專利名稱：發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的一種管道敷設(shè)技術(shù)領(lǐng)域的系統(tǒng)，特別是一種發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
發(fā)動(dòng)機(jī)外部有數(shù)以百計(jì)的導(dǎo)管和電纜以及各種形式的卡箍，導(dǎo)管空間走向非 常復(fù)雜，因此管道敷設(shè)工作非常復(fù)雜。而且由于集成了全部發(fā)動(dòng)機(jī)零組件，導(dǎo)管 空間曲線的確定很困難。管道敷設(shè)時(shí)，要考慮導(dǎo)管和導(dǎo)管、導(dǎo)管和附件之間的最 小距離要求以及對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)外廓尺寸限制。目前發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)依然主要依靠設(shè)計(jì) 人員人工知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)甚至是直覺，通過試制金屬樣機(jī)的試驗(yàn)方法對(duì)管道敷設(shè)的結(jié) 果予以驗(yàn)證，工作量繁重。發(fā)動(dòng)機(jī)管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)不同于一般系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是大量建 立在知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的復(fù)雜綜合系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)管道系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度巨大，邏 輯復(fù)雜，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面管道數(shù)量巨大 一般發(fā)動(dòng)機(jī)包括100 200余 根管道，數(shù)百個(gè)固定管道的卡箍，數(shù)十組線纜；需要在受限狹小不規(guī)則空間進(jìn)行 三維走向敷設(shè)，長(zhǎng)短不一、粗細(xì)不等、多層次交叉；附件多功能復(fù)雜發(fā)動(dòng)機(jī)的 外部附件數(shù)量多達(dá)50余個(gè)，系統(tǒng)復(fù)雜，結(jié)構(gòu)外形不規(guī)則，實(shí)現(xiàn)功能包括燃油供應(yīng)、 潤(rùn)滑、冷卻、防冰、控制、傳動(dòng)、液壓動(dòng)作、信號(hào)傳輸?shù)?；多種工藝要求管道 系統(tǒng)需要滿足制造工藝、安裝、維護(hù)和更換要求、振動(dòng)及強(qiáng)度要求、熱力疲勞及 熱變形要求和電氣要求等；多學(xué)科交叉管道的設(shè)計(jì)計(jì)算涉及流體力學(xué)、熱力學(xué)、 材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、振動(dòng)力學(xué)、控制學(xué)、測(cè)試技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)和制造技 術(shù)等多種學(xué)科。某些要求嚴(yán)格的管道還涉及流固耦合等復(fù)雜熱力計(jì)算。
經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，日本德島大學(xué)科技學(xué)院的Ito， Teruaki在
《Journal of Intelligent Manufacturing))(智能制造期刊)(1999年3月第 一其月)上發(fā)表的("Genetic algorithm approach to piping route path planning")
(用于管道敷設(shè)規(guī)劃的遺傳方法)，該文中首先提出在管道敷設(shè)規(guī)劃中使用遺傳 方法，在二維平面內(nèi)搜索管道的最優(yōu)路徑取得了進(jìn)展。但該編碼方式和遺傳操作算子，導(dǎo)致在雜交和變異操作中產(chǎn)生了大量的非法解，引起十分繁瑣的修補(bǔ)工作， 影響了方法的收斂性能，該方法只考慮管道路徑最短，只解決了管道的物理干涉 問題，但并沒有顧及管道系統(tǒng)的實(shí)際工藝要求和普通技術(shù)人員實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有管道敷設(shè)技術(shù)中的不足，提出了一種發(fā)動(dòng)機(jī)管道 敷設(shè)系統(tǒng)，根據(jù)多種管道敷設(shè)約束條件在更短的時(shí)間內(nèi)解決管道敷設(shè)繞障的最短 路徑問題，有效解決復(fù)雜管道敷設(shè)問題。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明包括接口模塊、三維敷設(shè)空間 的二維展開模塊、管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊、不可敷設(shè)區(qū)域圖生成模塊、 凸包繞障計(jì)算模塊，其中
接口模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)與三維設(shè)計(jì)軟件之間的數(shù)據(jù)交換，將 三維設(shè)計(jì)軟件中的設(shè)計(jì)參數(shù)生成發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)能夠識(shí)別的TXT文本格式并 進(jìn)行儲(chǔ)存，將發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)得到的管道敷設(shè)結(jié)果生成三維設(shè)計(jì)軟件能夠識(shí) 別的TXT文本格式并由三維設(shè)計(jì)軟件生成三維管道敷設(shè)模型；
三維敷設(shè)空間的二維展開模塊是指將發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的設(shè)計(jì)模型經(jīng)過接口模 塊轉(zhuǎn)化成TXT文本并從中提取幾何信息，沿發(fā)動(dòng)機(jī)軸流方向周向展開，將其原有 正交的笛卡兒坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成正交的柱坐標(biāo)，用二維方式表示三維的敷設(shè)空間；
管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊是指根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的設(shè)計(jì)模型的要求 以及管道屬性的要求進(jìn)行管道敷設(shè)區(qū)域的疏密識(shí)別和管道的敷設(shè)順序的設(shè)定，設(shè) 定的順序包括由內(nèi)而外分層順序、由密到疏分區(qū)域順序、由粗到細(xì)分管徑順序、 由短到長(zhǎng)順序；
不可敷設(shè)區(qū)域圖生成模塊是根據(jù)三維敷設(shè)空間的二維展開模塊和管道敷設(shè)密 集區(qū)域識(shí)別排序模塊得到的結(jié)果，將管道敷設(shè)的條件和約束轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一可見的不 可敷設(shè)區(qū)域圖表示在二維展開圖上，將每個(gè)條件和約束轉(zhuǎn)化為圖上的一個(gè)不可敷 設(shè)區(qū)域，每條管道在敷設(shè)前都會(huì)生成各自的不可敷設(shè)區(qū)域圖，不可敷設(shè)區(qū)域圖包 括該管道敷設(shè)的各種設(shè)計(jì)信息和約束信息；
凸包繞障計(jì)算模塊是指利用凸包方法獲得管道在不可敷設(shè)區(qū)域圖中繞障的最 短路徑并生成管道中心線軌跡。
所述的三維敷設(shè)空間的二維展開模塊，是指將三維笛卡兒空間模型用圓柱坐標(biāo)進(jìn)行兩位展開，將三維甚至更高維的問題映射到二維平面中予以解決，以降低 問題建模的復(fù)雜程度。對(duì)于常見的軸流式發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)和安裝艙都為類柱體， 而管道的敷設(shè)走向都在類柱面上，管道的中心線是在類柱面上形成的三維空間曲 線。因此，將發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的設(shè)計(jì)模型沿其軸流方向周向展開，將其原有正交 的笛卡兒坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成同樣正交的柱坐標(biāo)，即(x， y， z)變成(e， r， h)，其中以 x方向作為9的起點(diǎn)和終點(diǎn)。
所述的管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊，其按照由內(nèi)而外分層順序敷設(shè)管道， 具體如下對(duì)內(nèi)機(jī)匣表面到安裝短艙之間的空間沿r方向分成n+l個(gè)層，每根管 道根據(jù)每?jī)纱尉S修更換的平均間隔小時(shí)數(shù)由長(zhǎng)到短排序，根據(jù)數(shù)量級(jí)分配到n+l 個(gè)層里使每根管道都對(duì)應(yīng)一個(gè)層；相反的每個(gè)層都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的管道。敷設(shè)的時(shí)候 根據(jù)由內(nèi)層到外層的順序進(jìn)行，層別是管道敷設(shè)順序的第一因素。
所述的管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊，其按照由密到疏分區(qū)域順序敷設(shè)管 道，具體如下針對(duì)每一層，對(duì)其上的管道的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)連測(cè)地曲線，在柱 面展開后表現(xiàn)為直線段，求其相互的交點(diǎn)，具體采用輸出敏感算的平衡二分査找 樹方法，使用一條掃描線沿e或h增大方向進(jìn)行掃描，與當(dāng)前掃描線相交的每條 線段，都按照次序，存放在平衡二分査找樹T的某片葉子處，只要輸入始末點(diǎn)集S， 經(jīng)過計(jì)算就得到輸出S中各線段之間的所有交點(diǎn)及穿過各交點(diǎn)的線段信息。對(duì)其 沿(e， h)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，劃分以該層最粗管道直徑的三倍作為依據(jù)。每個(gè)始末點(diǎn) 及交點(diǎn)都落在某個(gè)(de， d h)的網(wǎng)格內(nèi)，根據(jù)每個(gè)區(qū)域內(nèi)包含的始末點(diǎn)和交點(diǎn)
個(gè)數(shù)對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行編號(hào)，數(shù)字越大表示交點(diǎn)越多，也意味著該區(qū)域管路越密集，先 敷設(shè)管路密集的區(qū)域，后敷設(shè)管道稀疏的區(qū)域。
所述的管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊，其按照由粗到細(xì)分管徑順序以及短
管優(yōu)先于長(zhǎng)管順序敷設(shè)管道，具體如下針對(duì)同一層同一密集區(qū)域的管道，先敷 設(shè)粗管后敷設(shè)細(xì)管，細(xì)管沿著粗管敷設(shè)，并用管卡固定在粗管上；對(duì)于相同直徑 的管路，則短管優(yōu)先于長(zhǎng)管，短管是指始末點(diǎn)連線段較短的管道。
所述的不可敷設(shè)區(qū)域圖生成模塊，是指將每個(gè)約束管道敷設(shè)的因素和條件都 轉(zhuǎn)化成空間上的一個(gè)區(qū)域劃分，將空間上管道不可以通過的區(qū)域用"1"，可以通 過的區(qū)域用"0"表示，"1"的區(qū)域是各種對(duì)管道敷設(shè)的約束，包括振動(dòng)、工藝、 維修等方面的條件，包括如下①不符合振動(dòng)要求的空間區(qū)域都被劃分為"1"區(qū)域，②將干涉維修孔和工藝孔的空間區(qū)域都劃分為"1"區(qū)域；③既可以是人為的 分層、分區(qū)域造成的，也可以是真實(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)附件障礙生成的，所有已經(jīng)存在的 物理障礙占據(jù)的空間和人為設(shè)置的不能通過的區(qū)域都被劃分為"1"區(qū)域，每個(gè)不 可敷設(shè)空間形成一個(gè)封閉的空間集合，其并集的補(bǔ)集就是該管道最終的三維可敷 設(shè)空間。
所述的凸包繞障計(jì)算模塊，是指當(dāng)?shù)玫搅嗣扛艿赖牟豢煞笤O(shè)空間并將其在 (e， h)平面中進(jìn)行了投影以后，布管工作是在二維可敷設(shè)區(qū)域圖中，起點(diǎn)到終點(diǎn) 連成的直線段穿過一個(gè)或多個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域，在可敷設(shè)區(qū)域中尋找最短路徑繞過 這些不可敷設(shè)區(qū)域。
所述的凸包繞障計(jì)算模塊，其尋找最短路徑繞過一個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域時(shí)，具體 如下連接管道起點(diǎn)到終點(diǎn)，將兩點(diǎn)間最靠近起點(diǎn)和終點(diǎn)兩個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域點(diǎn)記 為穿入點(diǎn)和穿出點(diǎn)，將穿入點(diǎn)和穿出點(diǎn)的中點(diǎn)記為內(nèi)點(diǎn)，獲得所有與內(nèi)點(diǎn)相鄰的 不可敷設(shè)點(diǎn)，記為點(diǎn)集合K，求該點(diǎn)集合K的凸包，得到凸包集合B;針對(duì)凸包集 合B與所有起點(diǎn)終點(diǎn)一起再次求凸包得到點(diǎn)序列P， P為有序點(diǎn)集合，其中從起點(diǎn) 到終點(diǎn)的點(diǎn)序列即為管道繞過該不可敷設(shè)區(qū)域的最短路線。
所述的凸包繞障計(jì)算模塊，其尋找最短路徑繞過多個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域，具體如 下連接管道起點(diǎn)到終點(diǎn)，將兩點(diǎn)間最靠近起點(diǎn)和終點(diǎn)的兩個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域點(diǎn)以 及可敷設(shè)區(qū)域與不可敷設(shè)區(qū)域的交界點(diǎn)，記為穿入點(diǎn)集合和穿出點(diǎn)集合，共n對(duì) 點(diǎn)，其中n為穿過的獨(dú)立的不可敷設(shè)區(qū)域的個(gè)數(shù)；再根據(jù)每對(duì)點(diǎn)計(jì)算中點(diǎn)，記為 內(nèi)點(diǎn)集合，求取所有與內(nèi)點(diǎn)集合相鄰的不可敷設(shè)點(diǎn)，記為點(diǎn)集合[〖1,《2,《3,...,《 ]， 分別對(duì)點(diǎn)集合Kn求凸包，得到凸包集合序列[^,52,53,...,5 ],針對(duì)凸包集合和
起點(diǎn)、終點(diǎn)再次計(jì)算凸包，得到有序點(diǎn)序列P，取P中從起點(diǎn)到終點(diǎn)的點(diǎn)序列，從 中取出可敷設(shè)區(qū)域與不可敷設(shè)區(qū)域的交界點(diǎn)與起點(diǎn)終點(diǎn)組成新的點(diǎn)序列P'，其中 除了起點(diǎn)和終點(diǎn)，依然還有n對(duì)點(diǎn)，取P'中相鄰的n-l對(duì)點(diǎn)，作為新的起點(diǎn)和終 點(diǎn)反復(fù)上面操作，每個(gè)循環(huán)過程直到新起點(diǎn)和終點(diǎn)的連線不再穿過不可敷設(shè)區(qū)域 中止，得到的折線是管道起點(diǎn)到終點(diǎn)繞過所有不可敷設(shè)區(qū)域的最短路線。
所述凸包繞障計(jì)算模塊，其求取凸包具體如下根據(jù)求取點(diǎn)的h或者e坐標(biāo) 對(duì)所有點(diǎn)形成有序序列，并從最小h或者e坐標(biāo)向最大h或者e坐標(biāo)掃描，計(jì)算
倒數(shù)三個(gè)點(diǎn)，如果構(gòu)成右拐，則記為凸包點(diǎn)；如果構(gòu)成左拐，則剔除前一點(diǎn)，依次生成根據(jù)h升序排列的點(diǎn)集，稱為上凸包，反相掃描計(jì)算h或者e坐標(biāo)的降序
排列的點(diǎn)集，稱為下凸包，與上凸包一起構(gòu)成整個(gè)凸包。
本發(fā)明的工作過程如下
第一步，管道敷設(shè)條件和約束表示管道敷設(shè)涉及的因素很多，包括管道功 能、制造工藝、安裝工藝、維修要求、振動(dòng)要求、熱力要求、電氣要求、美觀要 求、管內(nèi)流體流速和流阻、流體泄漏預(yù)防等等因素，將各種影響管道布局的上述 因素抽象量化成為管道敷設(shè)的條件和約束，在不違反這些條件的情況下將最短路 徑和靠近機(jī)匣作為優(yōu)化敷設(shè)的設(shè)計(jì)目標(biāo)和評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過三維敷設(shè)空間的二維展 開模塊和管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別模塊進(jìn)行管道敷設(shè)條件和約束的表示；
第二步，模式識(shí)別通過不可敷設(shè)區(qū)域圖生成模塊將管道敷設(shè)的種種條件和 約束轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一可見的不可敷設(shè)區(qū)域圖，每個(gè)約束和規(guī)則相應(yīng)的轉(zhuǎn)化為圖上的一 個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域。每條管道在敷設(shè)前都會(huì)生成各自的不可敷設(shè)區(qū)域圖，該圖包括 該管道敷設(shè)的各種設(shè)計(jì)信息和約束信息，管道敷設(shè)路徑就是對(duì)這張不可敷設(shè)區(qū)域 圖的路徑識(shí)別；
第三步，生成管道的敷設(shè)路徑對(duì)模式識(shí)別的結(jié)果進(jìn)行演繹，把盲目性變?yōu)?有目的地去找解，讓計(jì)算機(jī)達(dá)到具有一定程度的綜觀全局的歸納能力，利用對(duì)不 可敷設(shè)區(qū)域圖識(shí)別，通過凸包繞障計(jì)算模塊生成管道的敷設(shè)路徑，而并非盲目搜 索，利用了管道實(shí)際敷設(shè)的多種約束條件和優(yōu)化目標(biāo)。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果
本發(fā)明沿測(cè)地線敷設(shè)，與傳統(tǒng)沿正交直角路徑相比路徑更短；本發(fā)明繞障時(shí) 沿障礙即不可敷設(shè)區(qū)域切線敷設(shè)，比走折線路徑更短；本發(fā)明在不可敷設(shè)區(qū)域之 間沿直線敷設(shè)，比沿曲線敷設(shè)路徑更短；另外，由于本發(fā)明的繞障過程由最短的 直線開始不斷變長(zhǎng)，且每次變長(zhǎng)的過程都在保證繞過障礙的條件下最小限度的變 長(zhǎng)，因此本發(fā)明得到繞過障礙物的最短的管道路徑。本發(fā)明大大簡(jiǎn)化了以往發(fā)動(dòng) 機(jī)管道敷設(shè)的計(jì)算復(fù)雜度，本發(fā)明的時(shí)間復(fù)雜度為O(nlogn)，為線性級(jí)。
總體上來說，本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比，綜合利用了多種管道敷設(shè)約束條件在 更短的時(shí)間內(nèi)解決了管道敷設(shè)繞障的最短路徑問題，有效地解決了發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜管 路敷設(shè)問題。


10圖1是本發(fā)明中的三維敷設(shè)空間的二維展開模塊獲得的立體平面圖。 圖2是本發(fā)明中的管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊使用的平衡二分查找樹方 法示意圖中，(a)為樹形結(jié)構(gòu)圖，(b)為查找到的線段示意圖。 圖3是本發(fā)明中的管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊進(jìn)行的同層管道密集區(qū)域 識(shí)別及劃分方法示意圖。
圖4是本發(fā)明的不可敷設(shè)區(qū)域的三維劃分示意圖。
圖5是本發(fā)明凸包繞障計(jì)算模塊采用三維凸包繞障最短路徑方法示意圖； 圖中，(a)為繞過一個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域的最短路徑示意圖，(b)為繞過多個(gè)不 可敷設(shè)區(qū)域的最短路徑示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案 為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù) 范圍不限于下述的實(shí)施例。
本實(shí)施例包括接口模塊、三維敷設(shè)空間的二維展開模塊、管道敷設(shè)密集區(qū) 域識(shí)別排序模塊、不可敷設(shè)區(qū)域圖生成模塊、凸包繞障計(jì)算模塊，其中
接口模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)與三維設(shè)計(jì)軟件之間的數(shù)據(jù)交換，將 三維設(shè)計(jì)軟件中的設(shè)計(jì)參數(shù)生成發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)能夠識(shí)別的TXT文本格式并 進(jìn)行儲(chǔ)存，將發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)得到的管道敷設(shè)結(jié)果生成三維設(shè)計(jì)軟件能夠識(shí) 別的TXT文本格式并由三維設(shè)計(jì)軟件生成三維管道敷設(shè)模型；
三維敷設(shè)空間的二維展開模塊是指將發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的設(shè)計(jì)模型經(jīng)過接口模 塊轉(zhuǎn)化成TXT文本并從中提取幾何信息，沿發(fā)動(dòng)機(jī)軸流方向周向展開，將其原有 正交的笛卡兒坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成正交的柱坐標(biāo)，用二維方式表示三維的敷設(shè)空間；
管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊是指根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的設(shè)計(jì)模型的要求 以及管道屬性的要求進(jìn)行管道敷設(shè)區(qū)域的疏密識(shí)別和管道的敷設(shè)順序的設(shè)定，設(shè) 定的順序包括由內(nèi)而外分層順序、由密到疏分區(qū)域順序、由粗到細(xì)分管徑順序、 由短到長(zhǎng)順序；
不可敷設(shè)區(qū)域圖生成模塊是根據(jù)三維敷設(shè)空間的二維展開模塊和管道敷設(shè)密 集區(qū)域識(shí)別排序模塊得到的結(jié)果，將管道敷設(shè)的條件和約束轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一可見的不
11可敷設(shè)區(qū)域圖表示在二維展開圖上，將每個(gè)條件和約束轉(zhuǎn)化為圖上的一個(gè)不可敷 設(shè)區(qū)域，每條管道在敷設(shè)前都會(huì)生成各自的不可敷設(shè)區(qū)域圖，不可敷設(shè)區(qū)域圖包 括該管道敷設(shè)的各種設(shè)計(jì)信息和約束信息；
凸包繞障計(jì)算模塊是指利用凸包方法獲得管道在不可敷設(shè)區(qū)域圖中繞障的最 短路徑并生成管道中心線軌跡。
本實(shí)施例中，將在三維設(shè)計(jì)軟件(如CAD、 UG等)中生成的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣曲面、 安裝短艙及各發(fā)動(dòng)機(jī)外部附件的幾何信息通過接口模塊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺S敷設(shè)空 間的二維展開模塊并轉(zhuǎn)化到MATLAB或者VC環(huán)境下的管道敷設(shè)模塊的敷設(shè)曲面數(shù) 據(jù)庫中，該敷設(shè)曲面數(shù)據(jù)庫將發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣曲面、安裝短艙及發(fā)動(dòng)機(jī)附件的幾何信 息以離散的點(diǎn)的形式用三維數(shù)組存儲(chǔ)。
其次，將所有管道的起點(diǎn)、終點(diǎn)的幾何位置信息以及管道的內(nèi)外徑信息輸入 管道參數(shù)數(shù)據(jù)庫中，該管道參數(shù)數(shù)據(jù)庫用二維數(shù)組將每根管道的起點(diǎn)、終點(diǎn)的位 置和方向信息以及管道的材質(zhì)、密度管道規(guī)格、管道編號(hào)、管內(nèi)流質(zhì)、管道極限 溫度等參數(shù)存儲(chǔ)起來，作為后面管道敷設(shè)的計(jì)算依據(jù)。
所述的三維敷設(shè)空間的二維展開模塊，是指將三維笛卡兒空間模型用圓柱坐 標(biāo)進(jìn)行兩位展開，將三維甚至更高維的問題映射到二維平面中予以解決，以降低 問題建模的復(fù)雜程度。對(duì)于常見的軸流式發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)和安裝艙都為類柱體， 而管道的敷設(shè)走向都在類柱面上，管道的中心線是在類柱面上形成的三維空間曲 線。因此，將發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的設(shè)計(jì)模型沿其軸流方向周向展開，將其原有正交 的笛卡兒坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成同樣正交的柱坐標(biāo)，即(x， y， z)變成(e， r， h)，其中以 x方向作為e的起點(diǎn)和終點(diǎn)，如圖1所示。
所述的管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊，其按照由內(nèi)而外分層順序敷設(shè)管道， 具體如下對(duì)內(nèi)機(jī)匣表面到安裝短艙之間的空間沿r方向分成n+l個(gè)層，每根管 道根據(jù)每?jī)纱尉S修更換的平均間隔小時(shí)數(shù)由長(zhǎng)到短排序，根據(jù)數(shù)量級(jí)分配到n+l 個(gè)層里使每根管道都對(duì)應(yīng)一個(gè)層；相反的每個(gè)層都對(duì)應(yīng)一定數(shù)量的管道。敷設(shè)的 時(shí)候根據(jù)由內(nèi)層到外層的順序進(jìn)行，層別是管道敷設(shè)順序的第一因素；
所述的管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊，其按照由密到疏分區(qū)域順序敷設(shè)管 道，具體如下針對(duì)每一層，對(duì)其上的管道的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)連測(cè)地曲線，在柱 面展開后表現(xiàn)為直線段，求其相互的交點(diǎn)，具體采用輸出敏感算的平衡二分査找樹方法，如圖2所示，使用一條掃描線沿e或h增大方向進(jìn)行掃描，與當(dāng)前掃描
線相交的每條線段，都按照次序，存放在平衡二分查找樹T的某片葉子處，只要 輸入始末點(diǎn)集S，經(jīng)過計(jì)算就得到輸出S中各線段之間的所有交點(diǎn)及穿過各交點(diǎn)的
線段信息。對(duì)其沿(e， h)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，劃分以該層最粗管道直徑的三倍作為依 據(jù)。每個(gè)始末點(diǎn)及交點(diǎn)都落在某個(gè)(de， d h)的網(wǎng)格內(nèi)，根據(jù)每個(gè)區(qū)域內(nèi)包含 的始末點(diǎn)和交點(diǎn)個(gè)數(shù)對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行編號(hào)，數(shù)字越大表示交點(diǎn)越多，也意味著該區(qū)域 管路越密集，如圖3所示，先敷設(shè)管路密集的區(qū)域(數(shù)字大的區(qū)域涉及的管道)， 后敷設(shè)管道稀疏的區(qū)域(數(shù)字小的區(qū)域涉及的管道)。
所述的管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊，其按照由粗到細(xì)分管徑順序以及短 管優(yōu)先于長(zhǎng)管順序敷設(shè)管道，具體如下針對(duì)同一層同一密集區(qū)域的管道，先敷
設(shè)粗管后敷設(shè)細(xì)管，細(xì)管沿著粗管敷設(shè)，并用管卡固定在粗管上；對(duì)于相同直徑
的管路，則短管優(yōu)先于長(zhǎng)管，短管是指始末點(diǎn)連線段較短的管道。
所述的不可敷設(shè)區(qū)域圖生成模塊，是指將每個(gè)約束管道敷設(shè)的因素和條件都 轉(zhuǎn)化成空間上的一個(gè)區(qū)域劃分，將空間上管道不可以通過的區(qū)域用"1"，可以通
過的區(qū)域用"0"表示，"1"的區(qū)域是各種對(duì)管道敷設(shè)的約束，包括振動(dòng)、工藝、 維修等方面的條件，包括如下①不符合振動(dòng)要求的空間區(qū)域都被劃分為"1"區(qū) 域，②將干涉維修孔和工藝孔的空間區(qū)域都劃分為"1"區(qū)域；③既可以是人為的 分層、分區(qū)域造成的，也可以是真實(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)附件障礙生成的，所有已經(jīng)存在的 物理障礙占據(jù)的空間和人為設(shè)置的不能通過的區(qū)域都被劃分為"1"區(qū)域，每個(gè)不 可敷設(shè)空間形成一個(gè)封閉的空間集合，其并集的補(bǔ)集就是該管道最終的三維可敷 設(shè)空間。
本實(shí)施例中，三維敷設(shè)空間的二維展開模塊將發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的外曲面模型 經(jīng)過柱坐標(biāo)轉(zhuǎn)化成為了一張包含模型幾何參數(shù)的立體平面圖，平面圖是指該圖不 再是柱狀曲面，立體是指該圖的高度方向表示的是發(fā)動(dòng)機(jī)表面距展開軸的距離， 原本在發(fā)動(dòng)機(jī)表面復(fù)雜的三維空間障礙信息被簡(jiǎn)化為二維等高圖。工作空間被(d 6， dr， dh)三個(gè)微分分量分成一個(gè)個(gè)小單元，每個(gè)小單元有兩個(gè)狀態(tài)，即"l" 和"0"， "1"表示該單元表示的空間為不可敷設(shè)空間，"0"表示該單元為可敷設(shè) 空間。如圖4所示，黑色方塊表示不可敷設(shè)空間，白色方塊表示可敷設(shè)空間。將 同一(e ， h)坐標(biāo)的空間柱沿r方向進(jìn)行綜合統(tǒng)籌，根據(jù)該空間柱是否足夠通過一定管徑的管道以及該柱與周圍柱是否連通，在二維平面圖上再用"1"和"0" 來表示該點(diǎn)的可敷設(shè)性。這樣就通過二維平面圖表示了三維空間的不可敷設(shè)區(qū)域。 由于發(fā)動(dòng)機(jī)布管空間根據(jù)半徑被分成了若干布管的層，不同的分層的不可敷設(shè)區(qū) 域的大小和位置呈現(xiàn)不同的形狀。
所述的凸包繞障計(jì)算模塊，是指當(dāng)?shù)玫搅嗣扛艿赖牟豢煞笤O(shè)空間并將其在
(e， h)平面中進(jìn)行了投影以后，布管工作是在二維可敷設(shè)區(qū)域圖中，起點(diǎn)到終
點(diǎn)連成的直線段穿過一個(gè)或多個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域，在可敷設(shè)區(qū)域中尋找最短路徑繞 過這些不可敷設(shè)區(qū)域。
如圖5 (a)所示，所述的凸包繞障計(jì)算模塊，其尋找最短路徑繞過一個(gè)不可 敷設(shè)區(qū)域時(shí)，具體如下連接管道起點(diǎn)到終點(diǎn)，將兩點(diǎn)間最靠近起點(diǎn)和終點(diǎn)兩個(gè) 不可敷設(shè)區(qū)域點(diǎn)(即標(biāo)號(hào)"1"點(diǎn))記為穿入點(diǎn)和穿出點(diǎn)，將穿入點(diǎn)和穿出點(diǎn)的中 點(diǎn)記為內(nèi)點(diǎn)，獲得所有與內(nèi)點(diǎn)相鄰的不可敷設(shè)點(diǎn)，記為點(diǎn)集合K，求該點(diǎn)集合K
的凸包，得到凸包集合B;針對(duì)凸包集合B與所有起點(diǎn)終點(diǎn)一起再次求凸包得到點(diǎn)
序列p， p為有序點(diǎn)集合，其中從起點(diǎn)到終點(diǎn)的點(diǎn)序列即為管道繞過該不可敷設(shè)區(qū) 域的最短路線。
如圖5 (b)所示，所述的凸包繞障計(jì)算模塊，其尋找最短路徑繞過多個(gè)不可
敷設(shè)區(qū)域，具體如下連接管道起點(diǎn)到終點(diǎn)，將兩點(diǎn)間最靠近起點(diǎn)和終點(diǎn)的兩個(gè) 不可敷設(shè)區(qū)域點(diǎn)以及可敷設(shè)區(qū)域與不可敷設(shè)區(qū)域的交界點(diǎn)(即從可敷設(shè)區(qū)域進(jìn)入 不可敷設(shè)區(qū)域的點(diǎn)或者從不可敷設(shè)區(qū)域進(jìn)入可敷設(shè)區(qū)域的點(diǎn))，記為穿入點(diǎn)集合和
穿出點(diǎn)集合，共n對(duì)點(diǎn)，其中n為穿過的獨(dú)立的不可敷設(shè)區(qū)域的個(gè)數(shù)；再根據(jù)每
對(duì)點(diǎn)ii算中點(diǎn)，記為內(nèi)點(diǎn)集合，求取所有與內(nèi)點(diǎn)集合相鄰的不可敷設(shè)點(diǎn)，記為點(diǎn)
集合，分別對(duì)點(diǎn)集合Kn求凸包，得到凸包集合序列,針對(duì)凸包集合和起點(diǎn)、終點(diǎn)再次計(jì)算凸包，得到有序點(diǎn)序列p，
取p中從起點(diǎn)到終點(diǎn)的點(diǎn)序列，從中取出可敷設(shè)區(qū)域與不可敷設(shè)區(qū)域的交界點(diǎn)(即 從可敷設(shè)區(qū)域進(jìn)入不可敷設(shè)區(qū)域的點(diǎn)或者從不可敷設(shè)區(qū)域進(jìn)入可敷設(shè)區(qū)域的點(diǎn))
與起點(diǎn)終點(diǎn)組成新的點(diǎn)序列P'，其中除了起點(diǎn)和終點(diǎn)，依然還有n對(duì)點(diǎn)，取P' 中相鄰的n-l對(duì)點(diǎn)，作為新的起點(diǎn)和終點(diǎn)反復(fù)上面操作，每個(gè)循環(huán)過程直到新起 點(diǎn)和終點(diǎn)的連線不再穿過不可敷設(shè)區(qū)域中止，得到的折線是管道起點(diǎn)到終點(diǎn)繞過 所有不可敷設(shè)區(qū)域的最短路線。
所述凸包繞障計(jì)算模塊，其求取凸包具體如下根據(jù)求取點(diǎn)的h或者e坐標(biāo) 對(duì)所有點(diǎn)形成有序序列，并從最小h或者e坐標(biāo)向最大h或者e坐標(biāo)掃描，計(jì)算
倒數(shù)三個(gè)點(diǎn)，如果構(gòu)成右拐，則記為凸包點(diǎn)；如果構(gòu)成左拐，則剔除前一點(diǎn)，依
次生成根據(jù)h升序排列的點(diǎn)集，稱為上凸包，反相掃描計(jì)算h或者9坐標(biāo)的降序 排列的點(diǎn)集，稱為下凸包，與上凸包一起構(gòu)成整個(gè)凸包。
本實(shí)施例可以通過MATLAB或者VC環(huán)境編譯實(shí)現(xiàn)，但不限于上述編譯環(huán)境。 本實(shí)施例大大簡(jiǎn)化了以往發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)的計(jì)算復(fù)雜度，本實(shí)施例的時(shí)間復(fù) 雜度為0(nlogn)，為線性級(jí)。總體上來說，本實(shí)施例方法與傳統(tǒng)方法相比，綜合 利用了多種管道敷設(shè)約束條件在更短的時(shí)間內(nèi)解決了管道敷設(shè)繞障的最短路徑問 題，有效地解決了發(fā)動(dòng)機(jī)復(fù)雜管路敷設(shè)問題。
權(quán)利要求
1、一種發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)，其特征在于，包括接口模塊、三維敷設(shè)空間的二維展開模塊、管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊、不可敷設(shè)區(qū)域圖生成模塊、凸包繞障計(jì)算模塊，其中接口模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)與三維設(shè)計(jì)軟件之間的數(shù)據(jù)交換，將三維設(shè)計(jì)軟件中的設(shè)計(jì)參數(shù)生成發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)能夠識(shí)別的TXT文本格式并進(jìn)行儲(chǔ)存，將發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)得到的管道敷設(shè)結(jié)果生成三維設(shè)計(jì)軟件能夠識(shí)別的TXT文本格式并由三維設(shè)計(jì)軟件生成三維管道敷設(shè)模型；三維敷設(shè)空間的二維展開模塊是指將發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的設(shè)計(jì)模型經(jīng)過接口模塊轉(zhuǎn)化成TXT文本并從中提取幾何信息，沿發(fā)動(dòng)機(jī)軸流方向周向展開，將其原有正交的笛卡兒坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成正交的柱坐標(biāo)，用二維方式表示三維的敷設(shè)空間；管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊是指根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的設(shè)計(jì)模型的要求以及管道屬性的要求進(jìn)行管道敷設(shè)區(qū)域的疏密識(shí)別和管道的敷設(shè)順序的設(shè)定，設(shè)定的順序包括由內(nèi)而外分層順序、由密到疏分區(qū)域順序、由粗到細(xì)分管徑順序、由短到長(zhǎng)順序；不可敷設(shè)區(qū)域圖生成模塊是根據(jù)三維敷設(shè)空間的二維展開模塊和管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊得到的結(jié)果，將管道敷設(shè)的條件和約束轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一可見的不可敷設(shè)區(qū)域圖表示在二維展開圖上，將每個(gè)條件和約束轉(zhuǎn)化為圖上的一個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域，每條管道在敷設(shè)前都會(huì)生成各自的不可敷設(shè)區(qū)域圖，不可敷設(shè)區(qū)域圖包括該管道敷設(shè)的各種設(shè)計(jì)信息和約束信息；凸包繞障計(jì)算模塊是指利用凸包方法獲得管道在不可敷設(shè)區(qū)域圖中繞障的最短路徑并生成管道中心線軌跡。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)，其特征是，所述的三維敷設(shè) 空間的二維展開模塊，是指將三維笛卡兒空間模型用圓柱坐標(biāo)進(jìn)行兩位展開，將 三維甚至更高維的問題映射到二維平面中，以降低問題建模的復(fù)雜程度，對(duì)于軸 流式發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)和安裝艙都為類柱體，而管道的敷設(shè)走向都在類柱面上，管 道的中心線是在類柱面上形成的三維空間曲線，將發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件的設(shè)計(jì)模型沿 其軸流方向周向展開，將其原有正交的笛卡兒坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成同樣正交的柱坐標(biāo)，即(x， y， z)變成(e， r， h)，其中以x方向作為0的起點(diǎn)和終點(diǎn)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)，其特征是，所述的管道敷設(shè) 密集區(qū)域識(shí)別排序模塊，其按照由內(nèi)而外分層順序敷設(shè)管道，具體如下對(duì)內(nèi)機(jī) 匣表面到安裝短艙之間的空間沿r方向分成n+l個(gè)層，每根管道根據(jù)每?jī)纱尉S修 更換的平均間隔小時(shí)數(shù)由長(zhǎng)到短排序，根據(jù)數(shù)量級(jí)分配到n+l個(gè)層里使每根管道 都對(duì)應(yīng)一個(gè)層；相反的每個(gè)層都對(duì)應(yīng)相應(yīng)的管道。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)，其特征是，所述的管道敷設(shè) 密集區(qū)域識(shí)別排序模塊，其按照由密到疏分區(qū)域順序敷設(shè)管道，具體如下針對(duì) 每一層，對(duì)其上的管道的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)連測(cè)地曲線，在柱面展開后表現(xiàn)為直線段，求其相互的交點(diǎn)，具體采用輸出敏感算的平衡二分查找樹方法，使用一條掃 描線沿e或h增大方向進(jìn)行掃描，與當(dāng)前掃描線相交的每條線段，都按照次序， 存放在平衡二分查找樹T的某片葉子處，只要輸入始末點(diǎn)集S，經(jīng)過計(jì)算就得到輸 出S中各線段之間的所有交點(diǎn)及穿過各交點(diǎn)的線段信息，對(duì)其沿(e， h)進(jìn)行網(wǎng)格 劃分，劃分以該層最粗管道直徑的三倍作為依據(jù)，每個(gè)始末點(diǎn)及交點(diǎn)都落在某個(gè) (d0， d h)的網(wǎng)格內(nèi)，根據(jù)每個(gè)區(qū)域內(nèi)包含的始末點(diǎn)和交點(diǎn)個(gè)數(shù)對(duì)網(wǎng)格進(jìn)行編 號(hào)，數(shù)字越大表示交點(diǎn)越多，也意味著該區(qū)域管路越密集，先敷設(shè)管路密集的區(qū) 域，后敷設(shè)管道稀疏的區(qū)域。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)，其特征是，所述的管道敷設(shè) 密集區(qū)域識(shí)別排序模塊，其按照由粗到細(xì)分管徑順序以及短管優(yōu)先于長(zhǎng)管順序敷 設(shè)管道，具體如下針對(duì)同一層同一密集區(qū)域的管道，先敷設(shè)粗管后敷設(shè)細(xì)管， 細(xì)管沿著粗管敷設(shè)，并用管卡固定在粗管上；對(duì)于相同直徑的管路，則短管優(yōu)先 于長(zhǎng)管，短管是指始末點(diǎn)連線段較短的管道。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)，其特征是，所述的不可敷設(shè) 區(qū)域圖生成模塊，是指將每個(gè)約束管道敷設(shè)的因素和條件都轉(zhuǎn)化成空間上的一個(gè) 區(qū)域劃分，將空間上管道不可以通過的區(qū)域用"1"，可以通過的區(qū)域用"0"表示，"1"的區(qū)域是各種對(duì)管道敷設(shè)的約束，包括振動(dòng)、工藝、維修等方面的條件，包括如下①不符合振動(dòng)要求的空間區(qū)域都被劃分為"1"區(qū)域，②將干涉維修孔和工藝孔的空間區(qū)域都劃分為"1"區(qū)域；③既可以是人為的分層、分區(qū)域造成的， 也可以是真實(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)附件障礙生成的，所有已經(jīng)存在的物理障礙占據(jù)的空間和人為設(shè)置的不能通過的區(qū)域都被劃分為"1"區(qū)域，每個(gè)不可敷設(shè)空間形成一個(gè)封 閉的空間集合，其并集的補(bǔ)集就是該管道最終的三維可敷設(shè)空間。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)，其特征是，所述的凸包繞障計(jì)算模塊，是指當(dāng)?shù)玫搅嗣扛艿赖牟豢煞笤O(shè)空間并將其在(e， h)平面中進(jìn)行了 投影以后，布管工作是在二維可敷設(shè)區(qū)域圖中，起點(diǎn)到終點(diǎn)連成的直線段穿過一 個(gè)或多個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域，在可敷設(shè)區(qū)域中尋找最短路徑繞過這些不可敷設(shè)區(qū)域。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)，其特征是，所述的凸包繞障計(jì)算模塊，其尋找最短路徑繞過一個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域時(shí)，具體如下連接管道 起點(diǎn)到終點(diǎn)，將兩點(diǎn)間最靠近起點(diǎn)和終點(diǎn)兩個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域點(diǎn)記為穿入點(diǎn)和穿出 點(diǎn)，將穿入點(diǎn)和穿出點(diǎn)的中點(diǎn)記為內(nèi)點(diǎn)，獲得所有與內(nèi)點(diǎn)相鄰的不可敷設(shè)點(diǎn)，記為點(diǎn)集合K，求該點(diǎn)集合K的凸包，得到凸包集合B;針對(duì)凸包集合B與所有起點(diǎn)終點(diǎn)一起再次求凸包得到點(diǎn)序列p， p為有序點(diǎn)集合，其中從起點(diǎn)到終點(diǎn)的點(diǎn)序列 即為管道繞過該不可敷設(shè)區(qū)域的最短路線。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)，其特征是，所述的凸包繞障計(jì)算模塊，其尋找最短路徑繞過多個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域，具體如下連接管道起點(diǎn)到終點(diǎn)，將兩點(diǎn)間最靠近起點(diǎn)和終點(diǎn)的兩個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域點(diǎn)以及可敷設(shè)區(qū)域與不可敷設(shè)區(qū)域的交界點(diǎn)，記為穿入點(diǎn)集合和穿出點(diǎn)集合，共n對(duì)點(diǎn)，其中n為穿 過的獨(dú)立的不可敷設(shè)區(qū)域的個(gè)數(shù)；再根據(jù)每對(duì)點(diǎn)計(jì)算中點(diǎn)，記為內(nèi)點(diǎn)集合，求取 所有與內(nèi)點(diǎn)集合相鄰的不可敷設(shè)點(diǎn)，記為點(diǎn)集合[^,/:2，《3，...，^]，分別對(duì)點(diǎn)集合K。求凸包，得到凸包集合序列[5,，^，^，...,A]，針對(duì)凸包集合和起點(diǎn)、終點(diǎn)再次計(jì)算凸包，得到有序點(diǎn)序列P，取P中從起點(diǎn)到終點(diǎn)的點(diǎn)序列，從中取出可敷設(shè)區(qū) 域與不可敷設(shè)區(qū)域的交界點(diǎn)與起點(diǎn)終點(diǎn)組成新的點(diǎn)序列P'，其中除了起點(diǎn)和終 點(diǎn)，依然還有n對(duì)點(diǎn)，取P'中相鄰的n-l對(duì)點(diǎn)，作為新的起點(diǎn)和終點(diǎn)反復(fù)上面操 作，每個(gè)循環(huán)過程直到新起點(diǎn)和終點(diǎn)的連線不再穿過不可敷設(shè)區(qū)域中止，得到的 折線是管道起點(diǎn)到終點(diǎn)繞過所有不可敷設(shè)區(qū)域的最短路線。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)，其特征是，所述凸包繞障 計(jì)算模塊，其求取凸包具體如下根據(jù)求取點(diǎn)的h或者e坐標(biāo)對(duì)所有點(diǎn)形成有序 序列，并從最小h或者e坐標(biāo)向最大h或者e坐標(biāo)掃描，計(jì)算倒數(shù)三個(gè)點(diǎn)，如果構(gòu)成右拐，則記為凸包點(diǎn)；如果構(gòu)成左拐，則剔除前一點(diǎn)，依次生成根據(jù)h升序排列的點(diǎn)集，稱為上凸包，反相掃描計(jì)算h或者e坐標(biāo)的降序排列的點(diǎn)集，稱為下凸包，與上凸包一起構(gòu)成整個(gè)凸包。
全文摘要
一種管道敷設(shè)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)，本發(fā)明中，接口模塊負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)系統(tǒng)與三維設(shè)計(jì)軟件之間的數(shù)據(jù)交換，三維敷設(shè)空間的二維展開模塊負(fù)責(zé)用二維方式表示三維的敷設(shè)空間，管道敷設(shè)密集區(qū)域識(shí)別排序模塊負(fù)責(zé)進(jìn)行管道敷設(shè)區(qū)域的疏密識(shí)別和管道的敷設(shè)順序的設(shè)定，不可敷設(shè)區(qū)域圖生成模塊將管道敷設(shè)的條件和約束轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一可見的不可敷設(shè)區(qū)域圖表示在二維展開圖上，將每個(gè)條件和約束轉(zhuǎn)化為圖上的一個(gè)不可敷設(shè)區(qū)域，凸包繞障計(jì)算模塊是指利用凸包方法獲得管道在不可敷設(shè)區(qū)域圖中繞障的最短路徑并生成管道中心線軌跡。本發(fā)明能夠得到繞過障礙物的最短的管道路徑，簡(jiǎn)化了以往發(fā)動(dòng)機(jī)管道敷設(shè)的計(jì)算復(fù)雜度。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101430732SQ20081020400
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者晨 周, 殷躍紅, 王承恩 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)