[发明专利]一种切割路径的优化方法

权利要求书

1.一种切割路径的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：确定刀具原点和裁片的切割点；

步骤B：利用贪心算法得到刀具从所述刀具原点开始走完所有裁片的切割点的初始路径，建立切割顺序集合，并依据所述切割顺序集合内元素的顺序算出第一空跑行程L₀；

所述步骤B包括：

步骤B1：建立每个裁片的切割起始点，并形成切割起始点集合P，P＝{P₁,P₂,...P_n}，其中P₁为第一个裁片的切割起始点，P₂为第二个裁片的切割起始点，P_n为第n个裁片的切割起始点；

步骤B2：计算刀具原点P₀与第k个裁片的切割起始点P_k的距离d(P_k,P₀)，以及计算刀具原点P₀与第k+1个裁片的切割起始点P_k+1的距离d(P_k+1,P₀)，其中k∈n，k+1∈n；

步骤B3：比较d(P_k,P₀)和d(P_k+1,P₀)的大小，当d(P_k,P₀)大于d(P_k+1,P₀)时，调换P_k和P_k+1在切割起始点集合P中的位置，当d(P_k,P₀)小于或等于d(P_k+1,P₀)时，P_k和P_k+1在切割起始点集合P中的位置不变；

步骤C：利用蚂蚁算法得到蚂蚁从所述刀具原点开始走完所有裁片的切割点的当前路径，建立蚂蚁访问顺序集合，并依据所述蚂蚁访问顺序集合内元素的顺序计算出第二空跑行程L_k；

所述步骤C包括：

步骤C1：用表示第k只蚂蚁在t时刻从第i个裁片转移到第j个裁片的概率，其公式为：

其中，allowed_k为第k只蚂蚁下一步允许的选择，α为信息启发式因子，β为期望启发式因子，τ_ij(t)为t时刻从第i个裁片转移到第j个裁片的信息素，η_ij(t)为t时刻从第i个裁片转移到第j个裁片的启发函数，η_ij(t)是t时刻第i个裁片和第j个裁片之间的距离的倒数，S为第k只蚂蚁停留的终点裁片，τ_is(t)为t时刻从第i个裁片转移到终点裁片的信息素，η_is(t)为t时刻从第i个裁片转移到终点裁片的启发函数；

步骤C2：根据概率选择第j个裁片,直到第k只蚂蚁访问完所有所述裁片，按照第k只蚂蚁访问所述裁片的顺序建立蚂蚁访问顺序集合，并依据所述蚂蚁访问顺序集合内元素的顺序算出刀具的第二空跑行程L_k；

步骤D：比较所述第一空跑行程L₀和所述第二空跑行程L_k的大小；

当所述第二空跑行程L_k小于所述第一空跑行程L₀时，所述第二空跑行程L_k对应的所述蚂蚁访问顺序集合覆盖所述切割顺序集合，成为新的切割顺序集合；

当所述第二空跑行程L_k大于或等于所述第一空跑行程L₀时，所述切割顺序集合不变；

步骤E：输出所述切割顺序集合作为切割路径；

在所述步骤D和步骤E之间还包括步骤F；

所述步骤F为：比较第k只蚂蚁对应的第二空跑行程L_k和第k+1只蚂蚁的第二空跑行程L_k+1的大小；

当所述第二空跑行程L_k+1小于所述第二空跑行程L_k时，所述第二空跑行程L_k+1对应的所述蚂蚁访问顺序集合覆盖所述切割顺序集合成为新的切割顺序集合；

当所述第二空跑行程L_k+1大于或等于所述第二空跑行程L_k时，所述切割顺序集合不变；

在所述步骤F和步骤E之间还包括步骤G；

所述步骤G为：在所有蚂蚁访问完所有裁片后，更新信息素，其公式为：

τ_ij(t+c)＝ρ.τ_ij(t)+Δτ_ij

其中，τ_ij(t+c)为t+c时刻从第i个裁片转移到第j个裁片的信息素，ρ为信息挥发系数，0＜ρ≤1，Δτ_ij为从第i个裁片转移到第j个裁片的轨迹边上留下的单位长度轨迹信息素，为第k只蚂蚁从第i个裁片转移到第j个裁片的轨迹边上留下的单位长度轨迹信息素，m为蚂蚁总数。