[发明专利]一种发动机外部管路敷设规划方法

权利要求书

1.一种发动机外部管路敷设规划方法，其特征在于，其包括：

获取管路敷设的起始点、终点、障碍物的位置、依附平面的位置和卡箍的位置，所述依附平面为针对安装面上的元件指定的一平面，所述安装面为所述发动机的外表面；

根据所述依附平面的位置得到安装面的粒子群编码；

根据所述卡箍的位置得到卡箍的粒子群编码；

依据管路长度的目标函数对所述安装面的粒子群编码和所述卡箍的粒子群编码进行粒子群计算，并结合所述障碍物的位置进行路径规划，得到管路敷设的避障路径。

2.如权利要求1所述的发动机外部管路敷设规划方法，其特征在于，所述根据所述依附平面的位置得到安装面的粒子群编码包括：

在所述依附平面的外法向上创建可行解区域，并在所述可行解区域内确定基准点；

基于所述可行解区域的基准点通过延伸的方式，得到两个延伸点并添加至少两个避障点；

根据所述两个延伸点与所述至少两个避障点采用柱面坐标进行编码，得到所述安装面的粒子群编码。

3.如权利要求2所述的发动机外部管路敷设规划方法，其特征在于，所述可行解区域为具有一定高度的六面体，且所述六面体的高度由所述管路的材料和敷设长度确定；

基于所述可行解区域内确定两个基准点，所述两个基准点之间的距离大于或等于最小安装长度。

4.如权利要求3所述的发动机外部管路敷设规划方法，其特征在于，所述根据所述两个延伸点与所述至少两个避障点采用柱面坐标进行编码，得到所述安装面的粒子群编码包括：

根据所述两个延伸点和所述至少两个避障点采用柱面坐标进行编码，得到种群中的粒子编码，其中所述柱面坐标中的极径参数的范围根据机匣半径和短舱半径确定；

根据所述粒子编码与所述两个基准点、所述两个延伸点和所述至少两个避障点的映射关系。

5.如权利要求1所述的发动机外部管路敷设规划方法，其特征在于，所述根据所述卡箍的位置得到卡箍的粒子群编码包括：

识别所述卡箍的两边的端点作为两个卡箍基准点；

对于所述卡箍基于所述两个卡箍基准点通过延伸的方式，基于延伸得到的两个延伸点和至少两个避障点采用柱面坐标进行编码，得到所述卡箍的粒子群编码。

6.如权利要求1所述的发动机外部管路敷设规划方法，其特征在于，所述管路长度的目标函数L为：

其中d(p_i,p_i+1)为点p_i,p_i+1之间的测地线距离。

7.如权利要求1所述的发动机外部管路敷设规划方法，其特征在于，还包括：

对所述安装面的粒子群编码和所述卡箍的粒子群编码进行初始化。

8.如权利要求7所述的发动机外部管路敷设规划方法，其特征在于，所述依据管路长度的目标函数对所述安装面的粒子群编码和所述卡箍的粒子群编码进行粒子群计算，并结合所述障碍物的位置进行路径规划，得到管路敷设的避障路径包括：

根据初始化后的所述安装面的粒子群编码和所述卡箍的粒子群编码得到测地线方程；

在所述测地线方程中选取多个离散点，将所述起始点、所述多个离散点和所述终点依次连接构成的离散路径进行分段线性拟合，得到管路中心线；

根据所述障碍物的路径结合所述管路中心线进行路径规划，得到所述避障路径。

9.如权利要求8所述的发动机外部管路敷设规划方法，其特征在于，所述根据所述障碍物的路径结合所述管路中心线进行路径规划，得到所述避障路径包括：

在所述障碍物的位置针对障碍物的外轮廓创建障碍物的最小包围盒；

结合所述管路中心线与所述最小包围盒采用线面求交的方式进行路径规划，并采用惩罚函法来判断并淘汰碰障路径，得到所述避障路径。

10.如权利要求7所述的发动机外部管路敷设规划方法，其特征在于，还包括：

对所述安装面的粒子群编码和所述卡箍的粒子群编码进行初始化后，根据粒子群算法计算适应度值；

根据所述适应度值计算出群体最优值和个体历史最优值；

通过种群更新，计算新的适应度值；

判断是否达到最大迭代次数，如果未达到所述最大迭代次数，则重新计算新的群体最优值和个体历史最优值，直到达到所述最大迭代次数为止。