CN110943373B - 电控箱的走线布置方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电控箱的走线布置方法、装置及计算机可读存储介质。电控箱的走线布置方法，包括：获取电控箱图像，电控箱图像中包括线槽和多个器件；对电控箱图像中各器件的接线端添加标签；对添加标签后的电控箱图像进行二值化处理，得到线槽的二值化图像；获取待连接的两个接线端的信息；根据待连接的两个接线端的图像标签，以及线槽的二值化图像，得到两个接线端之间的最短走线路径的信息。

Description

电控箱的走线布置方法、装置及计算机可读存储介质

技术领域

本公开涉及电气自动化技术领域，特别涉及一种电控箱的走线布置方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

电气自动化装备的电控系统通常包括电控箱。在电控箱内部布置有多个器件，相关器件之间通过线缆连接。为便于线缆在电控箱内部走线，电控箱内通常设置有线槽，线缆在线槽内走线，使得电控箱内部规整而美观，可以有效减少线缆损坏和短路发生。

如何合理布置线缆在电控箱内的走线路径，防止线缆过长或过短，是目前布线亟需考虑的技术问题。

发明内容

本公开实施例提供了一种电控箱的走线布置方法、装置及计算机可读存储介质，以合理布置线缆在电控箱内的走线路径，节约布线成本。

根据本公开实施例的一个方面，提供了一种电控箱的走线布置方法，包括：

获取电控箱图像，电控箱图像中包括线槽和多个器件；

对电控箱图像中各器件的接线端添加标签；

对添加标签后的电控箱图像进行二值化处理，得到线槽的二值化图像；

获取待连接的两个接线端的信息；

根据待连接的两个接线端的图像标签，以及线槽的二值化图像，得到两个接线端之间的最短走线路径的信息。

根据本公开实施例的另一个方面，提供了一种电控箱的走线布置装置，包括：

第一获取单元，用于获取电控箱图像，电控箱图像中包括线槽和多个器件；

标签添加单元，用于对电控箱图像中各器件的接线端添加标签；

处理单元，用于对添加标签后的电控箱图像进行二值化处理，得到线槽的二值化图像；

第二获取单元，用于获取待连接的两个接线端；

计算单元，用于根据待连接的两个接线端的图像标签，以及线槽的二值化图像，得到两个接线端之间的最短走线路径的信息。

根据本公开实施例的又一个方面，提供了一种电控箱的走线布置装置，包括：

存储器；和耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行前述任一技术方案所述的电控箱的走线布置方法。

根据本公开实施例的再一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任一技术方案所述的电控箱的走线布置方法。

设计人员参考根据本公开实施例确定的最短走线路径的信息在电控箱内进行布线，可以避免线缆过长或过短，减少不必要的线缆浪费，节约布线成本和人工设计成本，并有利于提高电气自动化装备产线的生产效率。

通过以下参照附图对本公开的实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1为本公开一实施例电控箱的走线布置方法的流程图；

图2a为本公开一实施例中电控箱的二维主视图像；

图2b为本公开一实施例中电控箱的三维图像转二维主视图像示意图；

图2c为本公开一实施例中线槽的二值化图像示意图；

图2d为本公开一实施例中电控箱内的几种走线路径示意图；

图3为本公开另一实施例电控箱的走线布置方法的流程图；

图4为本公开一实施例电控箱的走线布置装置的框图；

图5为本公开另一实施例电控箱的走线布置装置的框图；

图6为本公开一实施例计算机系统的框图。

应当明白，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。此外，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。本公开可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本公开透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本公开的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。

本公开使用的所有术语(包括技术术语或者科学术语)与本公开所属领域的普通技术人员理解的含义相同，除非另外特别定义。还应当理解，在诸如通用字典中定义的术语应当被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义相一致的含义，而不应用理想化或极度形式化的意义来解释，除非这里明确地这样定义。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

相关技术中，线缆在电控箱内的走线方案由设计人员根据经验确定。受设计人员经验水平的制约，经常存在实际走线过长、过短或设计不合理等问题，不但人工设计成本较高，而且还可能影响到电气自动化装备产线的生产效率，导致线缆成本的浪费。

为解决上述技术问题，本公开实施例提供了一种电控箱的走线布置方法、装置及计算机可读存储介质，以合理布置线缆在电控箱内的走线路径，节约布线成本。

如图1所示，本公开一些实施例提供的电控箱的走线布置方法，包括了以下步骤S1至步骤S5。

在步骤S1，获取电控箱图像，该电控箱图像中包括线槽和多个器件。

根据电控箱的具体类型不同，电控箱内器件的类型和布置方式也可能不同。其中，电控箱图像可以由设计人员通过绘图软件绘制后导入程序，也可以由设计人员手动绘制后扫描或拍照，然后再导入程序。电控箱图像中应可以清晰的分辨出线槽和多个器件(包括接线端)。电控箱图像中，不同器件的用于连接同一线缆的接线端的颜色相同，同一器件的用于连接不同线缆的各个接线端的颜色不同，这样便于计算机对图像中的接线端进行识别和标签化处理。

电控箱图像的文件格式不限，例如，可以为jpg格式、png格式、pdf格式、psd格式、dwg格式或drw格式等，这里不一一列举。

在本公开的一个实施例中，步骤S1可以包括：获取电控箱的二维主视图像，例如获取图2a所示一电控箱的二维主视图像。在该二维主视图像中，可以清晰的看到线槽和多个器件及其接线端。在该二维主视图像中，电控箱与实物的尺寸比例可以为1：1，也可以为其它比例。如果为其它比例，则在后续计算最短走线路径的长度时还需要进行相应的比例变换。

在本公开的另一个实施例中，步骤S1可以包括：

子步骤一、获取电控箱的三维图像。例如，获取基于PROE绘图软件绘制的电控箱的三维图像。

子步骤二、根据电控箱的三维图像，得到电控箱的二维主视图像。例如，如图2b所示，将基于PROE绘图软件绘制的drw格式的电控箱的三维图像，转换为CAD绘图软件的dwg格式的二维主视图像，并保持为图片。

在步骤S2，对电控箱图像中各器件的接线端添加标签。

在一个实施例中，该步骤S2包括：根据器件的接线端与颜色的对应关系，对电控箱图像中各器件的接线端添加标签。

同前所述，电控箱图像中，不同器件的用于连接同一线缆的接线端的颜色相同，而同一器件的用于连接不同线缆的各个接线端的颜色不同。因此，根据器件的接线端与颜色的对应关系，通过对电控箱图像中特定颜色像素点的位置拾取，可以确定出接线端所在的位置并对该位置添加包含接线端属性的图像标签。图像标签可以显示在电控箱图像中，也可以隐藏显示。

在步骤S3，对添加标签后的电控箱图像进行二值化处理，得到线槽的二值化图像。

图像的二值化处理，是指通过适当的阈值选取，将图像上各个像素点的灰度值要么设为A值，要么设为B值，例如，将图像上各个像素点的灰度值设为0或255，从而使整个图像呈现出明显的对比效果，凸显目标物轮廓，便于计算机提取图像中的信息。根据设置的阈值大小不同，二值化后的图像可以仅包括线槽，也可以包括一些对图像信息提取不产生影响的其它结构线条。

一个实施例中，在步骤S3后得到的线槽二值化图像如图2c所示。其中，线槽所对应的像素点显示黑色，默认代码为0，线槽以外的像素点显示白色，默认代码为1。当然，也可以是，线槽所对应的像素点显示白色，默认代码为1，线槽以外的像素点显示黑色，默认代码为0。

在步骤S4，获取待连接的两个接线端的信息。例如，获取由设计人员输入的待连接的两个接线端的信息。例如，设计人员输入“QF2，X3-1”，表示从断路器的2号接线端连接到3号接线板的1号接线端。根据该两个接线端的信息，可以查找到对应的图像标签，从而确定出这两个接线端在图像中的位置。

在步骤S5，根据待连接的两个接线端的图像标签，以及线槽的二值化图像，得到两个接线端之间的最短走线路径的信息。

在本公开的一个实施例中，步骤S5包括以下子步骤：

子步骤一、根据线槽的二值化图像，得到线槽内走线的阈值。在一些实施例中，可以根据线槽的二值化图像以及设定的限制条件，得到线槽内走线的阈值，其中，设定的限制条件包括：走线与线槽的边界间隔至少一个像素点。以图2c所示的二值化图像为例，在线槽所在的像素群内，限定走线只能经过默认代码为0的黑色像素点，并且与线槽的边界至少间隔一个黑色像素点，即走线不能与默认代码为1的白色像素点相邻。通过合理设置限制条件，可以使得走线在线槽中的布置更贴合实际应用，结果更具指导意义。

子步骤二、确定线槽外走线的最大误差。为了寻求两个接线端之间的最短走线路径，需要走线在合适的位置脱离线槽与接线端连接。当走线与接线端的间距小于或等于该最大误差时，允许走线跳出线槽与接线端连接。在本公开的一个实施例中，可以根据接线端与线槽的间距(即接线端到线槽的垂直距离)，确定线槽外走线的最大误差。线槽外走线的最大误差可以略大于线槽与接线端的间距，例如将线槽外走线的最大误差设为100毫米。

子步骤三、以待连接的两个接线端的图像标签分别为走线的起点和终点，以线槽内走线的阈值和线槽外走线的最大误差作为约束条件，通过路径规划算法，确定两个接线端之间的最短走线路径的信息。

如图2d所示，例如，走线从图中接线端3a出发，由于接线端3a与相邻线槽的距离小于前述线槽外走线的最大误差，因此，走线可以经过默认代码为1的白色像素点进入线槽所在的默认代码为0的黑色像素群内。之后，走线沿横向或纵向(与线槽通道的延伸方向相同)不重复的经过代码为0的黑色像素点，并且与线槽的边界至少间隔一个黑色像素点。当走线沿一个方向无法继续前行时(即到达线槽某一个通道的尽头时)，折向线槽另一个方向的通道并按照上述规则继续前行。当走线经过线槽通道的岔口时，可以选择其中一个未曾经过的通道继续前行。当走线前端距离接线端3b的距离小于前述线槽外走线的最大误差时，跳出线槽所在的黑色像素群，经过若干个白色像素点与接线端3b连接，至此结束该条路径的计算。

如图2d所示，由于线槽通道存在岔口，因此，根据上述走线方法，可以得到连接接线端3a和接线端3b的多个走线路径。如图2d所示，连接接线端3a和接线端3b的路径共有4条(分别以不同线型示意)。可以通过最小二乘法，选取其中最短的走线路径作为最佳走线路径。当长度相同的最短走线路径有多个时，可以随机确定其中一个最短走线路径作为最佳走线路径，或者，将该多个最短走线路径同时提供给设计人员参考。

在本公开实施例中，两个接线端之间的最短走线路径的信息，可以包括两个接线端之间的最短走线路径的轨迹和长度。

设计人员在电控箱内进行布线之前，参考前述实施例方法得到的最短走线路径的信息，可以避免线缆过长或过短，减少不必要的线缆浪费，节约布线成本和人工设计成本，并有利于提高电气自动化装备产线的生产效率。本公开实施例的走线布置方法，尤其适用于需要根据客户对电控箱的个性化需求而专门定制的订单机型。

在本公开的一些实施例中，走线布置方法还包括：将两个接线端之间的最短走线路径的信息发送给输出设备和/或存储设备。例如，将两个接线端之间的最短走线路径的信息发送给显示器进行显示，或者发送给打印机打印等，从而使设计人员可以直观的获得该信息作为参考，同时，也可以将两个接线端之间的最短走线路径的信息发送给存储设备进行存储，以留作存档参考。

在本公开的一些实施例中，走线布置方法还包括：

根据待连接的两个接线端的图像标签，确定线缆的端子类型；

将线缆的端子类型发送给输出设备和/或存储设备。

采用该实施例方案，设计人员可以快速而准确的获知与接线端相匹配的线缆的端子类型，从而提高走线布置的效率。

在本公开的一些实施例中，走线布置方法还包括：

获取电气自动化装备系统中负载的负载信息；

根据负载信息，确定电控箱中与负载连接的器件的接线端所连接线缆的线径；

将线缆的线径发送给输出设备和/或存储设备。

例如，空调系统包括多个负载，如电机、压缩机、电加热器、静电除尘器、杀菌灯、加湿器等等。负载的功率大小不同，所需匹配的线缆线径可能不同。在空调系统的电控箱中，与负载连接的器件如交流接触器、空气开关、开关电源等的容量也可能不同。采用该设计，设计人员可以快速而准确的获知所选取线缆的线径，该线缆的线径与电气自动化装备系统中负载的负载大小相匹配，线径设置合理，从而有利于减少线路电能损耗，提高线路的安全性，保障线缆的使用寿命。

如图3所示，本公开另些一实施例提供的电控箱的走线布置方法，包括了以下步骤S301至步骤S309。

步骤S301：获取电控箱的三维图像；

步骤S302：根据电控箱的三维图像，得到电控箱的二维主视图像；

步骤S303：对电控箱的二维主视图像中各器件的接线端添加标签；

步骤S304：对电控箱的二维主视图像进行二值化处理，得到线槽的二值化图像；

步骤S305：获取输入的待连接的两个接线端的信息；

步骤S306：确定线槽内走线的阈值和线槽外走线的最大误差；

步骤S307：以待连接的两个接线端的图像标签分别为走线的起点和终点，以线槽内走线的阈值和线槽外走线的最大误差作为约束条件，通过路径规划算法，得到连接两个接线端的多条走线路径的信息；

步骤S308：通过最小二乘法，选取其中最短的走线路径作为最佳走线路径；

步骤S309：通过显示设备输出最短走线路径的信息。

如图4所示，本公开一些实施例还提供了一种电控箱的走线布置装置，包括：

第一获取单元41，用于获取电控箱图像，电控箱图像中包括线槽和多个器件；

标签添加单元42，用于对电控箱图像中各器件的接线端添加标签；

处理单元43，用于对添加标签后的电控箱图像进行二值化处理，得到线槽的二值化图像；

第二获取单元44，用于获取待连接的两个接线端；

计算单元45，用于根据待连接的两个接线端的图像标签，以及线槽的二值化图像，得到两个接线端之间的最短走线路径的信息。

设计人员参考根据本公开实施例确定的最短走线路径的信息在电控箱内进行布线，可以避免线缆过长或过短，减少不必要的线缆浪费，节约布线成本和人工设计成本，并有利于提高电气自动化装备产线的生产效率。

如图5所示，本公开一些实施例还提供了一种电控箱的走线布置装置，包括：存储器51和耦接至存储器51的处理器52，处理器52被配置为基于存储在存储器51中的指令，执行如前述任一实施例的电控箱的走线布置方法。

应当理解，前述电控箱的走线布置方法中的各个步骤都可以通过处理器来实现，并且可以通过软件、硬件、固件或其结合的任一种方式实现。

除了上述电控箱的走线布置方法、装置之外，本公开实施例还可采用在一个或多个包含有计算机程序指令的非易失性存储介质上实施的计算机程序产品的形式。因此，本公开一些实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如前述任一技术方案的电控箱的走线布置方法。

图6示出了本公开一些实施例的计算机系统的示意图。

如图6所示，计算机系统可以用通用计算设备的形式表现，该计算机系统可以用来实现上述实施例的电控箱的走线布置方法。计算机系统包括存储器61、处理器62和连接不同系统组件的总线60。

存储器61例如可以包括系统存储器、非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。系统存储器可以包括易失性存储介质，例如随机存取存储器(RAM)和/或高速缓存存储器。非易失性存储介质例如存储有执行上述走线布置方法的对应实施例的指令。非易失性存储介质包括但不限于磁盘存储器、光学存储器、闪存等。

处理器62可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管等分立硬件组件方式来实现。相应地，诸如判断模块和确定模块的每个模块，可以通过中央处理器(CPU)运行存储器中执行相应步骤的指令来实现，也可以通过执行相应步骤的专用电路来实现。

总线60可以使用多种总线结构中的任意总线结构。例如，总线结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线。

计算机系统还可以包括输入输出接口63、网络接口64、存储接口65等。输入输出接口63、网络接口64、存储接口65以及存储器61和处理器62之间可以通过总线60连接。输入输出接口63可以为显示器、鼠标、键盘等输入输出设备提供连接接口。网络接口64为各种联网设备提供连接接口。存储接口65为软盘、U盘、SD卡等外部存储设备提供连接接口。

至此，已经详细描述了本公开的各种实施例。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

虽然已经通过示例对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改或者对部分技术特征进行等同替换。本公开的范围由所附权利要求来限定。

Claims (14)

1.一种电控箱的走线布置方法，包括：

获取电控箱图像，电控箱图像中包括线槽和多个器件；

对电控箱图像中各器件的接线端添加标签；

对添加标签后的电控箱图像进行二值化处理，得到线槽的二值化图像；

获取待连接的两个接线端的信息；

根据待连接的两个接线端的图像标签，以及线槽的二值化图像，得到两个接线端之间的最短走线路径的信息。

2.根据权利要求1所述的走线布置方法，其中：所述获取电控箱图像，包括：获取电控箱的二维主视图像。

3.根据权利要求1所述的走线布置方法，其中：所述获取电控箱图像，包括：

获取电控箱的三维图像；

根据电控箱的三维图像，得到电控箱的二维主视图像。

4.根据权利要求1所述的走线布置方法，其中：电控箱图像中，不同器件的用于连接同一线缆的接线端的颜色相同，同一器件的用于连接不同线缆的各个接线端的颜色不同；

所述对电控箱图像中各器件的接线端添加标签，包括：

根据器件的接线端与颜色的对应关系，对电控箱图像中各器件的接线端添加标签。

5.根据权利要求1所述的走线布置方法，其中：所述根据待连接的两个接线端的图像标签，以及线槽的二值化图像，得到两个接线端之间的最短走线路径的信息，包括：

根据线槽的二值化图像，得到线槽内走线的阈值；

确定线槽外走线的最大误差；

以待连接的两个接线端的图像标签分别为走线的起点和终点，以线槽内走线的阈值和线槽外走线的最大误差为约束条件，通过路径规划算法，确定两个接线端之间的最短走线路径的信息。

6.根据权利要求5所述的走线布置方法，其中：所述确定线槽外走线的最大误差，包括：

根据线槽与接线端的间距，确定线槽外走线的最大误差。

7.根据权利要求5所述的走线布置方法，其中：所述根据线槽的二值化图像，得到线槽内走线的阈值，包括：

根据线槽的二值化图像以及设定的限制条件，得到线槽内走线的阈值，其中，设定的限制条件包括：走线与线槽的边界间隔至少一个像素点。

8.根据权利要求1所述的走线布置方法，其中：两个接线端之间的最短走线路径的信息包括：两个接线端之间的最短走线路径的轨迹和长度。

9.根据权利要求1至8任一项所述的走线布置方法，还包括：将两个接线端之间的最短走线路径的信息发送给输出设备和/或存储设备。

10.根据权利要求9所述的走线布置方法，还包括：

根据待连接的两个接线端的图像标签，确定线缆的端子类型；

将线缆的端子类型发送给输出设备和/或存储设备。

11.根据权利要求9所述的走线布置方法，还包括：

获取电气自动化装备系统中负载的负载信息；

根据所述负载信息，确定电控箱中与负载连接的器件的接线端所连接线缆的线径；

将线缆的线径发送给输出设备和/或存储设备。

12.一种电控箱的走线布置装置，包括：

第一获取单元，用于获取电控箱图像，电控箱图像中包括线槽和多个器件；

标签添加单元，用于对电控箱图像中各器件的接线端添加标签；

处理单元，用于对添加标签后的电控箱图像进行二值化处理，得到线槽的二值化图像；

第二获取单元，用于获取待连接的两个接线端；

计算单元，用于根据待连接的两个接线端的图像标签，以及线槽的二值化图像，得到两个接线端之间的最短走线路径的信息。

13.一种电控箱的走线布置装置，包括：

存储器；和

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器中的指令，执行如权利要求1-11中任一项所述的电控箱的走线布置方法。

14.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-11中任一项所述的电控箱的走线布置方法。

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