更改水管数量与型号信息；

S103：判断是否对排水管进行嵌套；

S104：根据步骤S103是否对排水管进行嵌套，通过则对排水管进行嵌套，同时更改水管数量与型号信息；

S105：然后根据包扎数量得到外接层数及剩余个数，同时根据步骤S103是否对排水管进行嵌套，不通过也根据包扎数量得到外接层数及剩余个数；

S106：将水管模拟成对应外接长方体，利用长方体三维装箱算法进行智能装载；

S107：再将长方体装载体积换算成柱体的水管装载体积；

S108：最后输出装载体积与装载方案即可；

还包括外圆包扎步骤，使用双扇形的外接圆计算，步骤如下：

S201：开始，首先输入水管数量及其型号参数；

S202：根据公式Ni＝floor(2*pi*L)得出每层数量Ni；

S203：根据包扎数量得到外接层数及剩余个数；

S204：分别利用双扇形方法或外接圆加剩余或欠缺数量的方法计算包扎后水管横截面近似面积；

S205：根据面积得到包扎近似体积；

S206：结束，输出计算结果。