專利名稱：用于包裝線材的計算方法、使用該方法的計算設備和計算機可讀記錄介質(zhì)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包裝多個線材以盡可能緊密地形成線束等的計算方法、使用該方法的計算設備和計算機可讀記錄介質(zhì)，更具體地，涉及包裝多個線材以滿足分別移動線材的條件、使用同樣方法的計算設備和計算機可讀記錄介質(zhì)。
背景技術：
線纜狀結(jié)構(gòu)被稱為線束，通過將多個線材如在汽車中和室內(nèi)所提供的電線集束在一起而形成。線纜作為電子設備、電子元件等的電連接。最近幾年中，從提高空隙效率的觀點，要求線束盡可能緊密地加工而不引起電性能的下降。緊隨地，需要在設計階段計算最為緊密的線束。然而，在此前并沒有提議過為此目的的特殊而有效的計算方法。
因此，本申請和其它申請已經(jīng)在JP-A-2004-127917中提及了計算方法，使用計算機，來得到通過集束和包裝多個線材而獲得的多股纜的外徑信息和線材的位置信息。多股纜通過將對應于線材橫截面形狀的圓集束到最小尺寸圓形之中而不讓圓彼此交疊而形成。有可能在將對應于線材橫截面形狀的圓集束到最小尺寸圓形之中而不讓圓彼此交疊時，計算出包含圓。迄今，認為執(zhí)行此計算困難。注意包含圓對應于由集束大量線材而生成的束線的橫截面形狀。
然而，實際上，形成束線的電線并不限于單一線纜，或單一電線。此外，如圖4A所示，存在被認為是雙絞線8或扁平線纜9的復合線纜。雙絞線8是通過將多個電線81絞在一起獲得的。扁平線纜9是通過將多個電線91延一個平面連接而形成的。編號82和92分別指示電線81和91中的導線。形成此類復合線纜的每一電線必須作為一個部分包裝。一些電線(沒有示出)更適合于比其它電線放置在表面。相反，一些電線更適合于比其它電線放置在內(nèi)部以被它們圍繞。也就是，實際上，也許不可能隨意地移動并包裝那些電線。在許多情況下，電線由它們各自給出的移動條件所限制。
然而，JP-A-2004-127917的方法提及了一個基本的將多個線材集束在一起并包裝到最小尺寸的圓形中的技術。在此方法中，沒有建立線纜移動的條件(以下稱為“移動條件”)。也就是，對應線材的圓能夠根據(jù)包裝計算結(jié)果任意地移動。
因此，在具有以上描述的復合線纜或詳細描述了線材的放置位置的情況下，當執(zhí)行包裝計算時，不可能直接應用JP-A-2004-127917的方法。還沒有提及滿足以上描述的移動條件時，包裝多個線材的有效計算方法。

發(fā)明內(nèi)容
因此，考慮到前述詳情，本發(fā)明意在提供，在滿足各自移動條件時緊密包裝線材的計算方法和使用同樣方法的計算設備。
為了實現(xiàn)以上目標，根據(jù)本發(fā)明，提供了將多個線材盡可能緊湊地包裝的計算方法，包括步驟設置關于各線材的移動條件；將多個線材的橫截面形狀視為多個半徑對應于橫截面形狀輪廓的圓；假設包含多個排列在一個平面內(nèi)彼此不交疊圓的包含圓；定義目標圓，它具有和包含圓相同的圓心，且稍小于包含圓，以至于多個圓中至少有一個從目標圓偏離；搜索目標位置，在此位置除插入試驗圓外的其它圓，在目標圓中移動到離插入試驗圓盡可能遠而彼此不交疊，偏離目標圓的圓視為插入試驗圓；將插入試驗圓插入到目標圓內(nèi)的空隙中，基于目標位置搜索步驟的結(jié)果，重新排列多個圓，以使得對應線材的圓分別滿足移動條件而獲得此空隙；定義新的目標圓，它稍小于當前目標圓，且在插入試驗圓的整個部分都插入到目標圓的情況下包含插入試驗圓，并返回到目標位置搜索步驟；重復執(zhí)行目標圓定義步驟、目標位置搜索步驟、插入圓插入步驟和新目標圓定義步驟來減小包含圓；確定包含圓和多個圓的位置信息；更合適地，輸出包含圓和多個圓的位置信息。
更合適地，在設置移動條件步驟，在多個線材包括由確定線材配置的復合線纜的情況下，移動條件具有對應復合線纜的確定線材之間的關聯(lián)關系。
更合適地，其中在復合線纜被包括到線材中作為移動條件的情況下，在插入圓插入步驟和目標位置搜索步驟中，對應復合線纜的確定圓分別根據(jù)對應復合線纜的關聯(lián)關系移動，而只有在對應復合線纜的確定圓是可移動的時，才移動整個復合線纜。
更合適地，計算方法還包括，在將新目標圓定義成另一新的圓之后，返回到目標位置搜索步驟的步驟，此另一新的目標圓在不可能實現(xiàn)插入插入試驗圓的情況下包含插入試驗圓，在定義目標圓后返回到目標位置搜索步驟的步驟，跟目標圓定義步驟、目標位置搜索步驟、插入圓插入步驟、和目標位置搜索步驟一起重復執(zhí)行。
更合適地，將指示多個線材的信息提前分配到對應線材的多個圓。至少在開始之前和包裝計算結(jié)束之后的時間之一輸出此信息。
根據(jù)本發(fā)明，也提供將多個線材盡可能緊湊地包裝的計算設備，此計算設備包括設置單元，設置關于各線材的移動條件；橫截面形狀識別單元，將多個線材的橫截面形狀視為多個半徑對應于橫截面形狀輪廓的圓；包含圓假設單元，假設包含多個排列在一個平面內(nèi)彼此不交疊圓的包含圓；目標圓定義單元，定義目標圓，它具有和包含圓相同的圓心，且稍小于包含圓，以至于多個圓中至少有一個從目標圓偏離；搜索單元，搜索目標位置，在此位置除插入試驗圓外的其它圓，在目標圓中移動到離插入試驗圓盡可能遠而彼此不交疊，偏離目標圓的圓視為插入試驗圓；插入單元，將插入試驗圓插入到目標圓內(nèi)的空隙中，基于目標位置搜索步驟的結(jié)果，重新排列多個圓，以使得對應線材的圓分別滿足移動條件而獲得此空隙；搜索控制單元，定義新的目標圓，它稍小于當前目標圓，且在插入試驗圓的整個部分都插入到目標圓的情況下包含插入試驗圓，并返回到目標位置搜索步驟；其中，重復執(zhí)行目標圓定義單元、搜索單元、插入單元和搜索控制單元的過程，以確定包含圓和多個圓的位置信息。
根據(jù)本發(fā)明，也提供計算機可讀記錄介質(zhì)，來使得計算機執(zhí)行計算方法的步驟設置關于各線材的移動條件；將多個線材的橫截面形狀視為多個半徑對應于橫截面形狀輪廓的圓；假設包含多個排列在一個平面內(nèi)彼此不交疊圓的包含圓；定義目標圓，它具有和包含圓相同的圓心，且稍小于包含圓，以至于多個圓中至少有一個從目標圓偏離；搜索目標位置，在此位置除插入試驗圓外的其它圓，在目標圓中移動到離插入試驗圓盡可能遠而彼此不交疊，偏離目標圓的圓視為插入試驗圓；將插入試驗圓插入到目標圓內(nèi)的空隙中，基于目標位置搜索步驟的結(jié)果，重新排列多個圓，以使得對應線材的圓分別滿足移動條件而獲得此空隙；定義新的目標圓，它稍小于當前目標圓，且在插入試驗圓的整個部分都插入到目標圓的情況下包含插入試驗圓，并返回到目標位置搜索步驟；重復執(zhí)行目標圓定義步驟、目標位置搜索步驟、插入圓插入步驟和新目標圓定義步驟來減小包含圓；確定包含圓和多個圓的位置信息。
根據(jù)本發(fā)明以上的方法和配置，能夠有效且緊密地包裝多個線材。此外，找到包含圓以至于滿足各自移動線材的條件。因此，能夠根據(jù)實際情況執(zhí)行包裝的計算。
根據(jù)本發(fā)明以上的方法，建立對應復合線纜的關聯(lián)關系。因此，能夠執(zhí)行包括雙絞線、扁平線纜等線束的包裝計算。
根據(jù)本發(fā)明以上的方法，對應復合線纜的圓在滿足對應復合線纜關聯(lián)關系時，以所給定的順序移動，整個復合線纜只有在對應復合線纜的確定圓是可移動的時才移動。因此，能夠有效地執(zhí)行每類復合線纜移動的計算。
根據(jù)本發(fā)明以上的方法，在不可能插入插入試驗圓的情況下，定義尺寸在包含圓和當前目標圓之間的目標圓。然后，程序返回到搜索步驟。因此，能夠更有效地得到包裝包含圓和形成包含圓的線材的位置信息。
根據(jù)本發(fā)明以上的方法，至少在啟動之前和包裝計算結(jié)束之后，以對應線材的方式，加入并輸出用來指示多個線材并被預先分配給多個圓的信息。這樣，容易追蹤多個線材的目標位置。


通過參考附圖來詳細描述可效仿的最優(yōu)實施方式，本發(fā)明的以上目標和優(yōu)點將變得更加顯而易見，其中圖1是示出本發(fā)明基本結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是示出實現(xiàn)本發(fā)明的一個硬件結(jié)構(gòu)例子的框圖；圖3是舉例說明跟本發(fā)明計算方法的一個實施方式相關的基本過程處理的流程圖；圖4A示出了一個復合線纜的例子；圖4B示出代表圖4A的復合線纜的圓；圖5A是示出初始排列圖例子的表格；圖5B是示出最終排列圖例子的表格；圖6A示出了初始狀態(tài)；圖6B示出了從目標圓突出的插入試驗圓；圖6C示出了圖6B所示的插入試驗圓已插入目標圓的方式；圖6D示出了最終結(jié)果；圖7是插入單一線纜過程的流程圖，此過程在圖3中示出；圖8是搜索過程的流程圖，此過程在圖7中示出；圖9示意了移動對應復合線纜的圓的方法；圖10A-10C示出了視為插入復合線纜過程的過程例子；圖11A和11B示出了不視為插入復合線纜過程的過程例子；圖12是示意跟插入復合線纜相關的過程處理的流程圖；圖13是示意從結(jié)束圓進行移動情況下的流程示意圖；圖14A-14D示意了在圖13過程的每一階段后每個圓的行為；圖15A-15C示意了在圖13過程的每一階段后每個圓的行為；圖16是示意從非結(jié)束圓進行移動情況下的流程示意圖；圖17A-17D示意了在圖16過程的每一階段后每個圓的行為；圖18A-18C示意了在圖16過程的每一階段后每個圓的行為；
圖19是本發(fā)明的另一實施方式的示意圖。
具體實施例方式
以下，參考附圖描述本發(fā)明的實施方式。首先，參考圖2，描述用來實現(xiàn)此方法，執(zhí)行線材包裝計算的硬件結(jié)構(gòu)。圖2是示出實現(xiàn)本發(fā)明的一個硬件結(jié)構(gòu)例子的框圖。
如圖2所示，硬件結(jié)構(gòu)是由眾所周知的個人計算機、通用計算機等實現(xiàn)。此計算機包括輸入裝置1，I/O(輸入/輸出接口電路)2、CPU(中央處理單元)3、存儲器4、輸出裝置5和讀/寫裝置6。輸入裝置1、存儲器4、輸出裝置5和讀/寫裝置6通過I/O 2和CPU3電連接。
輸入裝置1用來輸入后面描述過程中的數(shù)據(jù)。例如，此裝置是鍵盤或鼠標。CPU3包括用來控制輸入裝置1、輸出裝置5等的控制部分31，也包括執(zhí)行過程(后面描述)的運算部分32，此過程跟根據(jù)加載在存儲器4中程序的此計算方法相關。
存儲器4包括程序存儲器41，它用來存儲對應于根據(jù)本計算方法(后面描述)中各種過程的程序，也包括用于計算的存儲器42。CPU3執(zhí)行的各種過程步驟的工作范圍被分配到用于計算的存儲器42中。輸出裝置5是監(jiān)視顯示器和打印機，例如，用來輸出CPU所執(zhí)行過程的結(jié)果。
讀/寫裝置6是讀入根據(jù)本發(fā)明的包裝線材執(zhí)行計算程序7a的裝置，程序7a存儲在記錄介質(zhì)7如CD-ROM上。例如，程序7a是執(zhí)行后面描述的如圖3、7、8和10所示的過程序列的程序。此外，裝置6將程序傳送到程序存儲器41。讀/寫裝置6具有將計算結(jié)果寫入記錄介質(zhì)7的附加功能。計算機可能包括通信接口如調(diào)制解調(diào)器和局域網(wǎng)卡(沒有示出)。
線材包裝計算程序7a由讀/寫裝置6讀入存儲器4的程序存儲器41中，并安裝在CPU3中。在計算機開機之后，程序7a被激活。計算機擔當執(zhí)行線材包裝計算的設備。線材包裝計算程序7a也能夠安裝在具有以上描述結(jié)構(gòu)的不同個人計算機和通用計算機等上。當程序安裝后，計算機作為執(zhí)行線材包裝計算的設備運行。
線材包裝計算程序7a存儲在記錄介質(zhì)7中。計算程序7a可以通過通信線路例如Internet、專用線或局域網(wǎng)提供到此計算機。
接下來，參考圖3到6，將描述跟本發(fā)明一個實施方式相關的基本過程處理。圖3是舉例說明跟本發(fā)明計算方法的一個實施方式相關的基本過程處理的流程圖。圖4A示出了一個復合線纜的例子。圖4B示出了代表圖4A的復合線纜的圓。圖5A和5B分別示出了初始排列和最終排列的例子。圖6A示出了初始狀態(tài)；圖6B示出了從目標圓突出的插入試驗圓；圖6C示出了圖6B所示的插入試驗圓已插入目標圓的方式；和圖6D示出了最終結(jié)果。
在此計算方法中，將組成線束的多個電線的橫截面形狀視為多個具有對應其外輪廓直徑的圓形。特別地，關于復合線纜，分別對應多個電線的圓，被視為如圖4B所示彼此相連。例如，關于圖4A所示的雙絞線8，具有對應每個電線81橫截面形狀直徑r81的圓81’被視為如圖4B所示地彼此接觸。關于圖4A所示的扁平線纜9，具有對應每個電線91橫截面形狀直徑r91的圓91’被視為如圖4B所示地彼此接觸。每一個圓81’接觸的位置和圓91’接觸的位置都不是可計算地變化的。假設三個或更多的圓如圓91’一樣排列的順序保持不變。此方法歸因于當具有由這些圓代表橫截面形狀的n個圓柱體集束時，檢查圍繞所有圓柱體的圓的尺寸。實際上，構(gòu)思有效的計算方法來使用計算機得到多股纜的外徑，通過將多個線纜集束并包裝到最小的圓形中而得到此電纜。
在圖3所示的基本過程中，給出了輸入信息。此輸入信息包括圓c1、c2、...cn的半徑r1、r2、...rn，其外形對應多個線纜，如形成線束的導線，的橫截面形狀輪廓，數(shù)p小于并充分接近1(例如p＝0.95)，和充分小的正終止參考值(例如，終止參考值＝min((r1、r2、...r3)/100))。在程序進入后面描述的過程處理之前，設置這些信息。
輸出信息包括n個能夠互不交疊地包裝到其中的圓c1、c2、...cn的最小圓C的半徑R，和與此同時的圓c1、c2、...cn的位置信息。
首先，在圖3所示的步驟S1中，關于每個電線至少給出，指示其是復合線纜還是單一線纜的電線特征或類型作為條件，依此移動對應電線的n個圓c1、c2、...cn。補充地說，在復合線纜的情況下，它指示此電線屬于復合線纜。此外，例如，如圖5A所示復合線纜，給出信息以指示電線屬于哪類復合線纜。為此目的，輸入裝置1能夠利用。先前已計算的速據(jù)也可以使用。
接下來，在步驟S2中，輸出裝置5輸出初始排列信息。初始排列信息示出，例如，以如圖5A所示的表格的形式。此表格包括電線標識、電線圓心位置、電線半徑和電線類型。電線標識是早先分配給每個圓Ci的。關于復合線纜，然而，電線的序列數(shù)根據(jù)電線的數(shù)量分配?，F(xiàn)在圓Ci的圓心位置(x1，y1)、...(x7，y7)、...顯示為電線的圓心位置。圓ci的半徑r1、...r7顯示為電線的半徑。更進一步，在步驟S1中所給出的顯示為電線類型。更適宜地，如圖6A所描寫的初始排列圖也輸出為初始排列信息。在圖6A中，圓c11和c12對應復合線纜中一種的雙絞線8。除了顯示在監(jiān)視顯示器上，可以打印出初始排列圖和初始排列表。
然后，在步驟S3中，圓c1、c2、...cn排列在平面內(nèi)而彼此不交疊。一個大圓圍繞他們，也就是，找到了包含圓C。
接下來，在步驟S4、S5和S5a中，圓(也就是，目標圓D)具有跟上述包含圓C相同圓心，而其半徑是包含圓半徑的p倍，注意p已經(jīng)被定義了。也就是，在由步驟S4、步驟S5中的負判斷和步驟S5a組成的環(huán)中，定義了具有跟包含圓C相同圓心的目標圓D。目標圓D稍小于包含圓D。圓c1、c2、...cn中至少有一個從包含圓C中突出。在以下的過程步驟中，改變排列以至于圓c1、c2、...cn進入目標圓D。
接下來，在步驟S6中，做出每一個圓Ci是屬于復合線纜還是單一線纜的判定。如果判定是單一線纜，程序進入到插入單一線纜的過程(步驟S7)。如果判定是復合線纜，程序轉(zhuǎn)到插入復合線纜的過程(步驟S8)。
在步驟S7中，執(zhí)行插入單一線纜的過程。任意圓Ci從目標圓D突出。在此插入單一線纜的過程中，除了突出圓Ci之外的圓按照距離遞減的順序從任意突出圓Ci取出。能夠放到更遠位置的圓盡可能遠地移動。不可能如此移動時，將圓留在當前位置。然后，圓Ci移到由此移動而形成的空隙中。也就是，嘗試插入。步驟S7中的過程將在后面參考圖7和8加以描述。
在步驟S8中，執(zhí)行插入復合線纜的過程。此插入復合線纜的過程跟插入單一線纜的過程相似，只不過屬于復合線纜的圓保持給定的關聯(lián)關系而移動。在相同復合線纜中的圓優(yōu)先移動。在所有復合線纜之內(nèi)的圓的過程結(jié)束后，處理下一個圓。步驟S8中的過程將在后面參考圖9-18加以描述。
接下來，在步驟S9中，做出步驟S7和S8中圓Ci的插入是否成功的判定。如果判定是肯定的(YES)，程序返回到步驟S5。否則(步驟S9中的判定是NO(否定的))，程序轉(zhuǎn)到步驟S10。如果程序返回到步驟S5，做出是否有任何其它突出圓的判定。如果判定是肯定的，對這個突出圓重復步驟S7和S8的插入過程。如果判定是否定的，程序進入到步驟S5a，并執(zhí)行上述過程。
另一方面，在步驟S10中，目標圓D更新為尺寸在包含圓C和以上描述的插入沒有成功完成的目標圓D之間。然后，在步驟S11中做出判定，過程S10中使用的包含圓和目標圓D之間的半徑差是否小于結(jié)束參考值。如果這個差大約結(jié)束參考值，程序返回到步驟S5，并執(zhí)行和前述相似的過程(步驟S11中的判定是否定的)。如果此差別小于結(jié)束參考值，程序轉(zhuǎn)到步驟S12(步驟S11中的判定是肯定的(YES))。
在步驟S12中，上述過程處理中的計算結(jié)果由輸出裝置5作為最終排列信息輸出。此最終排列的信息示出為，例如，以如圖5B所示的表格形式，包括電線標識、電線圓心位置、電線半徑和電線類型。更進一步，將包含圓的圓心位置和半徑加入最終排列結(jié)果中。盡管電線標識、電線半徑和電線類型跟初始排列圖中的相似，計算出來的圓Ci的圓心位置(x1，y1)、...(x7，y7)、...、計算出來的包含圓C的圓心位置(X1，Y1)和計算出來的包含圓的半徑R1顯示為電線的圓心位置、包含圓的圓心位置和包含圓的半徑。更適宜地，如圖6D所描寫的最終排列圖也輸出為最終排列信息。更適宜地，將對應所有圓的電線標識(未示出)增加到初始排列圖和最終排列圖中。有可能通過輸出最終排列信息和初始排列信息來追蹤目標位置。電線標識對應識別線材的信息。
參考圖6A到6D描述由以上描述過程處理引起的圓的行為。圖6A到6D是圖3過程處理引起的行為的示意圖。特殊地，圖6A示出了初始狀態(tài)。圖6B示出了從目標圓突出的插入試驗圓；圖3C示出了圖3B所示的插入試驗圓插入目標圓的方式。和圖6D示出了最終結(jié)果。
圖6A示出了所給出的n個圓Ci和圍繞它們的包含圓C的初始排列。例如，在圖6A中，圓c11和c12示出了復合線纜中一種的雙絞線。
圖6B示出了程序中的過程。示出了比當前包含圓C稍小的目標圓D和插入試驗圓，插入試驗圓是從目標圓D中突出圓之中的一個，并試圖將其插入。
圖6C示出了如圖2所示步驟S7和S8的插入過程在圖6B所示的插入試驗圓Cn上完成之后所獲得的狀態(tài)。在圖6C中，由粗陰影線指出的圓mi已被移動，在插入過程中插入到插入試驗圓中。圖6D示出了插入了所有突出圓過程的結(jié)果。關于對應復合線纜的圓c11和c12，它們的相互關聯(lián)關系在過程中一直得到保持。
這樣，改變對應于形成線束的多個電線的圓的排列，以使它們移動到離對應從包含圓突出的電線的圓盡可能遠。突出電線插入到由移動形成的空隙中。重復執(zhí)行這些操作的計算。因此，有效地找到了圍繞多個電線的線束的外徑。特別地，關于每個復合線纜，找到對應它的圓來來滿足相互關聯(lián)關系，也就是，移動條件。因此，能夠根據(jù)實際情況執(zhí)行包裝的計算。
接下來參考圖7和8描述圖3的步驟S7的插入單一線纜的過程。圖7是圖3中插入單一線纜過程的流程圖。圖8是搜索過程的流程圖，此過程在圖7中示出。
在如圖7所示插入單一線纜的過程中，給出了輸入信息。輸入信息包括n個圓ci的半徑ri的、其圓心(xi，yi)(i＝1、2、...n)和目標圓D。假設n個圓ci彼此不交疊，且最終圓Cn從目標圓D突出?？梢杂衅渌怀鰣A。
如果最終圓能夠插入到目標圓D中，且沒有允許已經(jīng)插入到目標圓D中的圓從目標圓突出，那么可以確定獲得了成功的結(jié)果。實現(xiàn)此結(jié)果的n個圓的圓心位置作為輸出信息輸出。如果不能執(zhí)行這樣的插入，那么可以確定獲得了不成功的結(jié)果。輸出這個結(jié)果的訊息。
首先，在搜索和插入步驟S71的過程中，n個圓按照離最終圓cn最遠的順序重新排列。此順序是基于從n個圓ci的圓心到最終圓cn圓心之間的距離。為了簡化，給予重新排列圓的編號現(xiàn)在分別由c1、c2、...cn指示。以下最終圓參考為插入試驗圓。
然后，對于i＝1、2、...n-1執(zhí)行步驟S72到S74a(或步驟S74b)中的過程。在步驟S72中，執(zhí)行搜索過程。也就是，為目標候選位置進行搜索，在目標圓D中每個圓ci能夠移入其中而不跟其它圓交疊。特別地，此搜索過程包括如圖8所示的第一搜索過程和如圖10所示的第二搜索過程。在第一搜索過程中，為目標候選位置進行搜索，每個圓ci放入該位置而比圓ci的當前位置離插入試驗圓更遠，且不會跟目標圓D中其它圓交疊。更進一步，在圖10所示的第二搜索過程中，通過使用圓沃羅諾圖概念為目標候選位置進行搜索，每個圓ci放入該位置而比圓ci的當前位置離插入試驗圓更遠，且不會跟目標圓D中其它圓交疊。這些將在后面描述。
在步驟S73、S74a和S74b中，如果在以上描述的搜索過程中找到目標候選位置，圓ci移到目標候選位置中離插入試驗圓cn最遠的那個(步驟S73和步驟S74a中的肯定判定)。如果沒有找到目標候選位置，圓ci移到目留在當前位置(步驟S73和步驟S74a中的否定判定)。對于i＝1、2、...n-1執(zhí)行這些步驟。然后程序轉(zhuǎn)到步驟S75。步驟S72-S75對應本應用的權利要求中陳述的搜索步驟。
接下來，在步驟S75中，試圖將插入試驗圓插入到目標圓D中，由步驟S72到S74a(或步驟S74b)組成的循環(huán)過程所形成的空隙中。
在步驟S76、S77a和S77b中，如果插入的嘗試成功了，將插入試驗圓移到那里(步驟S76和步驟S77a中的肯定判定(YES))。如果嘗試不成功，輸出關于該情況的訊息(步驟S76和步驟S77a中的否定判定(NO))。如果嘗試成功，則輸出實現(xiàn)此的n個圓的圓心位置。然后，由步驟S71到S77a(或步驟S77b)組成的系列過程步驟完成后，程序返回到圖6所示后續(xù)過程。
在圖5示意的搜索過程中，注意到如果具有允許移動n個圓ci的空隙，在圓ci已經(jīng)移動到離插入試驗圓cn盡可能遠位置的條件下，每個圓ci應當跟兩個圓相切。注意在一些情況下，這兩個接觸圓之一是目標圓D。因此，所給出n個圓ci和目標圓D的一組圓指示為S＝{c1、c2、...cn、D}。對于除了圓ci之外的所有兩個圓cj和ck∈S，執(zhí)行在以下步驟S721-S729中示意的過程。
首先，在步驟S721中，做出半徑為ri的圓ci和圓cj及ck都相切的任一位置的搜索。假設如果圓cj或圓ck是除目標圓之外的圓，圓ci外切，而如果圓cj或圓ck是目標圓D，圓ci內(nèi)切。最多只有兩個這樣的位置，在此情況下，圓心分別由(x’i，y’i)和(x”i，y”i)給出。
接下來，在步驟S722中，如果移動到兩個位置之一，則做出圓ci離插入試驗圓cn的距離是否比當前位置更遠的判定。也就是，比較從一個圓心(x’i，y’i)到插入試驗圓cn圓心的距離X’和從當前位置圓ci的圓心到插入試驗圓圓心的距離X。如果距離X’大于距離X，程序轉(zhuǎn)到步驟S723(步驟S722中的肯定判定(YES))；否則，程序進入步驟S726(后面描述)(步驟S722中的否定判定(NO))。
在步驟S723中，對除除圓ci、cj、ck和目標圓D之外所有圓，做出當半徑ri的圓ci放置在上述圓心(xi，yi)時，是否有交疊的判定。這個交疊的判定是在步驟S724做出的。如果判定是不和任意其它圓交疊，程序轉(zhuǎn)到步驟S725(步驟S724中的否定判定)。在步驟S725中，將圓心(x’i，y’i)加入到圓ci的移動候選位置。否則，程序進入到步驟S726(步驟S724中的肯定判定(YES))。
更進一步，上述圓心(x’i，y’i)被其它圓心(x”i，y”i)代替，而以下步驟S726-S729的過程按照跟上述步驟S722-S725相同的方法執(zhí)行。在步驟S726中，如果圓ci移到兩個位置中的另一個，做出圓ci是否比當前位置變得離插入試驗圓cn更遠的判斷。也就是，比較從另一個圓心(x”i，y”i)到插入試驗圓cn圓心的距離X”和從當前位置圓ci圓心到插入試驗圓圓心的距離X。如果距離X”大于距離X，程序轉(zhuǎn)到步驟S727(步驟S726中的可定判定(YES))。否則。程序直接轉(zhuǎn)到下一步驟(步驟S726中的否定判定(NO))。
在步驟S727中，當半徑ri的圓ci放置在圓心(x”i，y”i)時，對于除圓ci、cj、ck和目標圓D之外的所有圓，做出是否有交疊的判定。交疊的判定在步驟S728中做出。如果判定是不和任意其它圓交疊，程序轉(zhuǎn)到步驟S729(步驟S728中的否定判定)。在步驟S729中，圓心(x”i，y”i)加入到圓ci的目標候選位置。否則，程序直接進入到下一步驟(步驟S728中的肯定判定(YES))。如果過程對于除圓ci之外的所有兩個圓cj和ck都執(zhí)行了，程序返回到圖8示意的后續(xù)過程。
然后，參考圖9-18描述圖3中插入復合線纜的步驟S8的過程。在詳細描述插入復合線纜的處理過程前，參考圖9-11描述基本的過程。圖9示意了移動對應復合線纜的圓的方法。圖10和11分別示出了視為插入復合線纜過程和不視為插入復合線纜過程的例子。
插入復合線纜的過程根據(jù)以下基本過程執(zhí)行。
1.設置包含跟所有初始放置的電線相對應的圓的包含圓。
2.設置相對包含圓以給出的控制變量變小的目標圓。
3.執(zhí)行將從目標圓突出的圓(插入試驗圓)插入目標圓的操作。
(i)如圖9所示，所有圓在目標圓范圍內(nèi)，按照離插入試驗圓距離的遞減順序，移動到離插入試驗圓更遠，也就是，以圓c1、c2、c3和c4的順序。
(ii)當所移動的圓屬于復合線纜時，復合線纜中的其它圓必須保持相互關系地移動。為此，相同復合線纜中的圓從那以后優(yōu)先移動。所有復合線纜中圓的過程結(jié)束后，執(zhí)行下一個圓的過程。如圖10A-10C所示，如果保持對應復合線纜的圓c1-c4之間的關聯(lián)關系，允許形狀的變化。然而，如圖11A和11B所示，不允許變動對應復合線纜的圓c1-c4之間的關聯(lián)關系。
(iii)當不能執(zhí)行插入時，包含圓的尺寸不能退還，然后過程正常終止。
4.如果插入成功完成，過程從以上的2重復。
以上1-3(i)的過程與上述插入單一線纜的過程相同。以上描述的3(ii)示出了插入復合線纜的本質(zhì)過程。這將參考圖12的流程加以描述，圖12是示意跟插入復合線纜相關的過程處理的流程圖。
在圖12的步驟S81-S83中，試圖移動對應于離插入試驗圓最遠的電線的圓(也參考為電線圓)(步驟S81)，如圖9中，對應于復合線纜的圓(也參考為復合線纜圓)之中的圓c1。在此嘗試移動中，應用以上的規(guī)則3(i)。補充地說，在此實施方式中，從結(jié)合即前移動的電線圓和對應所有其它電線的兩個圓，找到所移動圓發(fā)生接觸的位置。在它們之中，將不和其它電線圓交疊且距離插入試驗圓最遠的位置定位試驗目的。試驗移動的順序并不一致對應電線標識的順序。然而，對應復合線纜的一組圓需要連續(xù)地處理。如果移動成功(步驟S82中的肯定判定(YES))，電線圓移動到試驗目標位置(步驟S83)。然而，如果移動不成功(步驟S82中的否定判定(NO))，過程序列結(jié)束。在此實施方式中，由于任何電線圓沒有移動，過程沒有執(zhí)行步驟S83就簡單的結(jié)束了。
然后，在步驟S84-S87中，如果有一個跟即前移動的電線接觸且具有即前編號的電線圓(步驟S84中的肯定判定(YES))，則試圖移動此電線圓(步驟S85)。如果移動成功完成(步驟S86中的肯定判定(YES))，電線圓移動到試驗位置(步驟S87)。如果移動沒有成功完成(步驟S86中的否定判定)，所移動的電線圓返回到移動之前的位置，而過程序列結(jié)束(步驟S93)。如果沒有一個跟即前移動的電線接觸且具有即前編號的電線圓(步驟S84中的否定判定(NO))，可以確定已經(jīng)移動了結(jié)束圓。重復步驟S88-S91。
然后，在步驟S88-S91中，如果有一個跟即前移動的電線接觸且具有下一編號的電線圓(步驟S88中的肯定判定(YES))，則試圖移動此電線圓(步驟S89)。如果移動成功完成(步驟S90中的肯定判定(YES))，電線圓移動到嘗試位置(步驟S87)。如果移動沒有成功完成(步驟S90中的否定判定(NO))，所移動的電線圓返回到移動之前的位置。過程序列結(jié)束(步驟S93)。如果沒有一個跟即前移動的電線接觸且具下一編號的電線圓(步驟S88中的否定判定(NO))，可以確定已經(jīng)移動了結(jié)束圓。程序通過步驟S92。然后，重復步驟S84-S87。
對于所有形成一套并對應復合線纜(步驟S92)的圓，嘗試此過程。
此過程處理參考圖13-15和16-18詳細加以描述。圖13-15獨特地示意了從結(jié)束圓進行移動的例子。也就是，圖13示意了從結(jié)束圓進行移動情況下過程的流程。圖14A-14D和圖15A-15C示意了在圖13過程的每一階段后每個圓的行為。
圖16-18獨特地示意了從非結(jié)束圓進行移動的例子。特別地，圖16示意了從非結(jié)束圓進行移動情況下過程的流程。圖17A-17D和圖18E-18C示意了在圖16過程的每一階段后每個圓的行為。
在這些圖中，cn指示嘗試圓。c1、c2、c3和c4指示對應復合線纜如扁平線纜9的圓。圓c5、c6和c7指示對應單一線纜。D指示目標圓。在此情況下，所有對應復合線纜的圓都是可移動的。
在圖13-15中，在從結(jié)束圓(圓C4)進行移動的情況下，如圖14A所示，離插入試驗圓cn最遠的圓C4首先移動(步驟S8-1)。然后，如圖14B所示，找到圓c3的目標位置，圓c3具有已移動圓c4編號的即前編號(步驟S8-2)。從那以后，如圖14C所示，圓c3移動到和其它圓都不交疊且離插入試驗圓cn最遠的位置(步驟S8-3)。然后如圖14D所示，不再有任何圓，其編號緊隨在步驟S8-1中移動的圓c4編號，并找到圓c2能夠移動到的目標位置，圓c2具有剛移動圓c3編號的即前編號(步驟S8-4)。
更進一步，如圖15A所示，圓c2移動到和其它圓都不交疊且離插入試驗圓cn最遠的位置(步驟S8-5)。然后，如圖15B所示，按照步驟S8-4中相同方法，找到圓c1的目標位置，圓c1具有剛移動圓c2編號的即前編號。如圖15C所示，圓c1移動到和其它圓都不交疊且離插入試驗圓cn最遠的位置(步驟S8-7)。按照這種方法，所有對應復合線纜的圓都已移動，因此過程結(jié)束。
在圖16-18中，在從非結(jié)束圓(圓c3)進行移動的情況下，如圖17A所示，離插入試驗圓cn最遠的圓C4首先移動(步驟S8-1’)。然后，如圖17B所示，找到圓c2能夠移動到的目標位置，圓c2具有比已移動圓c3編號小的編號(步驟S8-2’)。然后，如圖17C所示，圓c2移動到和其它圓都不交疊且離插入試驗圓cn最遠的位置(步驟S8-3’)。隨后，如圖17D所示，不再有任何圓，其編號緊隨在步驟S8-1中移動的圓c4編號，并找到圓c2能夠移動的目標位置，圓c2具有剛移動圓c3編號的即前編號(步驟S8-4’)。
更進一步，如圖18A所示，圓c4移動到和其它圓都不交疊且離插入試驗圓cn最遠的位置(步驟S8-5’)。然后，如圖15B所示，按照步驟S8-4中相同分方法，找到圓c1能夠移動到的目標位置，圓c1具有在步驟S8-3’移動的圓c2編號的即前編號(步驟S8-6’)。如圖18C所示，圓c1移動到和其它圓都不交疊且離插入試驗圓cn最遠的位置(步驟S8-7’)。按照這種方法，所有對應復合線纜的圓都已移動。過程結(jié)束。
通過到目前為止描述的過程找到包含圓，能夠有效并緊密地包裝多個電線。特別地，以滿足分別移動電線條件的方法找到包含圓。因此，能夠根據(jù)實際情況執(zhí)行包裝的計算。例如，可能計算電線包括雙絞線或扁平線纜的包裝。
在以上實施方式中，所有形成復合線纜的電線在厚度上是一致的。復合線纜可以包括不同厚度的電線。顯然，復合線纜不限于雙絞線或扁平線纜。更進一步，在以上實施方式中，輸出包含圓的半徑來找到外徑。顯然半徑能夠被直徑替代。此外，在包含圓的計算中使用的p的值和結(jié)束參考值不限于以上實施方式中示出的值。它們可以在本發(fā)明要點的范圍內(nèi)恰當修正。
在以上描述的實施方式中，圓的移動條件是假定復合線纜而建立的。本發(fā)明的應用范圍能夠通過建立其它的移動條件而擴大。圖19示意了本發(fā)明的另一實施方式。
在圖19中，cr指示對應于應當放置在所包裝的多個線材最外位置線材的圓。圓cr對應，例如，多個線材中最厚的線材。這也可以是第二或第三厚的線材。D指示如以上提及的，被包裝的多個線材的包含圓。
假設在置于汽車中線束的彎曲耐力測試的最壞情況下，厚的線材放置在外邊以生成更嚴格的條件。特殊地，具有最短壽命的線束部分是重復彎曲和移動的部分，如開關的汽車門。特別地，當厚線材放置在彎曲部分內(nèi)部(也就是，線束橫截面形狀的外部)，線束經(jīng)常遭受最短的壽命。因此，這一情形是假設的。
在此實施方式中，線束材料包裝為圓cr放置在盡可能靠外的條件也包括在移動條件中?？梢约僭O圓cr跟包含圓D完全接觸來設置這些條件。此外，可以假設圓能夠視為接觸、通過，嚴格的說，不結(jié)束，來設置這些條件。
例如，假設圓cr跟包含圓D完全接觸來建立條件，建立以下Y1的公式來做出接觸的判定Y1＝R-X＝r其中R是包含圓D的半徑，r是圓cr的半徑，而X是包含圓D圓心P和圓cr圓心pr之間的距離。
執(zhí)行包裝的計算來滿足接觸的判定公式Y(jié)1。也就是，在此情況下，在以上描述的第一實施方式中示意的過程處理能夠比照地應用。在代替圖3中步驟S6的步驟S6’中，做出以上描述的判定公式Y(jié)1是否使用的判定。當使用了判定公式Y(jié)1，執(zhí)行包裝的計算來滿足由在代替步驟S8的步驟S8’中的判定公式給出的關系。為使包裝的計算生效，圓cr初始放置為滿足判定公式Y(jié)1。用此作為起始點，可以更好地執(zhí)行包裝的計算來滿足判定公式Y(jié)1。
因此，假設得到了需要彎曲測試的線材的包裝排列。更進一步，如圖19所示，通過在包含圓D上以判定公式Y(jié)1規(guī)定接觸范圍d1-d2，來獲得更好遵從實際情況的線材排列。
例如，完成了假設圓cr與包含圓D完全或接近完全接觸的設置，則建立以下接觸的判定公式Y(jié)2r≤Y2＝R-X≤r+(r×0.1)其中R是包含圓D的半徑，r是圓cr的半徑，而X是包含圓D圓心P和圓cr圓心pr之間的距離。
判定公式Y(jié)2中的項“r×0.1”允許在包含圓D的圓心P和圓cr之間產(chǎn)生間隙，間隙足夠小以至于對應其它圓的圓不能進入到此間隙。項“r×0.1”規(guī)定了圓cr和包含圓D接觸。代替項“r×0.1”，也可以使用多個線材中最細一個的直徑。
執(zhí)行包裝的計算來滿足接觸的判定公式Y(jié)2。也就是，在第一實施方式中示意的過程處理在此情況下也能夠比照地應用。在代替圖3中步驟S6的步驟S6”中，做出以上描述的判定公式Y(jié)2是否使用的判定。當使用了判定公式Y(jié)2，執(zhí)行包裝的計算來滿足由在代替步驟S8的步驟S8”中的判定公式給出的關系。為使包裝的計算生效，圓cr初始放置為滿足判定公式Y(jié)2。更合適的，用此作為起始點，可以更好地執(zhí)行包裝的計算來滿足判定公式Y(jié)2。
因此，假設得到了更好遵從實際情況的，需要彎曲測試的線材的包裝排列。更進一步，如圖19所示，通過在包含圓D上以判定公式Y(jié)2規(guī)定接觸范圍d1-d2，來獲得更好遵從實際情況的線材排列。
包含上述實施方式的本發(fā)明能夠相似地應用到室內(nèi)放置的線束，也可以應用到放置在汽車上的線束。
記錄以上提及程序的計算機可讀記錄介質(zhì)也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。更進一步，如果以上提及的程序被OS等程序執(zhí)行，運行在計算機系統(tǒng)中，則記錄有包含多種控制OS等程序指令的程序的記錄介質(zhì)也在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
本發(fā)明應用是基于歸檔于2004年2月18日的日本專利申請No.2004-041641，其內(nèi)容結(jié)合于此作為參考。
權利要求
1.一種將多個線材盡可能緊湊地包裝的計算方法，包括以下步驟針對各線材設置移動條件；將多個線材的橫截面形狀視為多個圓，該多個圓的直徑對應于該橫截面形狀的輪廓；假設一包含圓，該包含圓包含多個排列在一個平面內(nèi)且彼此不交疊的圓；定義一目標圓，其稍小于包含圓且具有和包含圓相同的圓心，從而使所述多個圓中的至少一個圓從目標圓偏離；搜索一目標位置，除一個插入試驗圓外的其它圓都移動到該目標位置，并在目標圓中移動到離插入試驗圓盡可能且遠而彼此不交疊，將偏離目標圓的圓作為該插入試驗圓；將該插入試驗圓插入到目標圓內(nèi)的空隙中，基于目標位置搜索步驟的結(jié)果，重新排列多個圓以獲得該空隙，從而使得對應于線材的各個圓分別滿足移動條件；定義新的目標圓，其稍小于當前的目標圓且在插入試驗圓的整個部分都插入到目標圓的情況下包含插入試驗圓，并返回目標位置搜索步驟；重復執(zhí)行目標圓定義步驟、目標位置搜索步驟、插入圓插入步驟和新目標圓定義步驟來減小包含圓；以及確定關于包含圓和所述多個圓的位置的信息。
2.如權利要求1所述的計算方法，其中，在設置移動條件的步驟中，在所述的多個線材包括由確定的多個線材配置成的一復合線纜的情況下，移動條件與對應于該復合線纜的該確定的多個線材之間具有關聯(lián)關系。
3.如權利要求2所述的計算方法，其中，在復合線纜包括在線材中作為移動條件的情況下，在插入圓插入步驟和目標位置搜索步驟中，對應于復合線纜的確定的多個圓分別根據(jù)對應于該復合線纜的關聯(lián)關系而移動，且只有在對應于該復合線纜的所有的確定的圓都是可移動的時，才移動整個復合線纜。
4.如權利要求1所述的計算方法，還包括以下步驟在將新目標圓定義成另一新的圓之后，包含一返回目標位置搜索步驟的步驟，該另一新的圓的尺寸處于包含圓與當前目標圓之間，并且在不可能實現(xiàn)將插入試驗圓插入的情況下該另一新的目標圓包含插入試驗圓，上述返回搜索步驟的步驟，和目標圓定義步驟、目標位置搜索步驟、插入圓插入步驟、以及新目標圓定義步驟一起被重復執(zhí)行。
5.如權利要求1所述的計算方法，其中，將區(qū)分所述的多個線材的信息預先分配到對應于線材的所述多個圓；并且至少在用于包裝的計算開始之前和結(jié)束之后的時間之一輸出該信息。
6.一種用于將多個線材盡可能緊湊地包裝的計算設備，該計算設備包括設置單元，該設置單元針對各線材設置移動條件；橫截面形狀識別單元，該橫截面形狀識別單元將多個線材的橫截面形狀視為多個圓，該多個圓的直徑對應于該橫截面形狀的輪廓；包含圓假設單元，該包含圓假設單元假設一包含圓，該包含圓包含多個排列在一個平面內(nèi)且彼此不交疊的圓；目標圓定義單元，該目標圓定義單元定義一目標圓，其稍小于包含圓且具有和包含圓相同的圓心，從而使所述多個圓中的至少一個圓從目標圓偏離；搜索單元，該搜索單元搜索一目標位置，除一個插入試驗圓外的其它圓都移動到該目標位置，并在目標圓中移動到離插入試驗圓盡可能且遠而彼此不交疊，將偏離目標圓的圓作為該插入試驗圓；插入單元，該插入單元將該插入試驗圓插入到目標圓內(nèi)的空隙中，基于目標位置搜索步驟的結(jié)果，重新排列多個圓以獲得該空隙，從而使得對應于線材的各個圓分別滿足移動條件；搜索控制單元，該搜索控制單元定義新的目標圓，新的目標圓稍小于當前的目標圓且在插入試驗圓的整個部分都插入到目標圓的情況下包含插入試驗圓，并返回到搜索單元的處理過程；其中，目標圓定義單元、搜索單元、插入單元和搜索控制單元的處理過程被重復執(zhí)行，從而確定關于所述的包含圓和所述的多個圓的位置的信息。
7.一種計算機可讀記錄介質(zhì)，用于使計算機執(zhí)行如權利要求1到5中任一項所述的計算方法。
全文摘要
一種計算方法，包括步驟設置各線材的移動條件；將線材的橫截面形狀視為多個圓；假設包含這些圓的包含圓；定義稍小于包含圓的目標圓；搜索目標位置，除插入試驗圓的其它圓移動到此位置而離插入試驗圓盡可能遠；將插入試驗圓插入到目標圓中的空隙中；當所有插入試驗圓都插入到目標圓時，定義稍小于當前目標圓的新目標圓，并返回到搜索步驟；重復執(zhí)行定義步驟、搜索步驟、插入步驟和新目標圓定義步驟來減小包含圓；和確定包含圓和多個圓的位置信息。
文檔編號G06F17/50GK1677405SQ20051005090
公開日2005年10月5日 申請日期2005年2月18日 優(yōu)先權日2004年2月18日
發(fā)明者杉原厚吉, 澤井正義, 長倉功樹 申請人:矢崎總業(yè)株式會社