CN100437595C - 用于包装线材的计算方法以及使用该方法的计算设备 - Google Patents

Abstract

一种计算方法，包括步骤：设置各线材的移动条件；将线材的横截面形状视为多个圆；假设包含这些圆的包含圆；定义稍小于包含圆的目标圆；搜索目标位置，除插入试验圆的其它圆移动到此位置而离插入试验圆尽可能远；将插入试验圆插入到目标圆中的空隙中；当所有插入试验圆都插入到目标圆时，定义稍小于当前目标圆的新目标圆，并返回到搜索步骤；重复执行定义步骤、搜索步骤、插入步骤和新目标圆定义步骤来减小包含圆；和确定包含圆和多个圆的位置信息。

Description

用于包装线材的计算方法以及使用该方法的计算设备

技术领域

本发明涉及包装多个线材以尽可能紧密地形成线束等的计算方法、使用该方法的计算设备和计算机可读记录介质，更具体地，涉及包装多个线材以满足分别移动线材的条件、使用同样方法的计算设备和计算机可读记录介质。

背景技术

线缆状结构被称为线束，通过将多个线材如在汽车中和室内所提供的电线集束在一起而形成。线缆作为电子设备、电子元件等的电连接。最近几年中，从提高空隙效率的观点，要求线束尽可能紧密地加工而不引起电性能的下降。紧随地，需要在设计阶段计算最为紧密的线束。然而，在此前并没有提议过为此目的的特殊而有效的计算方法。

因此，本申请和其它申请已经在JP-A-2004-127917中提及了计算方法，使用计算机，来得到通过集束和包装多个线材而获得的多股缆的外径信息和线材的位置信息。多股缆通过将对应于线材横截面形状的圆集束到最小尺寸圆形之中而不让圆彼此交叠而形成。有可能在将对应于线材横截面形状的圆集束到最小尺寸圆形之中而不让圆彼此交叠时，计算出包含圆。迄今，认为执行此计算困难。注意包含圆对应于由集束大量线材而生成的束线的横截面形状。

然而，实际上，形成束线的电线并不限于单一线缆，或单一电线。此外，如图4A所示，存在被认为是双绞线8或扁平线缆9的复合线缆。双绞线8是通过将多个电线81绞在一起获得的。扁平线缆9是通过将多个电线91延一个平面连接而形成的。编号82和92分别指示电线81和91中的导线。形成此类复合线缆的每一电线必须作为一个部分包装。一些电线(没有示出)更适合于比其它电线放置在表面。相反，一些电线更适合于比其它电线放置在内部以被它们围绕。也就是，实际上，也许不可能随意地移动并包装那些电线。在许多情况下，电线由它们各自给出的移动条件所限制。

然而，JP-A-2004-127917的方法提及了一个基本的将多个线材集束在一起并包装到最小尺寸的圆形中的技术。在此方法中，没有建立线缆移动的条件(以下称为“移动条件”)。也就是，对应线材的圆能够根据包装计算结果任意地移动。

因此，在具有以上描述的复合线缆或详细描述了线材的放置位置的情况下，当执行包装计算时，不可能直接应用JP-A-2004-127917的方法。还没有提及满足以上描述的移动条件时，包装多个线材的有效计算方法。

发明内容

因此，考虑到前述详情，本发明意在提供，在满足各自移动条件时紧密包装线材的计算方法和使用同样方法的计算设备。

为了实现以上目标，根据本发明，提供了将多个线材尽可能紧凑地包装的计算方法，包括步骤：

设置关于各线材的移动条件；

将多个线材的横截面形状视为多个半径对应于横截面形状轮廓的圆；

假设包含多个排列在一个平面内彼此不交叠圆的包含圆；

定义目标圆，它具有和包含圆相同的圆心，且稍小于包含圆，以至于多个圆中至少有一个从目标圆偏离；

搜索目标位置，在此位置除插入试验圆外的其它圆，在目标圆中移动到离插入试验圆尽可能远而彼此不交叠，偏离目标圆的圆视为插入试验圆；

将插入试验圆插入到目标圆内的空隙中，基于目标位置搜索步骤的结果，重新排列多个圆，以使得对应线材的圆分别满足移动条件而获得此空隙；

定义新的目标圆，它稍小于当前目标圆，且在插入试验圆的整个部分都插入到目标圆的情况下包含插入试验圆，并返回到目标位置搜索步骤；

重复执行目标圆定义步骤、目标位置搜索步骤、插入圆插入步骤和新目标圆定义步骤来减小包含圆；

确定包含圆和多个圆的位置信息；

更合适地，输出包含圆和多个圆的位置信息。

更合适地，在设置移动条件步骤，在多个线材包括由确定线材配置的复合线缆的情况下，移动条件具有对应复合线缆的确定线材之间的关联关系。

更合适地，其中在复合线缆被包括到线材中作为移动条件的情况下，在插入圆插入步骤和目标位置搜索步骤中，对应复合线缆的确定圆分别根据对应复合线缆的关联关系移动，而只有在对应复合线缆的确定圆是可移动的时，才移动整个复合线缆。

更合适地，计算方法还包括，在将新目标圆定义成另一新的圆之后，返回到目标位置搜索步骤的步骤，此另一新的目标圆在不可能实现插入插入试验圆的情况下包含插入试验圆，在定义目标圆后返回到目标位置搜索步骤的步骤，跟目标圆定义步骤、目标位置搜索步骤、插入圆插入步骤、和目标位置搜索步骤一起重复执行。

更合适地，将指示多个线材的信息提前分配到对应线材的多个圆。至少在开始之前和包装计算结束之后的时间之一输出此信息。

根据本发明，也提供将多个线材尽可能紧凑地包装的计算设备，此计算设备包括：

设置单元，设置关于各线材的移动条件；

横截面形状识别单元，将多个线材的横截面形状视为多个半径对应于横截面形状轮廓的圆；

包含圆假设单元，假设包含多个排列在一个平面内彼此不交叠圆的包含圆；

目标圆定义单元，定义目标圆，它具有和包含圆相同的圆心，且稍小于包含圆，以至于多个圆中至少有一个从目标圆偏离；

搜索单元，搜索目标位置，在此位置除插入试验圆外的其它圆，在目标圆中移动到离插入试验圆尽可能远而彼此不交叠，偏离目标圆的圆视为插入试验圆；

插入单元，将插入试验圆插入到目标圆内的空隙中，基于目标位置搜索步骤的结果，重新排列多个圆，以使得对应线材的圆分别满足移动条件而获得此空隙；

搜索控制单元，定义新的目标圆，它稍小于当前目标圆，且在插入试验圆的整个部分都插入到目标圆的情况下包含插入试验圆，并返回到目标位置搜索步骤；

其中，重复执行目标圆定义单元、搜索单元、插入单元和搜索控制单元的过程，以确定包含圆和多个圆的位置信息。

根据本发明，也提供计算机可读记录介质，来使得计算机执行计算方法的步骤：

设置关于各线材的移动条件；

将多个线材的横截面形状视为多个半径对应于横截面形状轮廓的圆；

假设包含多个排列在一个平面内彼此不交叠圆的包含圆；

定义目标圆，它具有和包含圆相同的圆心，且稍小于包含圆，以至于多个圆中至少有一个从目标圆偏离；

搜索目标位置，在此位置除插入试验圆外的其它圆，在目标圆中移动到离插入试验圆尽可能远而彼此不交叠，偏离目标圆的圆视为插入试验圆；

将插入试验圆插入到目标圆内的空隙中，基于目标位置搜索步骤的结果，重新排列多个圆，以使得对应线材的圆分别满足移动条件而获得此空隙；

定义新的目标圆，它稍小于当前目标圆，且在插入试验圆的整个部分都插入到目标圆的情况下包含插入试验圆，并返回到目标位置搜索步骤；

重复执行目标圆定义步骤、目标位置搜索步骤、插入圆插入步骤和新目标圆定义步骤来减小包含圆；

确定包含圆和多个圆的位置信息。

根据本发明以上的方法和配置，能够有效且紧密地包装多个线材。此外，找到包含圆以至于满足各自移动线材的条件。因此，能够根据实际情况执行包装的计算。

根据本发明以上的方法，建立对应复合线缆的关联关系。因此，能够执行包括双绞线、扁平线缆等线束的包装计算。

根据本发明以上的方法，对应复合线缆的圆在满足对应复合线缆关联关系时，以所给定的顺序移动，整个复合线缆只有在对应复合线缆的确定圆是可移动的时才移动。因此，能够有效地执行每类复合线缆移动的计算。

根据本发明以上的方法，在不可能插入插入试验圆的情况下，定义尺寸在包含圆和当前目标圆之间的目标圆。然后，程序返回到搜索步骤。因此，能够更有效地得到包装包含圆和形成包含圆的线材的位置信息。

根据本发明以上的方法，至少在启动之前和包装计算结束之后，以对应线材的方式，加入并输出用来指示多个线材并被预先分配给多个圆的信息。这样，容易追踪多个线材的目标位置。

附图说明

通过参考附图来详细描述可效仿的最优实施方式，本发明的以上目标和优点将变得更加显而易见，其中：

图1是示出本发明基本结构的框图；

图2是示出实现本发明的一个硬件结构例子的框图；

图3是举例说明跟本发明计算方法的一个实施方式相关的基本过程处理的流程图；

图4A示出了一个复合线缆的例子；

图4B示出代表图4A的复合线缆的圆；

图5A是示出初始排列图例子的表格；

图5B是示出最终排列图例子的表格；

图6A示出了初始状态；

图6B示出了从目标圆突出的插入试验圆；

图6C示出了图6B所示的插入试验圆已插入目标圆的方式；

图6D示出了最终结果；

图7是插入单一线缆过程的流程图，此过程在图3中示出；

图8是搜索过程的流程图，此过程在图7中示出；

图9示意了移动对应复合线缆的圆的方法；

图10A-10C示出了视为插入复合线缆过程的过程例子；

图11A和11B示出了不视为插入复合线缆过程的过程例子；

图12是示意跟插入复合线缆相关的过程处理的流程图；

图13是示意从结束圆进行移动情况下的流程示意图；

图14A-14D示意了在图13过程的每一阶段后每个圆的行为；

图15A-15C示意了在图13过程的每一阶段后每个圆的行为；

图16是示意从非结束圆进行移动情况下的流程示意图；

图17A-17D示意了在图16过程的每一阶段后每个圆的行为；

图18A-18C示意了在图16过程的每一阶段后每个圆的行为；

图19是本发明的另一实施方式的示意图。

具体实施方式

以下，参考附图描述本发明的实施方式。首先，参考图2，描述用来实现此方法，执行线材包装计算的硬件结构。图2是示出实现本发明的一个硬件结构例子的框图。

如图2所示，硬件结构是由众所周知的个人计算机、通用计算机等实现。此计算机包括输入装置1，I/O(输入/输出接口电路)2、CPU(中央处理单元)3、存储器4、输出装置5和读/写装置6。输入装置1、存储器4、输出装置5和读/写装置6通过I/O 2和CPU3电连接。

输入装置1用来输入后面描述过程中的数据。例如，此装置是键盘或鼠标。CPU3包括用来控制输入装置1、输出装置5等的控制部分31，也包括执行过程(后面描述)的运算部分32，此过程跟根据加载在存储器4中程序的此计算方法相关。

存储器4包括程序存储器41，它用来存储对应于根据本计算方法(后面描述)中各种过程的程序，也包括用于计算的存储器42。CPU3执行的各种过程步骤的工作范围被分配到用于计算的存储器42中。输出装置5是监视显示器和打印机，例如，用来输出CPU所执行过程的结果。

读/写装置6是读入根据本发明的包装线材执行计算程序7a的装置，程序7a存储在记录介质7如CD-ROM上。例如，程序7a是执行后面描述的如图3、7、8和10所示的过程序列的程序。此外，装置6将程序传送到程序存储器41。读/写装置6具有将计算结果写入记录介质7的附加功能。计算机可能包括通信接口如调制解调器和局域网卡(没有示出)。

线材包装计算程序7a由读/写装置6读入存储器4的程序存储器41中，并安装在CPU3中。在计算机开机之后，程序7a被激活。计算机担当执行线材包装计算的设备。线材包装计算程序7a也能够安装在具有以上描述结构的不同个人计算机和通用计算机等上。当程序安装后，计算机作为执行线材包装计算的设备运行。

线材包装计算程序7a存储在记录介质7中。计算程序7a可以通过通信线路例如Internet、专用线或局域网提供到此计算机。

接下来，参考图3到6，将描述跟本发明一个实施方式相关的基本过程处理。图3是举例说明跟本发明计算方法的一个实施方式相关的基本过程处理的流程图。图4A示出了一个复合线缆的例子。图4B示出了代表图4A的复合线缆的圆。图5A和5B分别示出了初始排列和最终排列的例子。图6A示出了初始状态；图6B示出了从目标圆突出的插入试验圆；图6C示出了图6B所示的插入试验圆已插入目标圆的方式；和图6D示出了最终结果。

在此计算方法中，将组成线束的多个电线的横截面形状视为多个具有对应其外轮廓直径的圆形。特别地，关于复合线缆，分别对应多个电线的圆，被视为如图4B所示彼此相连。例如，关于图4A所示的双绞线8，具有对应每个电线81横截面形状直径r81的圆81’被视为如图4B所示地彼此接触。关于图4A所示的扁平线缆9，具有对应每个电线91横截面形状直径r91的圆91’被视为如图4B所示地彼此接触。每一个圆81’接触的位置和圆91’接触的位置都不是可计算地变化的。假设三个或更多的圆如圆91’一样排列的顺序保持不变。此方法归因于当具有由这些圆代表横截面形状的n个圆柱体集束时，检查围绕所有圆柱体的圆的尺寸。实际上，构思有效的计算方法来使用计算机得到多股缆的外径，通过将多个线缆集束并包装到最小的圆形中而得到此电缆。

在图3所示的基本过程中，给出了输入信息。此输入信息包括圆c₁、c₂、...c_n的半径r₁、r₂、...r_n，其外形对应多个线缆，如形成线束的导线，的横截面形状轮廓，数p小于并充分接近1(例如p＝0.95)，和充分小的正终止参考值(例如，终止参考值＝min((r₁、r₂、...r₃)/100))。在程序进入后面描述的过程处理之前，设置这些信息。

输出信息包括n个能够互不交叠地包装到其中的圆c₁、c₂、...c_n的最小圆C的半径R，和与此同时的圆c₁、c₂、...c_n的位置信息。

首先，在图3所示的步骤S1中，关于每个电线至少给出，指示其是复合线缆还是单一线缆的电线特征或类型作为条件，依此移动对应电线的n个圆c₁、c₂、...c_n。补充地说，在复合线缆的情况下，它指示此电线属于复合线缆。此外，例如，如图5A所示复合线缆，给出信息以指示电线属于哪类复合线缆。为此目的，输入装置1能够利用。先前已计算的速据也可以使用。

接下来，在步骤S2中，输出装置5输出初始排列信息。初始排列信息示出，例如，以如图5A所示的表格的形式。此表格包括电线标识、电线圆心位置、电线半径和电线类型。电线标识是早先分配给每个圆C_i的。关于复合线缆，然而，电线的序列数根据电线的数量分配。现在圆C_i的圆心位置(x1，y1)、...(x7，y7)、...显示为电线的圆心位置。圆c_i的半径r1、...r7显示为电线的半径。更进一步，在步骤S1中所给出的显示为电线类型。更适宜地，如图6A所描写的初始排列图也输出为初始排列信息。在图6A中，圆c₁₁和c₁₂对应复合线缆中一种的双绞线8。除了显示在监视显示器上，可以打印出初始排列图和初始排列表。

然后，在步骤S3中，圆c₁、c₂、...c_n排列在平面内而彼此不交叠。一个大圆围绕他们，也就是，找到了包含圆C。

接下来，在步骤S4、S5和S5a中，圆(也就是，目标圆D)具有跟上述包含圆C相同圆心，而其半径是包含圆半径的p倍，注意p已经被定义了。也就是，在由步骤S4、步骤S5中的负判断和步骤S5a组成的环中，定义了具有跟包含圆C相同圆心的目标圆D。目标圆D稍小于包含圆D。圆c₁、c₂、...c_n中至少有一个从包含圆C中突出。在以下的过程步骤中，改变排列以至于圆c₁、c₂、...c_n进入目标圆D。

接下来，在步骤S6中，做出每一个圆C_i是属于复合线缆还是单一线缆的判定。如果判定是单一线缆，程序进入到插入单一线缆的过程(步骤S7)。如果判定是复合线缆，程序转到插入复合线缆的过程(步骤S8)。

在步骤S7中，执行插入单一线缆的过程。任意圆C_i从目标圆D突出。在此插入单一线缆的过程中，除了突出圆C_i之外的圆按照距离递减的顺序从任意突出圆C_i取出。能够放到更远位置的圆尽可能远地移动。不可能如此移动时，将圆留在当前位置。然后，圆C_i移到由此移动而形成的空隙中。也就是，尝试插入。步骤S7中的过程将在后面参考图7和8加以描述。

在步骤S8中，执行插入复合线缆的过程。此插入复合线缆的过程跟插入单一线缆的过程相似，只不过属于复合线缆的圆保持给定的关联关系而移动。在相同复合线缆中的圆优先移动。在所有复合线缆之内的圆的过程结束后，处理下一个圆。步骤S8中的过程将在后面参考图9-18加以描述。

接下来，在步骤S9中，做出步骤S7和S8中圆C_i的插入是否成功的判定。如果判定是肯定的(YES)，程序返回到步骤S5。否则(步骤S9中的判定是NO(否定的))，程序转到步骤S10。如果程序返回到步骤S5，做出是否有任何其它突出圆的判定。如果判定是肯定的，对这个突出圆重复步骤S7和S8的插入过程。如果判定是否定的，程序进入到步骤S5a，并执行上述过程。

另一方面，在步骤S10中，目标圆D更新为尺寸在包含圆C和以上描述的插入没有成功完成的目标圆D之间。然后，在步骤S11中做出判定，过程S10中使用的包含圆和目标圆D之间的半径差是否小于结束参考值。如果这个差大约结束参考值，程序返回到步骤S5，并执行和前述相似的过程(步骤S11中的判定是否定的)。如果此差别小于结束参考值，程序转到步骤S12(步骤S11中的判定是肯定的(YES))。

在步骤S12中，上述过程处理中的计算结果由输出装置5作为最终排列信息输出。此最终排列的信息示出为，例如，以如图5B所示的表格形式，包括电线标识、电线圆心位置、电线半径和电线类型。更进一步，将包含圆的圆心位置和半径加入最终排列结果中。尽管电线标识、电线半径和电线类型跟初始排列图中的相似，计算出来的圆C_i的圆心位置(x1，y1)、...(x7，y7)、...、计算出来的包含圆C的圆心位置(X1，Y1)和计算出来的包含圆的半径R1显示为电线的圆心位置、包含圆的圆心位置和包含圆的半径。更适宜地，如图6D所描写的最终排列图也输出为最终排列信息。更适宜地，将对应所有圆的电线标识(未示出)增加到初始排列图和最终排列图中。有可能通过输出最终排列信息和初始排列信息来追踪目标位置。电线标识对应识别线材的信息。

参考图6A到6D描述由以上描述过程处理引起的圆的行为。图6A到6D是图3过程处理引起的行为的示意图。特殊地，图6A示出了初始状态。图6B示出了从目标圆突出的插入试验圆；图3C示出了图3B所示的插入试验圆插入目标圆的方式。和图6D示出了最终结果。

图6A示出了所给出的n个圆C_i和围绕它们的包含圆C的初始排列。例如，在图6A中，圆c₁₁和c₁₂示出了复合线缆中一种的双绞线。图6B示出了程序中的过程。示出了比当前包含圆C稍小的目标圆D和插入试验圆，插入试验圆是从目标圆D中突出圆之中的一个，并试图将其插入。

图6C示出了如图2所示步骤S7和S8的插入过程在图6B所示的插入试验圆C_n上完成之后所获得的状态。在图6C中，由粗阴影线指出的圆m_i已被移动，在插入过程中插入到插入试验圆中。从该图可见，在插入该插入试验圆C_n的过程中，其他的突出圆也进入目标圆D中。图6D示出了插入了所有突出圆过程的结果。关于对应复合线缆的圆c₁₁和c₁₂，它们的相互关联关系在过程中一直得到保持。

这样，改变对应于形成线束的多个电线的圆的排列，以使它们移动到离对应从包含圆突出的电线的圆尽可能远。突出电线插入到由移动形成的空隙中。重复执行这些操作的计算。因此，有效地找到了围绕多个电线的线束的外径。特别地，关于每个复合线缆，找到对应它的圆来来满足相互关联关系，也就是，移动条件。因此，能够根据实际情况执行包装的计算。

接下来参考图7和8描述图3的步骤S7的插入单一线缆的过程。图7是图3中插入单一线缆过程的流程图。图8是搜索过程的流程图，此过程在图7中示出。

在如图7所示插入单一线缆的过程中，给出了输入信息。输入信息包括n个圆c_i的半径r_i的、其圆心(x_i，y_i)(i＝1、2、...n)和目标圆D。假设n个圆c_i彼此不交叠，且最终圆C_n从目标圆D突出。可以有其它突出圆。

如果最终圆能够插入到目标圆D中，且没有允许已经插入到目标圆D中的圆从目标圆突出，那么可以确定获得了成功的结果。实现此结果的n个圆的圆心位置作为输出信息输出。如果不能执行这样的插入，那么可以确定获得了不成功的结果。输出这个结果的讯息。

首先，在搜索和插入步骤S71的过程中，n个圆按照离最终圆c_n最远的顺序重新排列。此顺序是基于从n个圆c_i的圆心到最终圆c_n圆心之间的距离。为了简化，给予重新排列圆的编号现在分别由c₁、c₂、...c_n指示。以下最终圆参考为插入试验圆。

然后，对于i＝1、2、...n-1执行步骤S72到S74a(或步骤S74b)中的过程。在步骤S72中，执行搜索过程。也就是，为目标候选位置进行搜索，在目标圆D中每个圆c_i能够移入其中而不跟其它圆交叠。特别地，此搜索过程包括如图8所示的第一搜索过程和如图10所示的第二搜索过程。在第一搜索过程中，为目标候选位置进行搜索，每个圆c_i放入该位置而比圆c_i的当前位置离插入试验圆更远，且不会跟目标圆D中其它圆交叠。更进一步，在图10所示的第二搜索过程中，通过使用圆沃罗诺图概念为目标候选位置进行搜索，每个圆c_i放入该位置而比圆c_i的当前位置离插入试验圆更远，且不会跟目标圆D中其它圆交叠。这些将在后面描述。

在步骤S73、S74a和S74b中，如果在以上描述的搜索过程中找到目标候选位置，圆c_i移到目标候选位置中离插入试验圆c_n最远的那个(步骤S73和步骤S74a中的肯定判定)。如果没有找到目标候选位置，圆c_i移到目留在当前位置(步骤S73和步骤S74a中的否定判定)。对于i＝1、2、...n-1执行这些步骤。然后程序转到步骤S75。步骤S72-S75对应本应用的权利要求中陈述的搜索步骤。

接下来，在步骤S75中，试图将插入试验圆插入到目标圆D中，由步骤S72到S74a(或步骤S74b)组成的循环过程所形成的空隙中。

在步骤S76、S77a和S77b中，如果插入的尝试成功了，将插入试验圆移到那里(步骤S76和步骤S77a中的肯定判定(YES))。如果尝试不成功，输出关于该情况的讯息(步骤S76和步骤S77a中的否定判定(NO))。如果尝试成功，则输出实现此的n个圆的圆心位置。然后，由步骤S71到S77a(或步骤S77b)组成的系列过程步骤完成后，程序返回到图6所示后续过程。

在图5示意的搜索过程中，注意到如果具有允许移动n个圆c_i的空隙，在圆c_i已经移动到离插入试验圆c_n尽可能远位置的条件下，每个圆c_i应当跟两个圆相切。注意在一些情况下，这两个接触圆之一是目标圆D。因此，所给出n个圆c_i和目标圆D的一组圆指示为S＝{c₁、c₂、...c_n、D}。对于除了圆c_i之外的所有两个圆c_j和c_k∈S，执行在以下步骤S721-S729中示意的过程。

首先，在步骤S721中，做出半径为r_i的圆c_i和圆c_j及c_k都相切的任一位置的搜索。假设如果圆c_j或圆c_k是除目标圆之外的圆，圆c_i外切，而如果圆c_j或圆c_k是目标圆D，圆c_i内切。最多只有两个这样的位置，在此情况下，圆心分别由(x’_i，y’_i)和(x”_i，y”_i)给出。

接下来，在步骤S722中，如果移动到两个位置之一，则做出圆c_i离插入试验圆c_n的距离是否比当前位置更远的判定。也就是，比较从一个圆心(x’_i，y’_i)到插入试验圆c_n圆心的距离X’和从当前位置圆c_i的圆心到插入试验圆圆心的距离X。如果距离X’大于距离X，程序转到步骤S723(步骤S722中的肯定判定(YES))；否则，程序进入步骤S726(后面描述)(步骤S722中的否定判定(NO))。

在步骤S723中，对除除圆c_i、c_j、c_k和目标圆D之外所有圆，做出当半径r_i的圆c_i放置在上述圆心(x_i，y_i)时，是否有交叠的判定。这个交叠的判定是在步骤S724做出的。如果判定是不和任意其它圆交叠，程序转到步骤S725(步骤S724中的否定判定)。在步骤S725中，将圆心(x’_i，y’_i)加入到圆c_i的移动候选位置。否则，程序进入到步骤S726(步骤S724中的肯定判定(YES))。

更进一步，上述圆心(x’_i，y’_i)被其它圆心(x”_i，y”_i)代替，而以下步骤S726-S729的过程按照跟上述步骤S722-S725相同的方法执行。在步骤S726中，如果圆c_i移到两个位置中的另一个，做出圆c_i是否比当前位置变得离插入试验圆c_n更远的判断。也就是，比较从另一个圆心(x”_i，y”_i)到插入试验圆c_n圆心的距离X”和从当前位置圆c_i圆心到插入试验圆圆心的距离X。如果距离X”大于距离X，程序转到步骤S727(步骤S726中的可定判定(YES))。否则。程序直接转到下一步骤(步骤S726中的否定判定(NO))。

在步骤S727中，当半径r_i的圆c_i放置在圆心(x”_i，y”_i)时，对于除圆c_i、c_j、c_k和目标圆D之外的所有圆，做出是否有交叠的判定。交叠的判定在步骤S728中做出。如果判定是不和任意其它圆交叠，程序转到步骤S729(步骤S728中的否定判定)。在步骤S729中，圆心(x”_i，y”_i)加入到圆c_i的目标候选位置。否则，程序直接进入到下一步骤(步骤S728中的肯定判定(YES))。如果过程对于除圆c_i之外的所有两个圆c_j和c_k都执行了，程序返回到图8示意的后续过程。

然后，参考图9-18描述图3中插入复合线缆的步骤S8的过程。在详细描述插入复合线缆的处理过程前，参考图9-11描述基本的过程。图9示意了移动对应复合线缆的圆的方法。图10和11分别示出了视为插入复合线缆过程和不视为插入复合线缆过程的例子。

插入复合线缆的过程根据以下基本过程执行。

1.设置包含跟所有初始放置的电线相对应的圆的包含圆。

2.设置相对包含圆以给出的控制变量变小的目标圆。

3.执行将从目标圆突出的圆(插入试验圆)插入目标圆的操作。

(i)如图9所示，所有圆在目标圆范围内，按照离插入试验圆距离的递减顺序，移动到离插入试验圆更远，也就是，以圆c₁、c₂、c₃和c₄的顺序。

(ii)当所移动的圆属于复合线缆时，复合线缆中的其它圆必须保持相互关系地移动。为此，相同复合线缆中的圆从那以后优先移动。所有复合线缆中圆的过程结束后，执行下一个圆的过程。如图10A-10C所示，如果保持对应复合线缆的圆c₁-c₄之间的关联关系，允许形状的变化。然而，如图11A和11B所示，不允许变动对应复合线缆的圆c₁-c₄之间的关联关系。

(iii)当不能执行插入时，包含圆的尺寸不能退还，然后过程正常终止。

4.如果插入成功完成，过程从以上的2重复。

以上1-3(i)的过程与上述插入单一线缆的过程相同。以上描述的3(ii)示出了插入复合线缆的本质过程。这将参考图12的流程加以描述，图12是示意跟插入复合线缆相关的过程处理的流程图。

在图12的步骤S81-S83中，试图移动对应于离插入试验圆最远的电线的圆(也参考为电线圆)(步骤S81)，如图9中，对应于复合线缆的圆(也参考为复合线缆圆)之中的圆c₁。在此尝试移动中，应用以上的规则3(i)。补充地说，在此实施方式中，从结合即前移动的电线圆和对应所有其它电线的两个圆，找到所移动圆发生接触的位置。在它们之中，将不和其它电线圆交叠且距离插入试验圆最远的位置定位试验目的。试验移动的顺序并不一致对应电线标识的顺序。然而，对应复合线缆的一组圆需要连续地处理。如果移动成功(步骤S82中的肯定判定(YES))，电线圆移动到试验目标位置(步骤S83)。然而，如果移动不成功(步骤S82中的否定判定(NO))，过程序列结束。在此实施方式中，由于任何电线圆没有移动，过程没有执行步骤S83就简单的结束了。

然后，在步骤S84-S87中，如果有一个跟即前移动的电线接触且具有即前编号的电线圆(步骤S84中的肯定判定(YES))，则试图移动此电线圆(步骤S85)。如果移动成功完成(步骤S86中的肯定判定(YES))，电线圆移动到试验位置(步骤S87)。如果移动没有成功完成(步骤S86中的否定判定)，所移动的电线圆返回到移动之前的位置，而过程序列结束(步骤S93)。如果没有一个跟即前移动的电线接触且具有即前编号的电线圆(步骤S84中的否定判定(NO))，可以确定已经移动了结束圆。重复步骤S88-S91。

然后，在步骤S88-S91中，如果有一个跟即前移动的电线接触且具有下一编号的电线圆(步骤S88中的肯定判定(YES))，则试图移动此电线圆(步骤S89)。如果移动成功完成(步骤S90中的肯定判定(YES))，电线圆移动到尝试位置(步骤S87)。如果移动没有成功完成(步骤S90中的否定判定(NO))，所移动的电线圆返回到移动之前的位置。过程序列结束(步骤S93)。如果没有一个跟即前移动的电线接触且具下一编号的电线圆(步骤S88中的否定判定(NO))，可以确定已经移动了结束圆。程序通过步骤S92。然后，重复步骤S84-S87。

对于所有形成一套并对应复合线缆(步骤S92)的圆，尝试此过程。

此过程处理参考图13-15和16-18详细加以描述。图13-15独特地示意了从结束圆进行移动的例子。也就是，图13示意了从结束圆进行移动情况下过程的流程。图14A-14D和图15A-15C示意了在图13过程的每一阶段后每个圆的行为。

图16-18独特地示意了从非结束圆进行移动的例子。特别地，图16示意了从非结束圆进行移动情况下过程的流程。图17A-17D和图18E-18C示意了在图16过程的每一阶段后每个圆的行为。

在这些图中，c_n指示尝试圆。c₁、c₂、c₃和c₄指示对应复合线缆如扁平线缆9的圆。圆c₅、c₆和c₇指示对应单一线缆。D指示目标圆。在此情况下，所有对应复合线缆的圆都是可移动的。

在图13-15中，在从结束圆(圆C₄)进行移动的情况下，如图14A所示，离插入试验圆c_n最远的圆C₄首先移动(步骤S8-1)。然后，如图14B所示，找到圆c₃的目标位置，圆c₃具有已移动圆c₄编号的即前编号(步骤S8-2)。从那以后，如图14C所示，圆c₃移动到和其它圆都不交叠且离插入试验圆c_n最远的位置(步骤S8-3)。然后如图14D所示，不再有任何圆，其编号紧随在步骤S8-1中移动的圆c4编号，并找到圆c₂能够移动到的目标位置，圆c₂具有刚移动圆c₃编号的即前编号(步骤S8-4)。

更进一步，如图15A所示，圆c₂移动到和其它圆都不交叠且离插入试验圆c_n最远的位置(步骤S8-5)。然后，如图15B所示，按照步骤S8-4中相同方法，找到圆c₁的目标位置，圆c₁具有刚移动圆c₂编号的即前编号。如图15C所示，圆c₁移动到和其它圆都不交叠且离插入试验圆c_n最远的位置(步骤S8-7)。按照这种方法，所有对应复合线缆的圆都已移动，因此过程结束。

在图16-18中，在从非结束圆(圆c₃)进行移动的情况下，如图17A所示，离插入试验圆c_n最远的圆C₄首先移动(步骤S8-1’)。然后，如图17B所示，找到圆c₂能够移动到的目标位置，圆c₂具有比已移动圆c₃编号小的编号(步骤S8-2’)。然后，如图17C所示，圆c₂移动到和其它圆都不交叠且离插入试验圆c_n最远的位置(步骤S8-3’)。随后，如图17D所示，不再有任何圆，其编号紧随在步骤S8-1中移动的圆c4编号，并找到圆c₂能够移动的目标位置，圆c₂具有刚移动圆c₃编号的即前编号(步骤S8-4’)。

更进一步，如图18A所示，圆c₄移动到和其它圆都不交叠且离插入试验圆c_n最远的位置(步骤S8-5’)。然后，如图15B所示，按照步骤S8-4中相同分方法，找到圆c₁能够移动到的目标位置，圆c₁具有在步骤S8-3’移动的圆c₂编号的即前编号(步骤S8-6’)。如图18C所示，圆c₁移动到和其它圆都不交叠且离插入试验圆c_n最远的位置(步骤S8-7’)。按照这种方法，所有对应复合线缆的圆都已移动。过程结束。

通过到目前为止描述的过程找到包含圆，能够有效并紧密地包装多个电线。特别地，以满足分别移动电线条件的方法找到包含圆。因此，能够根据实际情况执行包装的计算。例如，可能计算电线包括双绞线或扁平线缆的包装。

在以上实施方式中，所有形成复合线缆的电线在厚度上是一致的。复合线缆可以包括不同厚度的电线。显然，复合线缆不限于双绞线或扁平线缆。更进一步，在以上实施方式中，输出包含圆的半径来找到外径。显然半径能够被直径替代。此外，在包含圆的计算中使用的p的值和结束参考值不限于以上实施方式中示出的值。它们可以在本发明要点的范围内恰当修正。

在以上描述的实施方式中，圆的移动条件是假定复合线缆而建立的。本发明的应用范围能够通过建立其它的移动条件而扩大。图19示意了本发明的另一实施方式。

在图19中，c_r指示对应于应当放置在所包装的多个线材最外位置线材的圆。圆c_r对应，例如，多个线材中最厚的线材。这也可以是第二或第三厚的线材。D指示如以上提及的，被包装的多个线材的包含圆。

假设在置于汽车中线束的弯曲耐力测试的最坏情况下，厚的线材放置在外边以生成更严格的条件。特殊地，具有最短寿命的线束部分是重复弯曲和移动的部分，如开关的汽车门。特别地，当厚线材放置在弯曲部分内部(也就是，线束横截面形状的外部)，线束经常遭受最短的寿命。因此，这一情形是假设的。

在此实施方式中，线束材料包装为圆c_r放置在尽可能靠外的条件也包括在移动条件中。可以假设圆c_r跟包含圆D完全接触来设置这些条件。此外，可以假设圆能够视为接触、通过，严格的说，不结束，来设置这些条件。

例如，假设圆c_r跟包含圆D完全接触来建立条件，建立以下Y1的公式来做出接触的判定：

Y1＝R-X＝r

其中R是包含圆D的半径，r是圆c_r的半径，而X是包含圆D圆心P和圆c_r圆心p_r之间的距离。

执行包装的计算来满足接触的判定公式Y1。也就是，在此情况下，在以上描述的第一实施方式中示意的过程处理能够比照地应用。在代替图3中步骤S6的步骤S6’中，做出以上描述的判定公式Y1是否使用的判定。当使用了判定公式Y1，执行包装的计算来满足由在代替步骤S8的步骤S8’中的判定公式给出的关系。为使包装的计算生效，圆c_r初始放置为满足判定公式Y1。用此作为起始点，可以更好地执行包装的计算来满足判定公式Y1。

因此，假设得到了需要弯曲测试的线材的包装排列。更进一步，如图19所示，通过在包含圆D上以判定公式Y1规定接触范围d1-d2，来获得更好遵从实际情况的线材排列。

例如，完成了假设圆c_r与包含圆D完全或接近完全接触的设置，则建立以下接触的判定公式Y2：

r≤Y2＝R-X≤r+(r×0.1)

其中R是包含圆D的半径，r是圆c_r的半径，而X是包含圆D圆心P和圆c_r圆心p_r之间的距离。

判定公式Y2中的项“r×0.1”允许在包含圆D的圆心P和圆c_r之间产生间隙，间隙足够小以至于对应其它圆的圆不能进入到此间隙。项“r×0.1”规定了圆c_r和包含圆D接触。代替项“r×0.1”，也可以使用多个线材中最细一个的直径。

执行包装的计算来满足接触的判定公式Y2。也就是，在第一实施方式中示意的过程处理在此情况下也能够比照地应用。在代替图3中步骤S6的步骤S6”中，做出以上描述的判定公式Y2是否使用的判定。当使用了判定公式Y2，执行包装的计算来满足由在代替步骤S8的步骤S8”中的判定公式给出的关系。为使包装的计算生效，圆c_r初始放置为满足判定公式Y2。更合适的，用此作为起始点，可以更好地执行包装的计算来满足判定公式Y2。

因此，假设得到了更好遵从实际情况的，需要弯曲测试的线材的包装排列。更进一步，如图19所示，通过在包含圆D上以判定公式Y2规定接触范围d1-d2，来获得更好遵从实际情况的线材排列。

包含上述实施方式的本发明能够相似地应用到室内放置的线束，也可以应用到放置在汽车上的线束。

本发明应用是基于归档于2004年2月18日的日本专利申请No.2004-041641，其内容结合于此作为参考。

Claims (5)

1.一种将多个线材紧凑地包装的计算方法，包括以下步骤：

针对各线材设置移动条件；

将多个线材的横截面形状视为多个圆，该多个圆的直径对应于该横截面形状的轮廓；

假设一包含圆，该包含圆包含多个排列在一个平面内且彼此不交叠的圆；

定义一目标圆，其稍小于包含圆且具有和包含圆相同的圆心，从而使所述多个圆中的至少一个圆从目标圆偏离；

搜索一目标位置，除一个插入试验圆外的其它圆移动到该目标位置，并在目标圆中移动到离插入试验圆最远而且彼此不交叠，将偏离目标圆的圆作为该插入试验圆；

将该插入试验圆插入到目标圆内的空隙中，基于目标位置搜索步骤的结果，重新排列多个圆以获得该空隙，从而使得对应于线材的各个圆分别满足移动条件；

定义新的目标圆，其稍小于当前的目标圆且在插入试验圆的整个部分都插入到目标圆的情况下包含插入试验圆，并返回目标位置搜索步骤；

重复执行目标圆定义步骤、目标位置搜索步骤、插入圆插入步骤和新目标圆定义步骤来减小包含圆；以及

确定关于包含圆和所述多个圆的位置，

其中，在设置移动条件的步骤中，在所述的多个线材包括由确定的多个线材配置成的一复合线缆的情况下，移动条件与对应于该复合线缆的该确定的多个线材之间具有关联关系。

2.如权利要求1所述的计算方法，其中，在复合线缆包括在线材中作为移动条件的情况下，在插入圆插入步骤和目标位置搜索步骤中，对应于复合线缆的确定的多个圆分别根据对应于该复合线缆的关联关系而移动，且只有在对应于该复合线缆的所有的确定的圆都是可移动的时，才移动整个复合线缆。

3.如权利要求1所述的计算方法，还包括以下步骤：在将新目标圆定义成另一新的圆之后，返回目标位置搜索步骤，该另一新的圆的尺寸处于包含圆与当前目标圆之间，并且在不可能实现将插入试验圆插入的情况下该另一新的目标圆包含插入试验圆，上述返回搜索步骤的步骤，和目标圆定义步骤、目标位置搜索步骤、插入圆插入步骤、以及新目标圆定义步骤依次被重复执行。

4.如权利要求1所述的计算方法，其中，将指示所述的多个线材的信息提前分配到对应于线材的所述多个圆；并且

在开始用于包装的计算之前和用于包装的计算结束之后的至少一个时刻输出该信息。

5.一种用于将多个线材紧凑地包装的计算设备，该计算设备包括：

设置单元，该设置单元针对各线材设置移动条件，在所述的多个线材包括由确定的多个线材配置成的一复合线缆的情况下，移动条件与对应于该复合线缆的该确定的多个线材之间具有关联关系；

横截面形状识别单元，该横截面形状识别单元将多个线材的横截面形状视为多个圆，该多个圆的直径对应于该横截面形状的轮廓；

包含圆假设单元，该包含圆假设单元假设一包含圆，该包含圆包含多个排列在一个平面内且彼此不交叠的圆；

目标圆定义单元，该目标圆定义单元定义一目标圆，其稍小于包含圆且具有和包含圆相同的圆心，从而使所述多个圆中的至少一个圆从目标圆偏离；

搜索单元，该搜索单元搜索一目标位置，除一个插入试验圆外的其它圆都移动到该目标位置，并在目标圆中移动到离插入试验圆最远而且彼此不交叠，将偏离目标圆的圆作为该插入试验圆；

插入单元，该插入单元将该插入试验圆插入到目标圆内的空隙中，基于目标位置搜索步骤的结果，重新排列多个圆以获得该空隙，从而使得对应于线材的各个圆分别满足移动条件；

搜索控制单元，该搜索控制单元定义新的目标圆，新的目标圆稍小于当前的目标圆且在插入试验圆的整个部分都插入到目标圆的情况下包含插入试验圆，并返回到搜索单元的处理过程；

其中，目标圆定义单元、搜索单元、插入单元和搜索控制单元的处理过程被重复执行，从而确定关于所述的包含圆和所述的多个圆的位置。

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