一种基于分区域蚁群算法的汽车侧安全气帘缝纫轨迹规划方法技术

本发明专利技术公开了一种基于分区域蚁群算法的汽车侧安全气帘缝纫轨迹规划方法。利用分区域方法将待缝纫区域划分为左右两个集合，然后针对每个集合利用蚁群算法思想进行缝纫路径规划，最后将两个集合的缝纫路径结合为一个整体形成总的路径规划。本发明专利技术可以减少步进装置跨区域步进次数，同时缩短针头缝纫过程中的空行程，可实现高效率的大行程缝纫工作。可实现高效率的大行程缝纫工作。可实现高效率的大行程缝纫工作。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分区域蚁群算法的汽车侧安全气帘缝纫轨迹规划方法


[0001]本专利技术涉及大行程步进缝制领域，尤其涉及一种基于分区域蚁群算法的汽车侧安全气帘缝纫轨迹规划方法。

技术介绍

[0002]随着汽车行业的快速发展与激烈竞争，汽车的侧安全气帘成为了决定汽车安全性能的重要指标。但由于侧安全气帘长度较长，缝纫图案的数量和形态也更加复杂多变，在实际的生产过程中，如果缝纫效率过低，势必会增加生产的成本。在缝纫速度不变的情况下，如何通过缝纫轨迹规划缩短缝纫机缝纫的总行程，进而降低缝纫总时间，成为提高缝纫机缝纫效率的关键。
[0003]为保证缝纫的质量和精度，汽车侧安全气帘缝纫的一个完整的缝纫过程应该是缝纫机针头从工作台的原点出发，快速移动到第一个待缝纫环的起始点，缝纫完成该环后从起始点针头抬起，迅速移动到下一个待缝纫环，直至所有环缝纫完成，再回到缝纫原点。其中，若相邻两个待缝纫环位于同一400mm步进缝纫区域时，则针头抬起后可直接移动到下一待缝纫环起始处即可开始缝纫。但若相邻两个待缝纫环位于不同的步进缝纫区域内，则针头在抬起之后，步进装置需将下一待缝纫环所在的400mm区域拖动至工作台面后，再将针头移动至该区域内的待缝纫环起始处进行缝纫。
[0004]在整个缝纫过程中总时间应由两部分组成，一部分为步进装置用于跨区域步进所消耗的时间，另一部分为针头依次缝纫花饰图案所耗费的时间。为减少第一部分时间应尽可能地使缝纫机顺着缝纫布料某一方向缝纫，根据缝纫机本身的缝纫特性，使其尽量沿X轴正方向缝纫。针头依次缝纫花饰图案所耗费的时间包括空行程过程和缝纫图案轮廓的过程，虽然内外环轮廓的长度是固定不变的，但是根据分析可以知道空行程的长度是可变的，因为缝纫时各个环的缝纫起点的位置选取不同、环的缝纫顺序不同，缝纫轨迹长度都会不一样。路径规划的目的就是尽可能减少步进装置步进次数和针头空行程距离，最终实现高效率的大行程缝纫工作。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提出了一种基于分区域蚁群算法的汽车侧安全气帘缝纫轨迹规划的方法，利用分区域方法将缝纫区域分为左右两个集合，然后针对每个集合利用蚁群算法思想进行缝纫路径规划，最后将两个集合的路径合并为一个整体完成总的路径规划。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种基于分区域蚁群算法的汽车侧安全气帘缝纫轨迹规划方法，包括步骤如下：
[0008]步骤1、对缝纫环进行区域划分：以一定间隔将整个侧安全气帘划分为多个缝纫区域，每个区域宽度相同；根据外环缝纫起点所在区域将所有缝纫环划分到左右两个集合；
[0009]步骤2、缝纫起点确定：利用最近邻原则，对汽车侧安全气帘上独立的缝纫环确定缝纫起点；
[0010]步骤3、利用蚁群算法思想对左右两个缝纫区域集合分别进行缝纫轨迹规划，模型训练达到既定迭代次数时，输出最佳路径；
[0011]步骤4、缝纫轨迹合并，将左右两个集合的缝纫轨迹合并为一个，使缝纫过程整体上呈现“左缝纫区域集合
‑
外环
‑
右缝纫区域集合”的顺序，形成最终的缝纫轨迹。
[0012]进一步地，所述步骤1缝纫环区域划分具体过程如下：
[0013]步骤1.1、以400mm为间隔，将整个侧安全气帘划分为多个缝纫区域；
[0014]步骤1.2、根据外环缝纫起点，得到外环起点所属缝纫区域，外环Loop
s
的缝纫区域State
s
为K(K∈{1,2,3,4,5,...})；
[0015]步骤1.3、定义两个区域集合Loop
left
和Loop
right
；对所有的非State
s
区域缝纫环Loop
n
(n＝1,2,3,...)进行分区域，划分算法为：
[0016][0017]其中，Loop
n
为第n个缝纫环，Loop
left
为左侧缝纫环集合，Loop
right
为右侧缝纫环集合，State
n
为第n个缝纫环所属缝纫区域，State
s
为外环起点所属缝纫区域；
[0018]步骤1.4、对State
s
区域缝纫环进行分区域，划分方法为：
[0019]Loop
n
∈Loop
left
[0020]其中，Loop
n
为第n个缝纫环，Loop
left
为左侧缝纫环集合；
[0021]或者：
[0022]Loop
n
∈Loop
right
[0023]其中，Loop
n
为第n个缝纫环，Loop
right
为右侧缝纫环集合。
[0024]进一步地，所述步骤2缝纫起点确定的具体过程如下：
[0025]步骤2.1、对于唯一的外环而言，缝纫起点即为工艺要求的缝纫点，一般为进气口两侧某一个点；
[0026]步骤2.2、从编程零点出发，缝纫针头移动到距离编程零点最近的内环上的点，把这一点设为当前点；
[0027]步骤2.3、重复步骤2.2，直到所有内环都被确定唯一的一个缝纫起点；
[0028]步骤2.4、如果环是曲线，不需再使用最近邻原则，而直接根据其长度选定其上一到三个特征点作为缝纫起点；
[0029]步骤2.5、将所有的缝纫起点以坐标的形式进行储存。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有如下的优点：
[0031]本专利技术方法能够有效减少步进装置跨区域步进次数，缩短针头依次缝纫花饰图案所耗费的时间，最终实现高效率的大行程缝纫工作。
附图说明
[0032]图1为本专利技术基于分区域蚁群算法的汽车侧安全气帘缝纫轨迹规划方法流程图。
[0033]图2为汽车侧安全气帘实物示意图。
[0034]图3为缝纫环分区域结果示意图。
[0035]图4为缝纫点确定结果示意图。
[0036]图5为左侧集合规划轨迹图。
[0037]图6为右侧集合规划轨迹图。
[0038]图7为合并后的整体缝纫轨迹规划图。
具体实施方式
[0039]为使本专利技术的目的、技术方案更加清晰，下面将结合附图和实例对本专利技术作详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。
[0040]如图1所示，本专利技术公开了一种基于分区域蚁群算法的汽车侧安全气帘缝纫轨迹规划方法，包括如下步骤：
[0041]步骤1、将图2所示的安全气帘的缝纫区域进行划分，将所有待缝纫图案划分到左右两个缝纫区域集合中，具体如下：
[0042]1.1、以每400mm为间隔，将整个侧安全气帘划分为0
‑
400mm、400
‑
800mm、800
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分区域蚁群算法的汽车侧安全气帘缝纫轨迹规划方法，其特征在于，包括步骤如下：步骤1、对缝纫环进行区域划分：以一定间隔将整个侧安全气帘划分为多个缝纫区域，每个区域宽度相同；根据外环缝纫起点所在区域将所有缝纫环划分到左右两个集合；步骤2、缝纫起点确定：利用最近邻原则，对汽车侧安全气帘上独立的缝纫环确定缝纫起点；步骤3、利用蚁群算法思想对左右两个缝纫区域集合分别进行缝纫轨迹规划，模型训练达到既定迭代次数时，输出最佳路径；步骤4、缝纫轨迹合并，将左右两个集合的缝纫轨迹合并为一个，使缝纫过程整体上呈现“左缝纫区域集合
‑
外环
‑
右缝纫区域集合”的顺序，形成最终的缝纫轨迹。2.根据权利要求1所述的基于分区域蚁群算法的汽车侧安全气帘缝纫轨迹规划方法，其特征在于，所述步骤1缝纫环区域划分具体过程如下：步骤1.1、以400mm为间隔，将整个侧安全气帘划分为多个缝纫区域；步骤1.2、根据外环缝纫起点，得到外环起点所属缝纫区域，外环Loop
s
的缝纫区域State
s
为K(K∈{1,2,3,4,5,...})；步骤1.3、定义两个区域集合Loop
left
和Loop
right
；对所有的非State
s
区域缝纫环Loop
n
(n＝1,2,3,...)进行分区域，划分算法为：其中，Loop
n
...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳航空，郑晓光，马立，朱豫祺，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：