一种线束图导线接点最优位置的快速计算方法及装置

摘要

本发明涉及一种线束图导线接点最优位置的快速计算方法及装置，计算线束图涉及到的局部所有分支和节点；初始化导线接点对象和导线路径管理器；将各插件节点合并到最邻近的分支节点上；对导线接点对象进行迭代合并，每次迭代合并1个导线接点对象，直至导线接点对象数量达到设定值。本发明能够快速计算获得导线接点的最优位置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种线束图导线接点最优位置的快速计算方法及装置。

背景技术

线束系统对汽车、飞机等交通工具电气功能的实现起着至关重要且不可替代的作用。随着电器设备越来越多、电气功能越来越来越丰富，线束系统也随之变得较为庞大、复杂，很多电器设备之间的导线连接通过一个或多个导线接点的方式连接在一起。线束图设计时，导线接点位置除了满足线束工艺、规范要求之外，还应使其连接的导线长度总和尽可能最短，即最优位置。

复杂线束系统的导线接点数量几十个，甚至更多。如果采用人工逐一计算导线接点的最优位置，毫无疑问将会耗费大量人力，而且准确率难以保证。如果采用简单、暴力计算对比每个位置时导线长度是否更短的方式，计算量会非常庞大，且当导线连接通过多个导线接点连接在一起时，计算将更加复杂。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种线束图导线接点最优位置的快速计算方法及装置，能够快速计算获得导线接点的最优位置。

基于同一发明构思，本发明具有两个独立的技术方案：

1、一种线束图导线接点最优位置的快速计算方法，包括：

步骤1：计算线束图涉及到的局部所有分支和节点；

步骤2：初始化导线接点对象和导线路径管理器；

步骤3：将各插件节点合并到最邻近的分支节点上；

步骤4：对导线接点对象进行迭代合并，每次迭代合并1个导线接点对象，直至导线接点对象数量达到设定值。

进一步地，步骤2中，初始化导线接点对象时，将局部所有分支上的插件节点和分支节点定义为导线接点对象；所述插件节点是指用于连接电器部件的接插件所处的节点，该节点位于分支的末端；所述分支节点是指该节点连接的分支数量大于或等于3。

进一步地，步骤2中，初始化导线路径管理器时，将所有A导线路径对象添加到导线路径管理器中，所述A导线路径对象是指连接两个导线接点对象之间的路径，可以由1个、2个或多个线段组成，每个A导线路径对象包括线段的数量、每个线段的长度、每个线段的编号及涉及的两个导线接点对象。

进一步地，步骤3中，将插件节点合并到最邻近的分支节点后，将插件节点所对应的A导线路径对象从导线路径管理器中删除，将插件节点所对应的A导线路径对象作为合并优化后导线接点对象S

进一步地，步骤4中，当 S

进一步地，步骤4中，选取被合并导线接点对象的策略为，

首先，距离最邻近导线接点对象的导线路径长度最小者优先；所述导线路径长度，基于导线接点对象所对应的A导线路径对象、B导线路径对象计算获得；

其次，位于局部分支的末端者优先；

再次，作为最邻近接点对象的次数少者优先；最后，涉及的导线路径对象数量少者优先。

进一步地，步骤4中，将被合并的导线接点对象作为备用导线接点对象。

进一步地，步骤4中，每次迭代合并1个导线接点对象后，当被合并导线接点对象和合并优化后导线接点对象之间的分支上存在备用导线接点对象时，判断合并优化后导线接点对象移动至备用导线接点对象时的导线路径长度L，当所述导线路径长度L短于未移动时的导线路径长度L

2、一种线束图导线接点最优位置的快速计算装置，用于上述的方法。

本发明具有的有益效果：

本发明以最短“步长”值的导线接点对象作为被合并导线接点对象的合并优化核心策略（最短“步长”值，即，该导线接点对象距离最邻近导线接点对象的导线路径长度最小），通过迭代“合并”导线接点对象的方法，计算出导线接点最优位置，使本发明的计算方法具有方向性，简化了计算模型，大大降低了计算复杂度。与现有的简单、暴力计算每个位置时导线长度是否更短的方式相比，采用本发明方法能够实现快速计算导线接点最优位置，同时还可以获取导线以及导线接点对象之间的最优连接关系。

本发明每次迭代合并1个导线接点对象后，当被合并导线接点对象和合并优化后导线接点对象之间的分支上存在备用导线接点对象时，判断合并优化后导线接点对象移动至备用导线接点对象时的导线路径长度L，当所述导线路径长度L短于未移动时的导线路径长度L

本发明选取被合并导线接点对象的整体策略为，首先，距离最邻近导线接点对象的导线路径长度最小者优先；所述导线路径长度，基于导线接点对象所对应的A导线路径对象、B导线路径对象计算获得；位于局部分支的末端者优先；再次，作为最邻近接点对象的次数少者优先；最后，涉及的导线路径对象数量少者优先。本发明通过上述整理策略进一步保证导线接点最优位置计算的快速性和准确性。

本发明设置导线路径管理器，从导线路径管理器中可方便获取指定导线接点对象的所有邻近导线接点对象和相应的导线路径对象，每次迭代“合并”、“移动”导线接点对象时，相应地对导线路径管理器中的导线路径对象进行修改，进一步提高导线接点最优位置计算的计算速度。

附图说明

图1 是本发明方法流程图；

图2 是本发明具体实施例的局部所有分支和节点示意图；

图3 是本发明具体实施例的导线接点对象示意图；

图4 是本发明具体实施例的处于导线终端的接点对象合并优化后示意图；

图5 是本发明具体实施例的第1次迭代后示意图；

图6是本发明具体实施例的第2次迭代后示意图；

图7是本发明具体实施例的第3次迭代后示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示的实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

实施例一：

线束图导线接点最优位置的快速计算方法

如图1所示，包括如下步骤：

步骤1:计算线束图涉及到的局部所有分支和节点

根据输入需求，采用发明专利《一种线束图导线路径快速计算方法》（公开号：CN110569578A）中的导线路径计算方法，以几何距离趋近目标终点为方向的递归搜索和迭代排除的方法快速计算所有的导线路径，从而计算出涉及到的局部所有分支和节点。

如图5所示，线束图简化示意图中，每一段为一个分支，A、B、C、D、E、F、G和H为连接电器部件的接插件所处的终端节点为“插件节点”。本具体实施例以多根导线采用2个导线接点将上述8个“插件节点”连接在一起时，计算这2个导线接点的最优位置为例进行介绍。

采用上述递归搜索和迭代排除的方法快速计算出从A到B、从A到C、从A到D、从A到E、从A到F、从A到G、从A到H的所有导线路径，从而计算出涉及到的局部所有分支（黑色部分线段，L1、L2、L3等）和节点（圆圈表示），如图2所示。灰色部分表示不在该局部所有分支和节点范围内。各分支的长度假定分别为：L1：15mm；L2：30mm；L3：50mm；L4：30mm；L5：20mm；L6：10mm；L9：50mm；L7：30mm；L8：20mm；L10：35mm；L11：35mm；L12：20mm；L13：30mm；L14：20mm；L15：30mm；L16：30mm；L17：60mm；L18：30mm；L19：50mm；L20：30mm；L21：30mm。

步骤2：初始化导线接点对象和导线路径管理器

初始化导线接点对象时，将局部所有分支上的插件节点和分支节点定义为导线接点对象；所述插件节点是指用于连接电器部件的接插件所处的节点，该节点位于分支的末端；所述分支节点是指该节点连接的分支数量大于或等于3。

初始化导线路径管理器时，将所有A导线路径对象添加到导线路径管理器中，所述A导线路径对象是指连接两个导线接点对象之间的路径，可以由1个、2个或多个线段组成，每个A导线路径对象包括线段的数量、每个线段的长度、每个线段的ID编号及涉及的两个导线接点对象ID。

本具体实施例中，在上述8个“插件节点”处分别创建一个导线接点对象，该节点ID作为该接点对象的ID，该节点坐标作为该接点对象所在坐标，设置该接点对象所处节点为导线终端，是目前局部所有分支的末端，并将空的导线路径对象（其主ID为该“终端节点”ID）添加到该接点对象，并重置该接点对象其他信息为默认状态。如图3中的S1（具有1个导线路径对象，其主ID为A）、S3（具有1个导线路径对象，其主ID为B）、S5（具有1个导线路径对象，其主ID为C）、S8（具有1个导线路径对象，其主ID为D）、S9（具有1个导线路径对象，其主ID为E）、S10（具有1个导线路径对象，其主ID为F）、S12（具有1个导线路径对象，其主ID为G）和S13（具有1个导线路径对象，其主ID为H）所示。

然后，对所有节点逐一判断是否为“分支点节点”。“分支点节点”的判断依据是，在该局部所有分支中该节点连接的分支数量大于或等于3。在“分支点节点”处创建一个导线接点对象，该节点ID作为该导线接点对象的ID，该节点坐标作为其所在坐标，处于目前局部所有分支中非末端，并重置该接点对象其他信息为默认状态。如图3中的S2、S4、S6、S7和S11所示。

如图3所示，导线路径管理器中的A导线路径对象有：S1-S2(导线接点对象S1和导线接点对象S2之间的导线路径对象（对应的“步数”），下同): L1+L2+L3；S2-S4: L6；S2-S3:L4+L5；S4-S5: L7+L8；S4-S6: L9；S6-S7: L10+L11；S7-S8: L12；S7-S9: L13+L14；S7-S10:L15+L16；S6-S11: L17+18；S11-S12: L19；S11-S13: L20-L21。

从导线路径管理器中可方便获取指定接点对象的所有邻近导线接点对象和“步数”，进一步加快了计算速度。方法如下：

对导线路径管理器中所有导线路径对象进行逐一判断，如某导线路径对象的两端任一ID与指定接点对象ID相同，则该导线路径对象的另一端ID即为邻近接点ID，其导线路径即为“步数”。比如，可方便获取接点对象S2的邻近接点对象，分别为S1、S3、S4，对应“步数”分别为L1+L2+L3、L4+L5、L6。

步骤3：将各插件节点合并到最邻近的分支节点上

将插件节点合并到最邻近的分支节点后，将插件节点所对应的A导线路径对象从导线路径管理器中删除，将插件节点所对应的A导线路径对象作为合并优化后导线接点对象S

本具体实施例中，如图3、图4所示，以插件节点S1（A）、S3（B）（导线接点对象S1（A）、S3（B））合并到最邻近分支节点S2（导线接点对象S2）为例进行说明：

A．获取导线接点对象S1的最邻近导线接点对象S2和导线接点对象S1所对应的A导线路径对象，所述对应的A导线路径对象（对应的“步数”）为S1-S2导线路径对象L1+L2+L3。

B．对导线路径管理器中的所有A导线路径对象进行逐一判断、操作：将S1-S2的A导线路径对象（L1+L2+L3）从导线路径管理器中删除。

C．将导线接点对象S1（A）对应的A导线路径对象（L1+L2+L3）作为合并优化后导线接点对象S

D．因为导线接点对象S1处于目前局部所有分支的末端，则将上述“步数”对应分支中的末端分支（L1、L2、L3）从目前局部所有分支中删除。

E．删除被合并的导线接点对象S1，并将其作为备用的导线接点对象。

F．判断合并的导线接点对象S2处于目前局部所有分支的非末端，并更新其状态。

G．导线接点对象S3（B）采用上述同样方式合并到S2。

将S1、S3合并到S2之后，接点对象S2处于目前局部所有分支的末端，并再次更新其状态。

待所有插件节点（导线接点对象）S1、S3、S5、S8、S9、S10、S12和S13，合并优化之后，如图4所示。

此时，导线接点对象有5个：S2（具有2个B导线路径对象：A(L1+L2+L3)、B(L4+L5)）、S4（具有1个B导线路径对象：C(L7+L8)）、S6、S7（具有3个B导线路径对象：D(L12)、E(L13+L14)、F(L15+L16)）、S11（具有2个B导线路径对象：G(L19) H(L20+L21)）。

此时，导线路径管理器中的A导线路径对象有：S2-S4: L6；S4-S6: L9；S6-S7: L10+L11；S6-S11: L17+18。

步骤4：对导线接点对象进行迭代合并，每次迭代合并1个导线接点对象，直至导线接点对象数量达到设定值

当 S

每次迭代合并1个导线接点对象后，当被合并导线接点对象和合并优化后导线接点对象之间的分支上存在备用导线接点对象时，判断合并优化后导线接点对象移动至备用导线接点对象时的导线路径长度L，当所述导线路径长度L短于未移动时的导线路径长度L

选取被合并导线接点对象的策略为，

首先，距离最邻近导线接点对象的导线路径长度最小者优先；所述导线路径长度，基于导线接点对象所对应的A导线路径对象、B导线路径对象计算获得；

其次，位于局部分支的末端者优先；

再次，作为最邻近接点对象的次数少者优先；最后，涉及的导线路径对象数量少者优先。

本具体实施例中，第一次迭代“合并”、“移动”过程如下：

当前导线接点对象的数量为5。

首先，对所有导线接点对象计算，获得其与最邻近导线接点对象的导线路径长度（最小“步长”）、最邻近导线接点对象、最短 “步数”（与最邻近导线接点对象的导线路径）等信息，并根据上述被合并导线接点对象的策略排序策略，进行排序：

导线接点对象S2：最小“步长”为10mm；最短“步数”为-L6（导线路径管理器中的“步数”）+L6（导线路径对象A的“步数”）+L6（导线路径对象B的“步数”）；最邻近导线接点对象为S4；位于末端；作为最邻近接点对象1次。

导线接点对象S4：最小“步长”为10mm；最短“步数”为+L6（导线路径对象C的“步数”）；最邻近接点对象为S2；位于非末端；作为最邻近接点对象2次。

导线接点对象S6：最小“步长”为50mm；最短“步数”为+L9（导线路径管理器中的“步数”）；最邻近接点对象为S4；位于非末端；作为最邻近接点对象2次。

以此类推，

导线接点对象S11：最小“步长”为90mm；最短“步数”为-L17-L18+(+L17+L18)*2；最邻近接点对象为S6；位于末端；作为最邻近接点对象0次。

导线接点对象S7：最小“步长”为140mm；最短“步数”为-L10-L11+(+L10+L11)*3；最邻近接点对象为S6；位于末端；作为最邻近接点对象0次。

根据被合并导线接点对象的策略，S2的最小“步长”最小，因此，被合并导线接点对象应为S2，S2的最邻近接点对象S4作为本次迭代最优接点对象，S2的最短“步数”（-L6+L6+L6=+L6）作为本次迭代的合并“步数”。将被合并接点对象S2合并优化到最优接点对象S4上，如图5所示。

最优接点对象S4和被合并接点对象S2之间合并时“步数”上没有备用导线接点对象，因此，不需考虑将S4“移动”。

最后，删除末端分支L6；将接点对象S2作为备用接点对象；最优接点对象S4位于末端。

当 S

此时，导线接点对象有4个：S4（具有3个导线路径对象：A

此时，导线路径管理器中的导线路径对象有：S4-S6: L9；S6-S7: L10+L11；S6-S11: L17+18。

第二次迭代“合并”、“移动”过程如下：

当前导线接点对象的数量为4。与第一次迭代“合并”原理相同。

首先，对所有导线接点对象计算，获得其与最邻近导线接点对象的路径长度（最小“步长”）、最邻近导线接点对象、最短 “步数”（与最邻近导线接点对象的“步数”）等信息，并根据上述被合并导线接点对象的策略排序策略，进行排序：

导线接点对象S6：最小“步长”为50mm；最短“步数”为+L9（导线路径管理器中的“步数”）；最邻近接点对象为S4；位于非末端；作为最邻近接点对象3次。

导线接点对象S11：最小“步长”为90mm；最短“步数”为-L17-L18+(+L17+L18)*2；最邻近接点对象为S6；位于末端；作为最邻近接点对象0次。

导线接点对象S4：最小“步长”为100mm；最短“步数”为-L9+(+L9)*3；最邻近接点对象为S6；位于末端；作为最邻近接点对象1次。

导线接点对象S7：最小“步长”为140mm；最短“步数”为-L10-L11+(+L10+L11)*3；最邻近接点对象为S6；位于末端；作为最邻近接点对象0次。

根据被合并导线接点对象的策略，S6的最小“步长”最小，因此，被合并导线接点对象应为S6，其最邻近接点对象S4作为本次迭代最优接点对象，其最短“步数”（+L9）作为本次迭代的合并“步数”。

将被合并导线接点对象S6合并优化到最优接点对象S4上，如图6所示。将导线接点对象S6作为备用接点对象；最优接点对象S4位于末端。最优接点对象S4和被合并接点对象S6之间合并时“步数”上的没有备用导线接点对象，不需考虑S4 “移动”。

此时，导线接点对象有3个：S4（具有3个导线路径对象：

A

接点间导线路径管理器中的导线路径对象有：S4-S7: L10+L11+L9；S4-S11: L17+18+L9。

第三次迭代“合并”、“移动”过程如下：

当前导线接点对象的数量为3。与第一次、第二次迭代“合并”原理相同。

首先，对所有导线接点对象计算其最小“步长”、最邻近接点对象、最短“步数”等信息，并根据导线接点对象排序策略，进行排序：

导线接点对象S11：最小“步长”为140mm；最短“步数”为-L18-L17-L9 +(+L18+L17+L9)*2；最邻近接点对象为S4；位于末端；作为最邻近接点对象0次。

导线接点对象S7：最小“步长”为240mm；最短“步数”为-L11-L10-L9 +(+L11+L10+L9)*3；最邻近接点对象为S4；位于末端；作为最邻近接点对象1次。

导线接点对象S4：最小“步长”为260mm；最短“步数”为-L9-L10-L11+L10+L11-L9 +(+L9+L10+L11)*3；最邻近接点对象为S7；位于末端；作为最邻近接点对象2次。

根据被合并导线接点对象的策略，S11的最小“步长”最小，因此，被合并导线接点对象应为S11，将被合并导线接点对象S11合并优化到最优接点对象S4上。

导线接点对象S11作为被合并优化接点对象，其最邻近接点对象S4作为本次迭代最优接点对象，其最短“步数”（+L18+L17+L9）作为本次迭代的合并“步数”。将被合并导线接点对象S11合并优化到最优接点对象S4上，如图7所示。将“步数”（+L18+L17+L9）对应分支中的末端分支（L18、L17）从目前局部所有分支中删除。

然后，获取最优接点对象S4和被合并接点对象S11之间合并时“步数”上的所有备用接点对象S6，及其距离最优接点对象S4之间的“步数”（+L9）。

此时，导线接点对象有2个：S4（具有5个导线路径对象：A(L1+L2+L3+L6)、B(L4+L5+L6)、C(L7+L8+L6)、G(L19+L18+L17+L9) H(L20+L21+L18+L17+L9)）、S7（具有3个导线路径对象：D(L12)、E(L13+L14)、F(L15+L16)）。

导线路径管理器中的导线路径对象有：S4-S7: L10+L11+L9。

最后，根据备用接点对象S6和对应“步数”（+L9），分析该最优接点对象S4如果按照对应“步数”移动到备用接点对象S6对应的节点处，导线路径是否更短：

获取该最优接点对象S4如果移动对应“步数”（+L9），相应导线路径对象总长度变化的“步长”为：-L9+(+L9)*3+(-L9)*2=0。因为，“步长”等于0mm，则不需要进行移动操作。

当前所有导线接点对象的数量2，等于目标接点数量，不需要再进行合并优化，停止迭代。

此时，“合并”、“移动”后的接点对象S4、S7的坐标即是最优位置。同时，通过导线接点对象S4、S7，可以获取最优导线连接关系；通过导线路径管理器，可以获取导线接点对象之间的最优连接关系。

根据导线接点最优位置，为了满足线束工艺、规范要求，可以根据实际情况在上述最优位置基础上进行微调。

利用本发明的方法对本具体实施例只需迭代3次即可计算2个导线接点对象的最有位置，实现了线束图中导线接点最优位置的快速计算。

实施例二：

线束图导线接点最优位置的快速计算装置

所述装置用于执行上述方法。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。