[发明专利]舱体空间内柔性管线路径规划方法、系统及设备

权利要求书

1.一种舱体空间内柔性管线路径规划方法，其特征在于：包括：

建立舱体空间的三维模型，建立坐标系并确定柔性管线的路径规划起始点坐标和终止点坐标；

基于柔性管线的最小弯曲半径和路径优化算法的步长确定所述柔性管线的最大弯曲角度约束；

基于所述柔性管线的长度，确定所述柔性管线的固定方式和空间约束方式；

基于角度约束和空间约束的路径优化算法对所述柔性管线路径进行寻优，获取舱体空间内柔性管线的最佳管线路径。

2.根据权利要求1所述的舱体空间内柔性管线路径规划方法，其特征在于：所述舱体空间的三维模型包括舱体外壳的三维模型、舱体内障碍物的三维模型、舱体内柔性管线连接部件的三维模型。

3.根据权利要求1或2所述的舱体空间内柔性管线路径规划方法，其特征在于：所述坐标系为用于确定舱体内空间相对位置的坐标系；所述柔性管线的路径规划的起始点和终止点为所述柔性管线的两个端点，其中任意一个所述端点作为路径规划的起始点或终止点。

4.根据权利要求1所述的舱体空间内柔性管线路径规划方法，其特征在于：所述基于柔性管线的最小弯曲半径和算法步长确定所述柔性管线的最大弯曲角度约束的一种方式为：

其中，θ_max为最大弯曲角度约束，L_step为路径优化算法的步长，R_min为柔性管线的最小弯曲半径。

5.根据权利要求1所述的舱体空间内柔性管线路径规划方法，其特征在于：所述基于所述柔性管线的长度，确定所述柔性管线的固定方式和空间约束方式包括：

在所述柔性管线的起始点和终止点的相对空间距离大于第一预设距离时，所述固定方式采用贴舱体内壁的固定方式，所述空间约束方式采用避障约束方式和贴舱体内壁的约束方式；

在所述柔性管线的起始点和终止点的相对空间距离小于等于所述第一预设距离时，所述固定方式采用不贴舱体内壁的固定方式，所述空间约束方式采用避障约束方式。

6.根据权利要求1所述的舱体空间内柔性管线路径规划方法，其特征在于：所述路径优化算法采用A*算法、Dijkstra算法或BFS算法；所述路径优化算法中的角度约束为对搜索空间内下一个搜索步与前一个搜索步之间的夹角约束；所述路径优化算法中的空间约束为对柔性管线空间避障的约束和贴舱体内壁固定约束。

7.一种舱体空间内柔性管线路径规划系统，其特征在于：包括：

三维模型模块，用于建立舱体空间的三维模型，建立坐标系并确定柔性管线的路径规划起始点坐标和终止点坐标；

最大弯曲角度约束获取模块，用于基于柔性管线的最小弯曲半径和路径优化算法的步长确定所述柔性管线的最大弯曲角度约束；

固定和约束方式确定模块，用于基于所述柔性管线的长度，确定所述柔性管线的固定方式和空间约束方式；

路径寻优模块，用于基于角度约束和空间约束的路径优化算法对所述柔性管线路径进行寻优，获取舱体空间内柔性管线的最佳管线路径。

8.根据权利要求7所述的舱体空间内柔性管线路径规划系统，其特征在于：所述最大弯曲角度约束获取模块确定所述柔性管线的最大弯曲角度约束的一种方式为：

其中，θ_max为最大弯曲角度约束，L_step为路径优化算法的步长，R_min为柔性管线的最小弯曲半径。

9.根据权利要求7所述的舱体空间内柔性管线路径规划系统，其特征在于：所述固定和约束方式确定模块确定所述柔性管线的固定方式和空间约束方式包括：

在所述柔性管线的起始点和终止点的相对空间距离大于第一预设距离时，所述固定方式采用贴舱体内壁的固定方式，所述空间约束方式采用避障约束方式和贴舱体内壁的约束方式；

在所述柔性管线的起始点和终止点的相对空间距离小于等于所述第一预设距离时，所述固定方式采用不贴舱体内壁的固定方式，所述空间约束方式采用避障约束方式。

10.一种电子设备，其特征在于：包括存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于运行所述计算机程序以实现如权利要求1至权利要求6任一权利要求所述的舱体空间内柔性管线路径规划方法的步骤。