一种分支线缆自动布局方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 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】
[0002] 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。
[0003]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。
[0004] 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】
[0005] 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。
[0006] 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：
[0007] 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；
[0008] 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；
[0009] 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；
[0010]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。
[0011]其中，所述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，包括：
[0012] 根据所述分支线缆接插端子的位置信息和最小斯坦纳生成树SMT算法，得到斯坦 纳点，其中，所述斯坦纳点为使得所有所述分支线缆接插端子相连路径最短的点；
[0013] 获取所述斯坦纳点与距离该斯坦纳点最近的障碍物发生碰撞时，所述障碍物表面 的碰撞点的位置信息；
[0014] 根据所述障碍物表面的碰撞点的位置信息，确定所述求解空间中分支线缆的分支 点的位置。
[0015] 其中，所述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，包括：
[0016] 根据所述分支线缆接插端子的位置信息及所述分支点的位置信息，将所述分支线 缆接插端子和所述分支点作为采样点加入到路径图中；
[0017] 根据随机采样算法在所述求解空间中获取初始采样点；
[0018] 获取初始采样点与距离该初始采样点最近的障碍物发生碰撞时，所述障碍物表面 的碰撞点的位置信息；
[0019] 根据所述障碍物表面的碰撞点的位置信息，确定所述求解空间中障碍物表面的新 的米样点；
[0020] 根据所述新的采样点与路径图中距离所述新的采样点最近的点之间的距离，将所 述新的采样点加入到所述路径图中；
[0021] 在所述路径图中获取所述新的采样点的邻居节点集，所述邻居节点集为所述路径 图中距离所述新的采样点预设范围内的点的集合；
[0022] 将所述邻居节点集与所述新的采样点连接成边，并将不干涉的边加入到路径图 中，生成覆盖于所述求解空间障碍物表面的线缆布局路径图。
[0023] 其中，所述根据所述新的采样点与路径图中距离所述新的采样点最近的点之间的 距离，将所述新的采样点加入到所述路径图中，包括：
[0024]若所述新的采样点与所述路径图中距离所述新的采样点最近的点的距离大于预 设阈值，则将所述新的采样点加入到所述路径图中。
[0025] 其中，所述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，包 括：
[0026] 在所述线缆布局路径图中获取连接所述分支线缆接插端子和所述分支点的最短 路径图；
[0027] 对所述最短路径图进行拟合处理，获得线缆模型并作为布局设计结果输出。
[0028] 本发明还提供了一种分支线缆自动布局装置，包括：
[0029] 获取模块，用于根据产品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；
[0030] 确定模块，用于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；
[0031] 生成模块，用于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；
[0032] 处理模块，用于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。
[0033]其中，所述确定模块包括：
[0034]第一确定子模块，用于根据所述分支线缆接插端子的位置信息和最小斯坦纳生成 树SMT算法，得到斯坦纳点，其中，所述斯坦纳点为使得所有所述分支线缆接插端子相连路 径最短的点；
[0035]第一获取子模块，用于获取所述斯坦纳点与距离该斯坦纳点最近的障碍物发生碰 撞时，所述障碍物表面的碰撞点的位置信息；
[0036]第二确定子模块，用于根据所述障碍物表面的碰撞点的位置信息，确定所述求解 空间中分支线缆的分支点的位置。
[0037]其中，所述生成模块包括：
[0038] 第一采集子模块，用于根据所述分支线缆接插端子的位置信息及所述分支点的位 置信息，将所述分支线缆接插端子和所述分支点作为采样点加入到路径图中；
[0039] 第二获取子模块，用于根据随机采样算法在所述求解空间中获取初始采样点；
[0040] 第三获取子模块，用于获取初始采样点与距离该初始采样点最近的障碍物发生碰 撞时，所述障碍物表面的碰撞点的位置信息；
[0041] 第三确定子模块，用于根据所述障碍物表面的碰撞点的位置信息，确定所述求解 空间中障碍物表面的新的采样点；第二采集子模块，用于根据所述新的采样点与路径图中 距离所述新的采样点最近的点之