一种用于管状物体的三维智能装载方法技术

本发明专利技术公开了一种用于管状物体的三维智能装载方法，与现有的技术相比，本发明专利技术一种待装载水管体积计算方法，通过设计算法实现给水管包扎体积计算，得出包扎体积的高精度估计。通过对水管循环嵌套，明显减少装载空间占用，该计算速度极快，而且提升空间利用率的幅度很大，利用对圆柱体换算成对应外接长方体，通过长方体3D装箱算法快速完成装箱方案，最后利用圆柱体和长方体的体积关系比较有效得得到水管装载体积及装载方案，能有效地为装载车调度提供决策信息，有显著的水管智能装载效率、预装载与装载后体积估计精度、水管嵌套空间利用率、都优于人工经验方法的优点。

A 3D intelligent loading method for tubular objects

【技术实现步骤摘要】
一种用于管状物体的三维智能装载方法
本专利技术涉及管状物智能装载
，尤其是一种用于管状物体的三维智能装载方法。
技术介绍
实际应用中，对待装载水管预处理主要考虑两种情况。一、对小型号的给水管包扎和对大型号的排水管不做处理；二、对小型号的给水管包扎和对大型号的排水管逐层嵌套。其中，第一种情况单独考虑给水管的包扎，实施起来比较简单，而第二种情况则能更大限度地利用装载空间。考虑到不同需求和应用场景，需要估计小型号给水管包扎后的体积，及估计大型号给水管嵌套后的体积。现有的技术主要用人工经验方法来估计小水管包扎后体积，但由于包扎水管的尺寸、数量差异和人工经验的差异，体积估计的精度较低。另外大型号给水管嵌套后的体积估计，同样依据人工经验判断及实现排水管循环嵌套，这样不仅操作效率低，而且空间利用率也有不同程度的可提升空间；另外，现有的柱体3D装箱技术不成熟，主要也是人工装箱方法，由于不同客户对水管型号与数量的需求差异，人工经验估计方式有较大的误差。
技术实现思路
本专利技术提出一种小型号给水管包扎体积计算方法和一种大型号排水管循环嵌套体积计算方法，利用算法实现待装载水管体积计算，同时，通过把圆柱体水管换算成长方体，再利用长方体智能装载算法进行装载计算，避免以人工经验方法带来的估计准确率、估计效率和装载空间利用率上的不足。为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术是通过以下技术方案实现：一种用于管状物体的三维智能装载方法，包括待装载的水管，还包括以下步骤：S101：开始，首先输入需求水管数量及其型号参数；S102：对给水管进行包轧更改水管数量与型号信息；S103：判断是否对排水管进行嵌套；S104：根据步骤S103是否对排水管进行嵌套，通过则对排水管进行嵌套，同时更改水管数量与型号信息；S105：然后根据包扎数量得到外接展数及则余个数，同时根据步骤S103是否对排水管进行嵌套，不通过也根据包扎数量得到外接展数及则余个数；S106：将水管模拟成对应外接长方体，利用长方体三维装箱算法进行智能装载；S107：再将长方体装载体积换算成柱体的水管装载体积；S108：最后输出装载体积与装载方案即可。优选地，上述一种用于管状物体的三维智能装载方法中，包括外圆包扎步骤，使用双扇形的外接圆计算，步骤如下：S201：开始，首先输入水管数量及其型号参数；S202：根据公式Ni＝floor(2*pi*L)得出每层数量Ni；S203：根据包扎数量得到外接层数及剩余个数；S204：分别利用双扇形方法或外接圆加剩余或欠缺数量的方法计算包扎后水管横截面近似面积；S205：根据面积得到包扎近似体积；S206：结束，输出计算结果。优选地，上述一种用于管状物体的三维智能装载方法中，还包括水管嵌套步骤，根据最外层圆的数量计算，步骤如下：S301：开始，首先输入水管数量及其型号参数；S302：然后根据水管外径，从大到小给水管排序；S303：再根据水管特征或嵌套体积最大压缩比准则，进行循环嵌套；S304：结束，输出所有嵌套水管数量及嵌套状态。优选地，上述一种用于管状物体的三维智能装载方法中，若水管数量使圆截面的外接圆刚好套成整层，则直接计算外接圆面积，使用双扇形的外接圆计算，进行外圆包扎步骤；反之根据最外层圆的数量计算，进行水管嵌套步骤。优选地，上述一种用于管状物体的三维智能装载方法中，所述可嵌套管径间距设为5CM。优选地，上述一种用于管状物体的三维智能装载方法中，所述圆柱体体积为H×Pi×(D/2)^2设置，长方体体积为H×D^2设置。优选地，上述一种用于管状物体的三维智能装载方法中，所述圆柱体体积：长方体体积设置为Pi：4。本专利技术的有益效果是：1.与现有的技术相比，本专利技术一种待装载水管体积计算方法，通过设计算法实现给水管包扎体积计算，得出包扎体积的高精度估计。通过对水管循环嵌套，明显减少装载空间占用，该计算速度极快，而且提升空间利用率的幅度很大。2.经过实验验证，在包扎数量为20-100根水管的情况下，给水管包扎体积计算算法得出的结果跟实验测试结果误差在1％左右。3.在一组特定的水管型号和需求数量测试数据中，两种计算方式均能达到30％以上的空间节省效果。4.利用对圆柱体换算成对应外接长方体，通过长方体3D装箱算法快速完成装箱方案，最后利用圆柱体和长方体的体积关系比较有效得得到水管装载体积及装载方案，能有效地为装载车调度提供决策信息。5.这些技术有显著的水管智能装载效率、预装载与装载后体积估计精度、水管嵌套空间利用率、都优于人工经验方法的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术外接圆包扎结构示意图。图2为本专利技术水管嵌套示意图。图3为本专利技术外接圆包扎流程图。图4为本专利技术水管嵌套流程图。图5为本专利技术整体总流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1～5所示，实施例一，一种用于管状物体的三维智能装载方法，包括待装载的水管，还包括以下步骤：S101：开始，首先输入需求水管数量及其型号参数；S102：对给水管进行包轧更改水管数量与型号信息；S103：判断是否对排水管进行嵌套；S104：根据步骤S103是否对排水管进行嵌套，通过则对排水管进行嵌套，同时更改水管数量与型号信息；S105：然后根据包扎数量得到外接展数及则余个数，同时根据步骤S103是否对排水管进行嵌套，不通过也根据包扎数量得到外接展数及则余个数；S106：将水管模拟成对应外接长方体，利用长方体三维装箱算法进行智能装载；S107：再将长方体装载体积换算成柱体的水管装载体积；S108：最后输出装载体积与装载方案即可。再参考图1、2和4，包括外圆包扎步骤，一种用于管状物体的三维智能装载方法，使用双扇形的外接圆计算，步骤如下：S201：开始，首先输入水管数量及其型号参数；S202：根据公式Ni＝floor(2*pi*L)得出每层数量Ni；S203：根据包扎数量得到外接层数及剩余个数；S204：分别利用双扇形方法或外接圆加剩余或欠缺数量的方法计算包扎后水管横截面近似面积；S205：根据面积得到包扎近似体积；S206：结本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于管状物体的三维智能装载方法，包括待装载的水管，其特征在于：还包括以下步骤：/nS101：开始，首先输入需求水管数量及其型号参数；/nS102：对给水管进行包轧更改水管数量与型号信息；/nS103：判断是否对排水管进行嵌套；/nS104：根据步骤S103是否对排水管进行嵌套，通过则对排水管进行嵌套，同时更改水管数量与型号信息；/nS105：然后根据包扎数量得到外接展数及则余个数，同时根据步骤S103是否对排水管进行嵌套，不通过也根据包扎数量得到外接展数及则余个数；/nS106：将水管模拟成对应外接长方体，利用长方体三维装箱算法进行智能装载；/nS107：再将长方体装载体积换算成柱体的水管装载体积；/nS108：最后输出装载体积与装载方案即可。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于管状物体的三维智能装载方法，包括待装载的水管，其特征在于：还包括以下步骤：
S101：开始，首先输入需求水管数量及其型号参数；
S102：对给水管进行包轧更改水管数量与型号信息；
S103：判断是否对排水管进行嵌套；
S104：根据步骤S103是否对排水管进行嵌套，通过则对排水管进行嵌套，同时更改水管数量与型号信息；
S105：然后根据包扎数量得到外接展数及则余个数，同时根据步骤S103是否对排水管进行嵌套，不通过也根据包扎数量得到外接展数及则余个数；
S106：将水管模拟成对应外接长方体，利用长方体三维装箱算法进行智能装载；
S107：再将长方体装载体积换算成柱体的水管装载体积；
S108：最后输出装载体积与装载方案即可。


2.根据权利要求1所述的一种用于管状物体的三维智能装载方法，其特征在于：包括外圆包扎步骤，使用双扇形的外接圆计算，步骤如下：
S201：开始，首先输入水管数量及其型号参数；
S202：根据公式Ni＝floor(2*pi*L)得出每层数量Ni；
S203：根据包扎数量得到外接层数及剩余个数；
S204：分别利用双扇形方法或外接圆加剩余或欠缺数量的方法计算包扎后水管横截面近似面积；
S205：...

【专利技术属性】
技术研发人员：张发恩，胡太祥，黄泽，
申请(专利权)人：创新奇智青岛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37