• CN:11-2187/TH
  • ISSN:0577-6686

机械工程学报 ›› 2018, Vol. 54 ›› Issue (15): 160-170.doi: 10.3901/JME.2018.15.160

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基于LTL-PRM算法的分支管路自动布局方法

马江涛, 刘检华, 徐联杰, 吴宏超, 徐金宝   

  1. 北京理工大学机械与车辆学院 北京 100081
  • 收稿日期:2017-08-11 修回日期:2017-12-08 出版日期:2018-08-05 发布日期:2018-08-05
  • 通讯作者: 刘检华(通信作者),男,1977年出生,教授,博士研究生导师。主要研究方向为数字化装配技术。E-mail:jeffliu@bit.edu.cn
  • 作者简介:马江涛,男,1993年出生,博士研究生。主要研究方向为线缆与管路的装配规划与仿真技术。E-mail:bitmjt@bit.edu.cn;徐联杰,男,1990年出生,硕士研究生。主要研究方向为管路自动布局技术。E-mail:xulianjie1234@163.com;吴宏超,男,1991年出生,硕士研究生。主要研究方向为管路自动布局与优化技术;徐金宝,男,1991年出生,硕士研究生。主要研究方向为分支线缆自动布局技术。
  • 基金资助:
    国防基础科研资助项目(JCKY2016204A502,JCKY2017204B502)。

Method of Automatic Branch-pipe Routing Based LTL-PRM Algorithm

MA Jiangtao, LIU Jianhua, XU Lianjie, WU Hongchao, XU Jinbao   

  1. School of Mechanical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081
  • Received:2017-08-11 Revised:2017-12-08 Online:2018-08-05 Published:2018-08-05

摘要: 针对非正交分支管路的自动布局问题,提出一种基于局部二次学习概率路径图算法(LTL-PRM)的分支管路自动布局方法,该方法首先采用回溯算法计算出端点之间的最小斯坦纳树,并对其中的斯坦纳点位置进行优化处理,从而获得管路系统的分支点位置,在此基础上通过局部二次学习构建路径图,并利用DIJKSTRA算法搜索出各分支管路的最短路径,最后对搜索出的路径进行优化,从而获得分支管路的最终布局结果。基于此方法,开发了管路自动布局设计软件系统并进行了实例分析,验证了该方法的可行性。

关键词: DIJKSTRA算法, LTL-PRM算法, 分支管路, 自动布局, 最小斯坦纳树

Abstract: A local twice learning probabilistic roadmap method(LTL-PRM) for the problem of non-orthogonal branch pipe automatic layout is proposed. Firstly, a minimum Steiner tree between endpoints is calculated by the backtracking algorithm. After the optimization of Steiner points, the positions of branch points of the branch pipe are acquired. Then, based on the basic PRM, a roadmap is constructed by local twice learning and the DIJKSTRA algorithm is used to search out the shortest un-collision path of each branch. Finally, the layout of the branch pipe is obtained after optimizing the initial path. The method is implemented in a prototype system and demonstrated by typical cases.

Key words: auto layout, branch pipe, DIJKSTRA algorithm, LTL-PRM algorithm, minimum Steiner tree

中图分类号: