JP4146296B2 - Wire rod packing calculation method, apparatus and program thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の線材をできるだけ小さい円形状に束ねてパッキングしてその外径を取得するための算出方法、その装置及びそのプログラムに関する。
【0002】
【従来の技術】
車両や屋内には、複数の電線等の線材が束ねられて構成され、電子機器、電子部品等を電気的に接続するワイヤーハーネスとよばれるワイヤー様構造物が配策されている。このようなワイヤーハーネスは、近年、スペース効率向上等の観点から、電気的特性を低下させず、かつできるだけコンパクトなものが求められている。これにともない、設計段階において、より正確にワイヤーハーネスの外径を計算する必要がでてくるが、従来、その計算は、経験や以下に示す算出方法により行われていたのみであり、特に、有効な算出方法は提案されていなかった。
【0003】
以下に、図8を用いて、従来のワイヤーハーネスの外径の算出方法による問題点を示す。図8(a)は比較的少ない線材で構成されるワイヤーハーネスを示し、図8(b)は比較的多い線材で構成されるワイヤーハーネスを示す図である。
【0004】
従来の算出方法においては、図8(a)に示すように、n本の線材aiが与えられた時、これら線材ai及びこれら線材aiで構成されるワイヤーハーネス10の断面を円形とみなし、これら線材aiで構成されるワイヤーハーネス10の直径Lを、
πL2/4=KΣ(πli 2/4)という式に基づき求める。
ここで、liは線材aiの直径を示し、Kはすきま係数を示す。上記すきま係数Kは、様々な線材の数や配置にそれぞれ適合するようにそれぞれ求めるのは困難であるため、ワイヤーハーネス10を構成する線材の数や配置によらず、すべての場合に対して常に一定の値が用いられる。
【0005】
ところが、図8(a)及び図8(b)に示すように、同等の直径Lをもつワイヤーハーネスでも、構成される線材ai、a′iの数や配置によって、それらのすきま11、11′の面積は異なることは明らかである。それにも拘わらず、上記のように常に一定の値のすきま係数Kを用いてその直径Lを求めると、その値は不正確なものになってしまい、実用的ではなかった。
【0006】
【非特許文献1】
A.オカベ,B.ブーツ,K.スギハラ アンド S.N.チョイ(A.Okabe, B.Boots, K.Sugiharaand S.N.Choi)著,「スペーシアル テセレーションズ−コンセプツ アンド アプリケーションズ オブ ボロノイ ダイアグラムズ(Spatial Tessellations −Concepts and Applications ofVoronoi Diagrams)」,第2版,ジョン ワイリーアンド サンズ,チチェスター(John Wiley andSons,Chichester),2000年
【非特許文献2】
D.S.キム アンド K.スギハラ(D.S.Kim andK.Sugihara)著,「ボロノイ ダイアグラム オブ アサークル セット フロム ボロノイ ダイアグラム オブ ア ポイント セット,I(Voronoi diagram of acircle set from Voronoi diagramof a point set,I)」,第18巻,トポロジー コンピュータ エイディッド ジオメトリック デザイン(Topology Computer AidedGeometric Design),2001年,pp.541−562
【非特許文献3】
D.S.キム アンド K.スギハラ(D.S.Kim andK.Sugihara)著,「ボロノイ ダイアグラム オブ アサークル セット フロム ボロノイ ダイアグラム オブ アポイント セット,II(Voronoi diagram of acircle set from Voronoi diagramof a point set,II)」,第18巻,ジオメトリ.コンピュータ エイディッド ジオメトリック デザイン(Geometry.Computer AidedGeometric Design),2001年,pp.563−585
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来、任意の数の線材で構成されるワイヤーハーネスの外径を求めるための実用的な方法はなく、いうまでもなく、それらをできるだけ小さい円形状に束ねてパッキングした際のワイヤーハーネスの外径を取得するための有効な算出方法もなかった。
【0008】
よって本発明は、上述した現状に鑑み、任意の数の複数の線材をできるだけ小さい円形状に束ねてパッキングしてその外径を取得するために有効な算出方法、その装置及びそのプログラムを提供することを課題としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項1記載の線材パッキング算出方法は、コンピュータを用いて、複数の線材を互いに重ならないようにできるだけ小さい円形状に束ねてパッキングしてその外径を取得するための算出方法であって、前記複数の線材の断面形状をそれぞれの外形に対応した直径を有する複数の円とみなして、平面上に互いに重ならないように配置される前記複数の円を包含する包含円を想定する包含円想定工程と、前記包含円と同じ中心を有し、かつこの包含円より少し小さく、少なくとも、前記複数の円のうちのひとつがはみ出す目標円を定める目標円定義工程と、前記目標円からはみ出している円を挿込試行円とし、前記挿込試行円以外の前記複数の円が、互いに重なることなく前記目標円内でできるだけ遠くに移動可能な位置を探索する探索工程と、前記探索工程による探索結果に基づいて前記複数の円を配置変更することによりできる前記目標円内のスペースに前記挿込試行円を挿し込む挿込工程と、前記挿込試行円のすべてが前記目標円内に挿し込まれた場合には、現在よりも少し小さく、かつ前記挿込試行円を有する新たな前記目標円を定めたうえで、前記探索工程に戻る第1探索制御工程、を含み、前記目標円定義工程、前記探索工程、前記挿込工程及び前記第1探索制御工程を繰り返し実行することにより、前記包含円を徐々に小さくしていく、ことを特徴とする。
【0010】
請求項1記載の発明によれば、コンピュータを用いて、上記目標円定義工程、探索工程、挿込工程及び第1探索制御工程を繰り返し実行することにより、複数の線材の包含円を徐々に小さくしていく。これにより、複数の線材を囲む円の外径が効率的に取得される。
【0011】
上記課題を解決するためになされた請求項2記載の線材パッキング算出方法は、請求項1記載の線材パッキング算出方法において、前記探索工程では、前記挿込試行円及び前記複数の円のうちのひとつを除いた円群と、前記目標円と、で円ボロノイ図を作成し、前記円ボロノイ図における各境界辺を形成する両側円に接する前記ひとつの円の中心が、前記境界辺上にあるか否かを前記挿込試行円以外の前記複数の円に対して調べていくことにより、これらの円が前記目標円内で移動可能である位置を探索する、ことを特徴とする。
【0012】
請求項2記載の発明によれば、円ボロノイ図を利用することにより、挿込試行円の移動候補位置探索が非常に簡便化される。
【0013】
上記課題を解決するためになされた請求項3記載の線材パッキング算出方法は、請求項1又は請求項2記載の線材パッキング算出方法において、前記目標円定義工程、前記探索工程、前記挿込工程及び前記第1探索制御工程と共に繰り返し実行され、前記挿込試行円の挿し込みが不可能である場合には、前記包含円と現在の前記目標円との中間的な大きさであって、かつ前記挿込試行円を有する他の新たな前記目標円を定めたうえで、前記探索工程に戻る第2探索制御工程、を更に含むことを特徴とする。
【0014】
請求項3記載の発明によれば、挿込試行円の挿し込みが不可能である場合には、包含円と現在の目標円との中間的な大きさの目標円を定めたうえで、探索工程に戻す第2探索制御工程を更に含むことにより、複数の線材を囲む円の外径がより効率的に取得される。
【0015】
上記課題を解決するためになされた請求項4記載の線材パッキング算出装置は、複数の線材を互いに重ならないようにできるだけ小さい円形状に束ねてパッキングしてその外径を算出するための装置であって、前記複数の線材の断面形状をそれぞれの外形に対応した直径を有する複数の円とみなして、平面上に互いに重ならないように配置される前記複数の円を包含する包含円を想定する包含円想定手段と、前記包含円と同じ中心を有し、かつこの包含円より少し小さく、少なくとも、前記複数の円のうちのひとつがはみ出す目標円を定める目標円定義手段と、前記目標円からはみ出している円を挿込試行円とし、前記挿込試行円以外の前記複数の円が、互いに重なることなく前記目標円内でできるだけ遠くに移動可能な位置を探索する探索手段と、前記探索手段による探索結果に基づいて前記複数の円を配置変更することによりできる前記目標円内のスペースに前記挿込試行円を挿し込む挿込手段と、前記挿込試行円のすべてが前記目標円内に挿し込まれた場合には、現在よりも少し小さく、かつ前記挿込試行円を有する新たな前記目標円を定めたうえで、前記探索手段による探索を行わせる第1探索制御手段と、前記複数の線材に関する初期情報を入力する入力手段と、少なくとも、前記包含円の外径を出力する出力手段と、を含むことを特徴とする。
【0016】
請求項4記載の発明によれば、入力手段にて複数の線材に関する初期情報を入力し、目標円定義手段、探索手段、挿込手段及び第1探索制御手段にて、徐々に複数の線材の包含円を小さくしていき、出力手段にてその包含円の外径を出力する。これにより、複数の線材を囲む円の外径が効率的に取得される。
【0017】
上記課題を解決するためになされた請求項5記載の線材パッキング算出装置は、請求項4記載の線材パッキング算出装置において、前記出力手段5が、前記包含円及び前記複数の円のそれぞれの位置情報も出力する、ことを特徴とする。
【0018】
請求項5記載の発明によれば、包含円及び複数の円のそれぞれの位置情報も出力されるので、複数の線材の配置も含めて、それらを囲む円の外径が効率的に取得される。
【0019】
上記課題を解決するためになされた請求項6記載の線材パッキング算出装置は、請求項4又は請求項5記載の線材パッキング算出装置において、前記探索手段が、前記挿込試行円及び前記複数の円のうちのひとつを除いた円群と、前記目標円と、で円ボロノイ図を作成し、前記円ボロノイ図における各境界辺を形成する両側円に接する前記ひとつの円の中心が、前記境界辺上にあるか否かを前記挿込試行円以外の前記複数の円に対して調べていくことにより、これらの円が前記目標円内で移動可能である位置を探索する第2探索手段、を含むことを特徴とする。
【0020】
請求項6記載の発明によれば、第2探索手段にて円ボロノイ図を利用することにより、挿込試行円の移動候補位置探索が非常に簡便化される。
【0021】
上記課題を解決するためになされた請求項7記載の線材パッキング算出装置は、請求項4、請求項5、又は請求項6記載の線材パッキング算出装置において、前記挿込試行円の挿し込みが不可能である場合には、前記包含円と現在の前記目標円との中間的な大きさであって、かつ前記挿込試行円を有する他の新たな前記目標円を定めたうえで、前記探索手段による探索を行わせる第2探索制御手段、を更に含むことを特徴とする。
【0022】
請求項7記載の発明によれば、第2探索制御手段にて挿込試行円の挿し込みが不可能である場合には、包含円と現在の目標円との中間的な大きさの目標円を定めたうえで、探索手段による探索を再度行わせることにより、複数の線材を囲む円の外径がより効率的に取得される。
【0023】
上記課題を解決するためになされた請求項8記載の線材パッキング算出プログラムは、複数の線材を互いに重ならないようにできるだけ小さい円形状に束ねてパッキングしてその外径を算出するために、コンピュータを、前記複数の線材の断面形状をそれぞれの外形に対応した直径を有する複数の円とみなして、平面上に互いに重ならないように配置される前記複数の円を包含する包含円を想定する包含円想定手段、前記包含円と同じ中心を有し、かつこの包含円より少し小さく、少なくとも、前記複数の円のうちのひとつがはみ出す目標円を定める目標円定義手段、前記目標円からはみ出している円を挿込試行円とし、前記挿込試行円以外の前記複数の円が、互いに重なることなく前記目標円内でできるだけ遠くに移動可能な位置を探索する探索手段、前記探索手段による探索結果に基づいて前記複数の円を配置変更することによりできる前記目標円内のスペースに前記挿込試行円を挿し込む挿込手段、前記挿込試行円のすべてが前記目標円内に挿し込まれた場合には、現在よりも少し小さく、かつ前記挿込試行円を有する新たな前記目標円を定めたうえで、前記探索手段による探索を行わせる第1探索制御手段、前記複数の線材に関する初期情報を入力する入力手段、少なくとも、前記包含円の外径を出力する出力手段、として機能させる、ことを特徴とする。なお、この請求項8の発明にも、同様に、上記請求項5〜請求項7の発明の主旨を付加することが可能である。
【0024】
請求項8記載の発明によれば、コンピュータを、目標円定義手段、探索手段、挿込手段、第1探索制御手段、入力手段及び出力手段として機能させることにより、徐々に複数の線材の包含円を小さくしていき、その包含円の外径を出力させる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、図1を用いて、本線材パッキング算出方法を実現するためのハードウエア構成を説明する。図1は、本発明の算出方法及びその装置を実現するためのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
【0026】
図1に示すように、そのハードウエア構成は、公知のパーソナルコンピュータや汎用コンピュータ等で実現される。このコンピュータは、入力装置1、I/O(入出力インターフェース回路)2、CPU(Central Processing Unit)3、メモリ4、出力装置5及びリードライト装置6を含んで構成される。入力装置1、メモリ4、出力装置5及びリードライト装置6は、I/O2等を介して、CPU3に電気的に接続されている。
【0027】
入力装置1は、後述の処理においてその入力データを投入するのに用いられる、例えば、キーボードやマウスデバイスである。CPU3は、入力装置1や出力装置5等を制御するための制御部31及び後述の本算出方法に係る処理をメモリ4に格納されるプログラムにしたがって行う演算部32を含んでいる。
【0028】
メモリ4は、後述の後述の本算出方法に係る各処理に対応するプログラム等を格納するプログラムメモリ41及びCPU3が行う各種処理のための作業領域が割り当てられた演算用メモリ42を含んでいる。そして、出力装置5は、CPU3が行った処理結果を出力する、例えば、モニタディスプレイや印字装置である。
【0029】
リードライト装置6は、CDROM等の記録媒体7に格納される本発明に係る線材パッキング算出プログラム7a(例えば、後述する図2、図4、図5、図6に示すような処理手順のプログラム)を読み込み、これを上記プログラムメモリ41に転送するための装置である。また、リードライト装置6は、算出結果を記録媒体7に書き込む機能も有する。なお、このコンピュータには、図示しないモデムボードやLANカード等の通信インターフェースが含まれていてもよい。
【0030】
CPU3は、リードライト装置6にて読み込まれた線材パッキング算出プログラム7aをメモリ4のプログラムメモリ41にインストールする。そして、電源投入後には、このプログラム7aが立ちあがり、このコンピュータは線材パッキング算出装置として機能する。線材パッキング算出プログラム7aは、上記構成を有する他のパーソナルコンピュータや汎用コンピュータ等にもインストール可能であり、インストール後は、そのコンピュータが線材パッキング算出装置として機能する。
【0031】
なお、記録媒体7に格納される線材パッキング算出プログラム7aは、請求項8に対応する。線材パッキング算出プログラム7aは、CDROM等の記録媒体7のみならず、インターネットや専用回線、LAN等の通信回線を経由して、このコンピュータに提供されたものであってもよい。
【0032】
次に、図2〜図7を用いて、本発明の算出方法の一実施形態に係る処理手順について説明する。そこで、まず、図2を用いて、本算出方法の基本処理手順について説明する。図2は、本発明の算出方法の一実施形態に係る基本処理手順を示すフローチャートである。
【0033】
本算出方法では、ワイヤーハーネスを構成する複数の線材の断面形状をそれぞれの外形に対応した直径を有する複数の円とみなし、これら円を断面にもつn本の円柱を束ねた時、その全体を囲む円の大きさを調べるという問題に帰着させる。実際的には、上記コンピュータを用いて、複数の線材をできるだけ小さい円形状に束ねてパッキングしてその外径を取得するための有効な算出方法を考える。
【0034】
図2に示す基本処理においては、入力情報としては、ワイヤーハーネスを構成する電線等の複数の線材の断面形状をそれぞれの外形に対応したn個の円c1、c2、…、cnの半径r1、r2、…、rn、1より小さくて十分1に近い数p、例えば、p=0.95、及び十分小さい正数である終了基準値ε、例えば、終了基準値ε=min((r1、r2、…、rn)/100)が与えられる。
【0035】
また、出力情報としては、n個の円c1、c2、…、cnを互いに重ならないように詰め込める、なるべく小さい円の半径R、及びこのときの円C、円c1、c2、…、cnの位置情報が出力される。
【0036】
このため、図2に示すステップS1においては、まず、円c1、c2、…、cnを互いに重ならないように平面上に配置し、それらを囲む大円、すなわち包含円Cを見つける。
【0037】
次に、ステップS2、ステップS3及びステップS4においては、上記包含円Cと同じ中心を持ち、半径が包含円Cの上記p倍である円、すなわち、目標円Dを定める。すなわち、ステップS2、ステップS3のN及びステップS4からなるループでは、包含円Cと同じ中心を有し、かつこの包含円Cより少し小さく、少なくとも、複数の円c1、c2、…、cnのうちのひとつが包含円Dからはみ出すような目標円Dを定める。なお、以下の処理過程では、円c1、c2、…、cnが目標円Dの中に入るように配置を変更していく。
【0038】
次に、ステップS5においては、探索挿込処理を行う。すなわち、ここでは、目標円Dからはみ出している任意のひとつの円ciから、距離の大きい順に円ci以外の円を取り出し、より遠くへ置けるものはできるだけ遠くへ移動させ、そのような移動ができない場合は現位置に残す。そして、このような移動によりできたスペースにひとつのこの円ciを移動する、すなわち、挿し込むことを試みる。なお、このステップS3の処理については、図4〜図7を用いて後で説明を加える。
【0039】
次に、ステップS6においては、上記ステップS5における円ciの挿し込みが成功したか否かを判定し、成功の場合はステップS3に戻り(ステップS6のY)、さもなければステップS7に進む(ステップS6のN)。ステップS3に戻ると、他にはみ出している円があるか否を判定し、これがあればこのはみ出している円に対して再度ステップS5の探索挿込処理を行い、なければステップS4に進んで上記と同様の処理を行うことになる。
【0040】
一方、ステップS7においては、上記包含円Cと挿込みが成功しなかった上記目標円Dとの中間の大きさの円を、新たに目標円Dに定める。次に、ステップS8において、上記ステップS7の処理に用いられた包含円及び目標円Dのそれぞれの半径の差が上記終了基準値ε以下か否かを判定し、この差が終了基準値εより大きければ上記ステップS3に戻り上記と同様の処理を繰り返し(ステップS8のN)、この差が終了基準値ε以下であればステップS9に進む(ステップS8のY)。
【0041】
ステップS9においては、この包含円Cの半径を最終的な、ワイヤーハーネスの半径Rとしてこれを出力装置5に出力する。また、このときの包含円C及び各円c1、c2、…、cnの位置情報も出力装置5に出力する。これら出力は、モニタディスプレイ上であってもよいし、紙上への印字であってもよい。なお、上記p及び終了基準値εを適宜、若干変更してもよい。
【0042】
上記処理手順による各円のふるまいを図3を用いて示す。図3は、図2の処理手順によるふるまいを示す図であり、特に、図3(a)は初期状態を示し、図3(b)は目標円からはみ出した挿込試行円を示し、図3(c)は図3(b)の挿込試行円を目標円の内部に挿し込んだ様子を示し、そして、図3(d)は最終結果を示す図である。
【0043】
図3(a)においては、与えられたn個の円ciの初期配置と、それらを囲む包含円Cが示されている。図3(b)においては、処理の途中の状態が示され、現在得られている包含円Cより少し小さい目標円D、及びこの目標円Dからはみ出す円のひとつであり、挿し込みが試行される挿込試行円cnが示されている。
【0044】
また、図3(c)においては、図3(b)で示した挿込試行円cnに対して、図2に示したステップS5の探索挿込処理が施されたあとの状態が示されている。なお、図3(c)中、円mi(粗斜線を囲む円群)は、上記探索挿込処理において挿込試行円cnを挿し込むために移動した移動円群を示している。なお、この図からわかるように、他のはみ出している円も、挿込試行円cnの挿込処理の過程で、目標円Dに入ることもある。そして、図3(d)においては、すべてのはみだしている円に対して、挿込処理が行われた結果が示されている。
【0045】
このように、ワイヤーハーネスを構成する複数の線材を、包含円からはみ出している線材からできるだけ遠くに配置変更し、これによりできたスペースにはみ出している線材を挿し込むという操作を繰り返し計算することにより、複数の線材を囲むワイヤーハーネスの外径が効率的に取得される。
【0046】
次に、上記図2のステップS5の探索挿込処理について、図4を用いて説明を加える。図4は、図2における探索挿込処理を示すフローチャートである。
【0047】
図4に示す探索挿込処理においては、入力情報として、n個の円ciの半径riと、それらの中心(xi、yi)、i=1、2、…、n、及び目標円Dが与えられる。但し、n個の円ciは互いに重なることはなく、また最後の円cnは目標円Dからはみ出しているとする。なお、この他にもはみ出している円があってもよい。
【0048】
また、出力情報としては、既に目標円D内に入っている円をこの目標円Dからはみ出させることなく、最後の円cnを目標円D内へ挿し込むことができるなら成功結果としてそれを実現するn個の円の中心位置が出力され、できないなら失敗結果としてその旨示すメッセージが出力される。
【0049】
まず、探索挿込処理のステップS51においては、n個の円ciを、上記最後の円cnから遠い順に並べ替える。この順は、詳しくは、n個の円ciのそれぞれの中心と、最後の円cnの中心と、の距離に基づく。そして、ここで、並び替えた結果の円番号を、簡単のために、新ためてc1、c2、…、cnとする。なお、以下、この最後の円を挿込試行円とよぶ。
【0050】
次に、i=1、2、…、n−1に対して、ステップS52〜ステップS54a(又はステップS54b)に示す処理を行う。ステップS52においては、探索処理を行う。すなわち、円ciが、目標円D内で他の円と重ならずに移動可能な移動候補位置を探索する。詳しくは、この探索処理では、図5に示す第1探索処理、又は図6に示す第2探索処理が行われる。第1探索処理では、円ciが目標円D内で他の円と重ならずに、現在の円ciの位置より、挿込試行円cnから遠くなるような移動候補位置を探索する。また、図6に示す第2探索処理では、円ボロノイ図の概念を用いて、円ciが目標円D内で他の円と重ならずに移動可能な移動候補位置を探索する。これらについては後述する。
【0051】
そして、ステップS53及びステップS54a、ステップS54bにおいては、上記探索処理にて移動候補位置があればその中で挿込試行円cnから最も遠い位置へ円ciを移動し(ステップS53のY、ステップS54a)、移動候補位置がなければ円ciを現在位置に残す(ステップS53のN、ステップS54b)。このような処理が、i=1、2、…、n−1に対して行われた後、ステップS55に進む。なお、上記ステップS52〜ステップS54が請求項の探索工程に対応している。
【0052】
次に、ステップS55においては、上記ステップS52〜ステップS54a(又はステップS54b)からなるループ処理にてできた目標円D内のスペースに対しての、挿込試行円cnの挿し込みを試行する。
【0053】
そして、ステップS56及びステップS57a、ステップS57bにおいては、上記挿し込みの試行により挿し込みが成功すれば、挿込試行円cnをそこへ移動し(ステップS56のY、ステップS57a)、挿し込みができなければ、その旨示すメッセージを出力する(ステップS56のN、ステップS57b)。なお、上記成功時には、それを実現するn個の円の中心位置が出力される。そして、これらステップS51〜ステップS57a(又はステップS57b)からなる一連の処理が終了すれば、図2に示すこれに続く処理に戻る。
【0054】
更に、図5及び図6を用いて、上記探索処理の2例について説明を加える。まず、第1探索処理を図5を用いて説明する。図5は、第1探索処理を示すフローチャートである。
【0055】
図5の第1探索処理においては、n個の円ciを移動するスペースがあった時、上記挿込試行円cnから最も遠くへ移動した状態では、円ciは2つの円に接しているはずであるということに着目している。但し、この接する2つの円のうちのひとつは、上記目標円Dの場合もある。そこで、ここでは、与えられたn個の円ciと目標円Dの全体がなす集合をS={c1、c2、…、cn、D}とおく。そして、円ci以外の全ての2つの円cj、ck∈Sに対して、以下のステップS521〜ステップS529に示す処理を行う。
【0056】
まず、ステップS521においては、半径riの円ciが、円cjと円ckの両方に接する位置を探す。但し、円cj又は円ckが目標円D以外の円なら外側から接し、目標円Dなら内側から接するものとする。そのような位置は、高々、2個しかなく、その場合の中心をそれぞれ(x′i、y′i)、(x″i、y″i)とする。
【0057】
次に、ステップS522においては、上記2個のうちの一方の位置に移動させると、円ciは現在位置よりも挿込試行円Cnから遠くなるか否かを判定する。すなわち、一方の中心(x′i、y′i)から挿込試行円Cnの中心までの距離X′と、現在位置の円ciの中心から挿込試行円Cnの中心までの距離Xと、を比較し、距離X′が距離Xより大きければステップS523に進み(ステップS522のY)、さもなければ後述するステップS526に進む(ステップS522のN)。
【0058】
ステップS523においては、円ci、円cj、円ck及び目標円D以外の全ての円に対して、半径riの円ciを上記中心(x′i、y′i)に置いた時、重なるか否かを調べ、その重なりをステップS524において判定する。ここで、どの円とも重ならないと判定されればステップS525に進み(ステップS524のN)、ステップS525において上記中心(x′i、y′i)を円ciの移動候補位置のひとつに加え、さもなければステップS526に進む(ステップS524のY)。
【0059】
更に、上記一方の中心(x′i、y′i)を他方の中心(x″i、y″i)に置き換えて、上記ステップS522〜ステップS525と同様、以下のステップS526〜ステップS529の処理を行う。ステップS526においては、上記2個のうちの他方の位置に移動させると、円ciは現在位置よりも挿込試行円Cnから遠くなるか否かを判定する。すなわち、他方の中心(x″i、y″i)から挿込試行円Cnの中心までの距離X″と、現在位置の円ciの中心から挿込試行円Cnの中心までの距離Xと、を比較し、距離X″が距離Xより大きければステップS527に進み(ステップS526のY)、さもなければ直接次に進む(ステップS526のN)。
【0060】
ステップS528においては、円ci、円cj、円ck及び目標円D以外の全ての円に対して、半径riの円ciを上記中心(x″i、y″i)に置いた時、重なるか否かを調べ、その重なりをステップS528において判定する。ここで、どの円とも重ならないと判定されればステップS529に進み(ステップS528のN)、ステップS529において上記中心(x″i、y″i)を円ciの移動候補位置のひとつに加え、さもなければ直接次に進む(ステップS528のY)。このような処理が、円ci以外の全ての2つの円cj、ckに対して行われると、図4に示すこれに続く処理に戻る。
【0061】
このような、第1探索処理を用いることにより、従来、図8で示した方法や経験によりで行っていたワイヤーハーネスの外径の計算が改善されて、より正確に行えるようになる。したがって、ワイヤーハーネスの設計の一助となる。その一方で、第1探索処理を用いると、計算量が膨大になるという問題も生じる。すなわち、上記図5に示した第1探索処理では、円ci、円cj、円ckの組に対して、上記のような操作を行うので、その計算時間はO(n3)となる。上記図4の探索挿入処理では、これをすべてのi=1、2、…、nに対して行うので、その計算時間はO(n4)となる。更に、図2の処理では、これを組み込んで繰り返し処理が行われるので、全体の計算量は、膨大なものになってしまう。これを以下の図6に示す第2探索処理では改善する。
【0062】
図6は、第2探索処理を示すフローチャートである。図7(a)は円の集合の一例を示す図であり、図7(b)及び図7(c)はそれぞれ、図7(a)の円の集合に対する円ボロノイ図及びラゲール円ボロノイ図である。
【0063】
まず、この第2探索処理の基本的な考え方を示す。この第2探索処理においては、公知のボロノイ図の概念を利用して、挿込試行円ciの移動候補位置の探索を効率化する。すなわち、上記第1探索処理においては、この円ciの移動候補位置を求めるために、すべての円の組cj、ckと接する位置を求めたが、ボロノイ図の概念を利用すると、その候補を限定することができる。
【0064】
平面上に互いに重ならない有限個の円が与えられた時、どの円に最も近いかによって平面を分割することができる。この分割図形は円ボロノイ図とよばれ、これは、上記非特許文献1にも示されている。
【0065】
例えば、図7(a)に示される円群に対する円ボロノイ図は、図7(b)に示す通りである。図7(b)におけるボロノイ辺とよばれる境界辺ej上の点は、2つの円ck、clから等しい距離にあって、他の円はもっと遠くにあるという性質を持っている。したがって、2つ円ck、clに接し、他の円と重ならない円は、円ボロノイ図の境界辺ej上に中心をもつことになる。よって、円ciの移動候補位置は、円ボロノイ図の境界辺ejを挟む2つの円ck、clの組だけに対して探せばよい。n個の円の円ボロノイ図の境界辺ejの数はnに比例する本だから、検索すべき円ck、clの組は、上記図5の第1探索処理がO(n2)であるのに対し、ここでは、O(n)になる。
【0066】
更に、2つの円ck、clと接する円ciの移動位置候補に対して、上記図5の第1探索処理では、円ci以外のすべての円cj、ckとの重なりの検査を行ったが、ここでは、その必要もなくなる。すなわち、円ciの移動候補位置が、境界辺ej上にあるか否かを調べれば十分である。なぜなら、境界辺ej上にあれば、他の円と重なることはなく、境界辺ej上になければ他の円と重なることが、円ボロノイ図の性質から導かれるからである。したがって、O(n)の検査時間をO(1)にすることができる。
【0067】
このような考え方に基づく、第2探索処理の処理手順は以下の図6に示すようになる。図6のステップS521′においては、まず、上記円集合S−{ci}、すなわち、円ci以外の全円に対する円ボロノイ図を作る。ここで、この円集合S−{ci}はn個の円で構成されるので、境界辺の数もnに比例する。
【0068】
そして、各境界辺ej、(j=1、2、…、n)に対して、以下のステップS522′〜ステップS525′の処理を行う。
【0069】
ステップS522′においては、境界辺ejの両側の円ck、clに接する半径riの円c′iを作る。但し、ここでも、円ck又は円clが目標円D以外の円なら外側から接し、目標円Dなら内側から接するものとする。なお、そのような円は、高々、2個、存在する。
【0070】
そして、ステップS523′において上記のように接する半径riの円c′iが有りと判定され(ステップS523′のY)、更にステップS524′においてその中心が境界辺ej上に有ると判定されれば(ステップS524′のY)、ステップS525′に進んでこの円c′iを円ciの移動候補位置に加える。さもなければ、直接次に進む(ステップS523′のN、ステップS524′のN)。このような処理が、すべての境界辺ejに対して行われると、図4に示すこれに続く処理に戻る。
【0071】
上記説明から明らかなように、ボロノイ図の概念を利用することにより、円ciの移動候補位置の探索が非常に簡略化されることがわかる。n個の円の円ボロノイ図は、O(nlogn)の計算時間で作ることができることが、上記非特許文献1に示されている。したがって、上記ステップS521′の処理は、O(nlogn)時間で実行できる。一方、n個の円の円ボロノイ図の境界辺はnに比例する本数しかないので、上記ステップS522′〜ステップS524′の処理は、O(n)時間で実行できる。以上より、図6で示した第2探索処理の計算時間は、O(nlogn)となる。参考までに、上記図5で示した第1探索処理では、O(n3)の計算時間を要したので、大きく効率向上していることがわかる。ちなみに、この図6の第2探索処理を、上記図4の探索挿込処理に組み込むと、上記図4の探索挿込処理では、この図6の処理をO(n)回実行するので、図4の探索挿込処理の計算時間はO(n2logn)となる。
【0072】
なお、上記円ボロノイ図の簡便な計算法は、上記非特許文献1記載のラゲールボロノイ図を作り、次に、上記非特許文献2及び上記非特許文献3記載の辺のフリップ操作によって、これを円ボロノイ図に変更する方法である(図7(c)参照)。
【0073】
このように、本実施形態によると、コンピュータを用いて、ワイヤーハーネスを構成する複数の線材を、包含円からはみ出している線材からできるだけ遠くに配置変更し、これによりできたスペースにはみ出している線材を挿し込むという操作を繰り返し計算することにより、複数の線材を囲むワイヤーハーネスの外径が効率的に取得できる。特に、円ボロノイ図の概念を採用することにより、非常に簡便、かつ短時間で、ワイヤーハーネスの外径を取得することができるようになる。
【0074】
なお、上記実施形態では、ワイヤーハーネスの外径を求めるために、半径を出力しているが、これは直径であってもよいことはいうまでもない。また、上記のようにワイヤーハーネスの半径を出力するだけでなく、各線材の配置を示す情報を出力するようにしてもよい。また、p及びεの値は、上記実施形態で示した値に限定されず、本発明の主旨の範囲で適宜変更可能である。
【0075】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1記載の発明によれば、コンピュータを用いて、上記目標円定義工程、探索工程、挿込工程及び第1探索制御工程を繰り返し実行することにより、複数の線材の包含円を徐々に小さくしていく。したがって、複数の線材を囲む円の外径を効率的に取得できる。
【0076】
請求項2記載の発明によれば、円ボロノイ図を利用することにより、挿込試行円の移動候補位置探索が非常に簡便化される。したがって、複数の線材を囲む円の外径を短時間に取得できる。
【0077】
請求項3記載の発明によれば、挿込試行円の挿し込みが不可能である場合には、包含円と現在の目標円との中間的な大きさの目標円を定めたうえで、探索工程に戻す第2探索制御工程を更に含んでいるので、複数の線材を囲む円の外径をより効率的に取得できる。
【0078】
請求項4記載の発明によれば、入力手段にて複数の線材に関する初期情報を入力し、目標円定義手段、探索手段、挿込手段及び第1探索制御手段にて、徐々に複数の線材の包含円を小さくしていき、出力手段にてその包含円の外径を出力する。したがって、複数の線材を囲む円の外径を効率的に取得できる。
【0079】
請求項5記載の発明によれば、包含円及び複数の円のそれぞれの位置情報も出力されるので、複数の線材の配置も含めて、それらを囲む円の外径が効率的に取得できる。
【0080】
請求項6記載の発明によれば、第2探索手段にて円ボロノイ図を利用することにより、挿込試行円の移動候補位置探索が非常に簡便化される。したがって、複数の線材を囲む円の外径を短時間に取得できる。
【0081】
請求項7記載の発明によれば、第2探索制御手段にて挿込試行円の挿し込みが不可能である場合には、包含円と現在の目標円との中間的な大きさの目標円を定めたうえで、探索手段による探索を再度行わせるようにしているので、複数の線材を囲む円の外径をより効率的に取得できる。
【0082】
請求項8記載の発明によれば、コンピュータを、目標円定義手段、探索手段、挿込手段、第1探索制御手段、入力手段及び出力手段として機能させることにより、徐々に複数の線材の包含円を小さくしていき、その包含円の外径を出力させる。したがって、複数の線材を囲む円の外径を効率的に取得できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の算出方法及びその装置を実現するためのハードウエア構成の一例を示すブロック図である。
【図2】本発明の算出方法の一実施形態に係る基本処理手順を示すフローチャートである。
【図3】図3(a)は初期状態を示し、図3(b)は目標円からはみ出した挿込試行円を示し、図3(c)は図3(b)の挿込試行円を目標円の内部に挿し込んだ様子を示し、そして、図3(d)は最終結果を示す図である。
【図4】図2における探索挿込処理を示すフローチャートである。
【図5】第1探索処理を示すフローチャートである。
【図6】第2探索処理を示すフローチャートである。
【図7】図7(a)は円の集合の一例を示す図であり、図7(b)及び図7(c)はそれぞれ、図7(a)の円の集合に対する円ボロノイ図及びラゲール円ボロノイ図である。
【図8】図8(a)は比較的少ない線材で構成されるワイヤーハーネスを示し、図8(b)は比較的多い線材で構成されるワイヤーハーネスを示す図である。
【符号の説明】
1 入力装置
2 入出力インターフェース回路
3 CPU
4 メモリ
5 出力装置
C 包含円
D 目標円
n 挿込試行円
n 移動円
j 境界辺
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a calculation method, an apparatus thereof, and a program thereof for bundling and packing a plurality of wire rods as small as possible to obtain an outer diameter thereof.
[0002]
[Prior art]
A wire-like structure called a wire harness that is configured by bundling a plurality of wires such as electric wires and electrically connecting electronic devices, electronic components, and the like is arranged in a vehicle or indoor. In recent years, such wire harnesses are required to be as compact as possible without deteriorating electrical characteristics from the viewpoint of improving space efficiency. Along with this, it is necessary to calculate the outer diameter of the wire harness more accurately at the design stage, but conventionally, the calculation was only performed by experience and the calculation method shown below, An effective calculation method has not been proposed.
[0003]
Below, the problem by the calculation method of the outer diameter of the conventional wire harness is shown using FIG. FIG. 8A shows a wire harness composed of relatively few wires, and FIG. 8B shows a wire harness composed of relatively many wires.
[0004]
In the conventional calculation method, as shown in FIG.iWhen these are given, these wires aiAnd these wire rods aiThe wire harness 10 composed ofiThe diameter L of the wire harness 10 composed of
πL2/ 4 = KΣ (πli 2/ 4).
Where liIs wire aiAnd K represents a clearance coefficient. The clearance coefficient K is difficult to obtain so as to be adapted to the number and arrangement of various wire rods. Therefore, the clearance coefficient K is always applied to all cases regardless of the number and arrangement of wire rods constituting the wire harness 10. A constant value is used.
[0005]
However, as shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b), a wire rod a that is constituted by a wire harness having an equivalent diameter L as well.i, A 'iIt is clear that the areas of the gaps 11 and 11 'differ depending on the number and arrangement of the gaps. Nevertheless, when the diameter L is always obtained using the constant clearance coefficient K as described above, the value becomes inaccurate and is not practical.
[0006]
[Non-Patent Document 1]
A. Okabe, B. Boots, K.M. Sugihara and S. N. Choi (A. Okabe, B. Boots, K. Sugihara and SN Choi), "Spatial Tessellations-Concepts and Applications of Voronoi Diagrams 2 (Spatial Tessellations-Conceptsandsand Applications and Apps. John Wiley and Sons, John Wiley and Sons, Chichester, 2000
[Non-Patent Document 2]
D. S. Kim and K. "Dr. S. Kim and K. Sugihara", "Voronoi Diagram of A Circle Set, From Voronoi Diagram of A Point Set, I" (Volonoi diagram of acilia set, Volonoi diagram in 18) Topology Computer-Aided Geometric Design, 2001, pp. 541-562
[Non-Patent Document 3]
D. S. Kim and K. "Dr. S. Kim and K. Sugihara", "Voronoi Diagram of A Circle Set, From Voronoi Diagram of Appointment Set, II" (Volonoi diagram of acilia set, Volonoi diagram in 18) Geometry. Computer Aided Geometric Design (2001), pp. 10-49. 563-585
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, there is no practical method for obtaining the outer diameter of a wire harness composed of an arbitrary number of wires, and it goes without saying that wires are bundled and packed in as small a circular shape as possible. There was no effective calculation method for obtaining the outer diameter of the harness.
[0008]
Therefore, in view of the present situation described above, the present invention provides an effective calculation method, apparatus, and program for obtaining an outer diameter by bundling and packing an arbitrary number of a plurality of wires in the smallest possible circular shape. It is an issue.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The wire packing calculation method according to claim 1, which has been made to solve the above-mentioned problem, uses a computer to bundle a plurality of wires in a circular shape as small as possible so as not to overlap each other, and obtains the outer diameter thereof. Comprising a plurality of circles arranged so as not to overlap each other on a plane, assuming that the cross-sectional shapes of the plurality of wire rods are a plurality of circles having a diameter corresponding to each outer shape. An inclusion circle assumption step that assumes an inclusion circle; and a target circle definition step that defines a target circle that has the same center as the inclusion circle and is slightly smaller than the inclusion circle, and at least one of the plurality of circles protrudes. A circle protruding from the target circle is an insertion trial circle, and the plurality of circles other than the insertion trial circle are moved as far as possible within the target circle without overlapping each other. A search step for searching for possible positions; and an insertion step for inserting the insertion trial circle into a space in the target circle that can be obtained by changing the arrangement of the plurality of circles based on a search result obtained by the search step; When all the insertion trial circles are inserted into the target circle, a new target circle that is slightly smaller than the current one and has the insertion trial circle is determined, and then the search step is performed. Including a first search control step that returns, and gradually reducing the inclusion circle by repeatedly executing the target circle definition step, the search step, the insertion step, and the first search control step. It is characterized by.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, by using the computer to repeatedly execute the target circle definition step, the search step, the insertion step, and the first search control step, the inclusion circle of the plurality of wire rods is gradually reduced. I will do it. Thereby, the outer diameter of the circle surrounding the plurality of wires is efficiently acquired.
[0011]
The wire packing calculation method according to claim 2, which is made to solve the above problem, is the wire packing calculation method according to claim 1, wherein, in the search step, one of the insertion trial circle and the plurality of circles. A circle Voronoi diagram is created with the circle group excluding the target circle and the target circle, and whether the center of the one circle that touches both side circles forming each boundary side in the circle Voronoi diagram is on the boundary side. It is characterized by searching for a position where these circles can move within the target circle by checking whether or not the plurality of circles other than the insertion trial circle are not.
[0012]
According to the second aspect of the invention, by using the circle Voronoi diagram, the movement candidate position search for the insertion trial circle is greatly simplified.
[0013]
The wire packing calculation method according to claim 3, which was made to solve the above-described problem, is the wire packing calculation method according to claim 1 or 2, wherein the target circle definition step, the search step, the insertion step, and When it is repeatedly executed together with the first search control step and the insertion trial circle cannot be inserted, it is an intermediate size between the inclusion circle and the current target circle, and A second search control step of returning to the search step after determining another new target circle having an insertion trial circle is further included.
[0014]
According to the third aspect of the present invention, when the insertion trial circle cannot be inserted, the target circle having an intermediate size between the inclusion circle and the current target circle is determined, and then the search is performed. By further including the 2nd search control process returned to a process, the outer diameter of the circle | round | yen surrounding a some wire rod is acquired more efficiently.
[0015]
The wire packing calculation device according to claim 4, which has been made to solve the above problem, is a device for calculating the outer diameter by bundling a plurality of wires in a circular shape as small as possible so as not to overlap each other. Including an assumed inclusion circle including the plurality of circles arranged so as not to overlap each other on a plane, assuming that the cross-sectional shape of the plurality of wire rods is a plurality of circles having a diameter corresponding to each outer shape. A circle assumption means, a target circle definition means for defining a target circle having the same center as the inclusion circle and being slightly smaller than the inclusion circle and protruding from at least one of the plurality of circles; and protruding from the target circle A search for searching for a position where the plurality of circles other than the insertion trial circle can move as far as possible within the target circle without overlapping each other. An insertion means for inserting the insertion trial circle into a space in the target circle that can be obtained by changing the arrangement of the plurality of circles based on a search result by the search means; and all of the insertion trial circles Is inserted into the target circle, the first search is made to perform a search by the search means after defining a new target circle that is slightly smaller than the current and has the insertion trial circle It includes control means, input means for inputting initial information regarding the plurality of wires, and output means for outputting at least the outer diameter of the inclusion circle.
[0016]
According to the fourth aspect of the invention, the initial information regarding the plurality of wires is input by the input unit, and the target circle definition unit, the search unit, the insertion unit, and the first search control unit gradually enter the plurality of wires. The inclusion circle is made smaller, and the output means outputs the outer diameter of the inclusion circle. Thereby, the outer diameter of the circle surrounding the plurality of wires is efficiently acquired.
[0017]
The wire packing calculation device according to claim 5, which is made to solve the above-described problem, is the wire packing calculation device according to claim 4, wherein the output unit 5 includes position information of each of the inclusion circle and the plurality of circles. Is also output.
[0018]
According to the fifth aspect of the present invention, since the position information of each of the inclusion circle and the plurality of circles is also output, the outer diameter of the circle surrounding them including the arrangement of the plurality of wire rods is efficiently obtained. .
[0019]
The wire packing calculation device according to claim 6, which is made to solve the above problem, is the wire packing calculation device according to claim 4 or 5, wherein the search means includes the insertion trial circle and the plurality of circles. A circle Voronoi diagram is created with the circle group excluding one of the target circle and the target circle, and the center of the one circle that touches both side circles forming each boundary side in the circle Voronoi diagram is the boundary side. A second search means for searching for a position where these circles are movable within the target circle by examining the plurality of circles other than the insertion trial circle as to whether or not they are above; It is characterized by including.
[0020]
According to the sixth aspect of the present invention, by using the circle Voronoi diagram in the second search means, the movement candidate position search for the insertion trial circle is greatly simplified.
[0021]
The wire packing calculation device according to claim 7, which is made to solve the above problem, is the wire packing calculation device according to claim 4, claim 5, or claim 6, wherein the insertion trial circle is not inserted. If possible, determine another new target circle having an intermediate size between the inclusion circle and the current target circle and having the insertion trial circle. It further includes second search control means for performing search by means.
[0022]
According to the seventh aspect of the present invention, when it is impossible to insert the insertion trial circle by the second search control means, the target circle having an intermediate size between the inclusion circle and the current target circle Then, the outer diameter of the circle surrounding the plurality of wire rods can be acquired more efficiently by performing the search again by the search means.
[0023]
The wire packing calculation program according to claim 8, which has been made to solve the above-described problem, is arranged to pack a plurality of wires into a circle as small as possible so as not to overlap each other, and to calculate the outer diameter of the computer. An inclusion circle that assumes an inclusion circle that includes the plurality of circles arranged so as not to overlap each other on a plane, assuming that the cross-sectional shape of the plurality of wires is a plurality of circles having a diameter corresponding to each outer shape. Assuming means, a target circle defining means for defining a target circle that has the same center as the inclusion circle and is slightly smaller than the inclusion circle, and at least one of the plurality of circles protrudes, a circle protruding from the target circle And a position where the plurality of circles other than the insertion trial circle can move as far as possible within the target circle without overlapping each other. Search means, insertion means for inserting the insertion trial circle into a space in the target circle, which can be obtained by changing the arrangement of the plurality of circles based on a search result by the search means, and all of the insertion trial circles A first search control that, when inserted into the target circle, defines a new target circle that is slightly smaller than the current one and has the insertion trial circle, and then performs a search by the search means. And an input means for inputting initial information regarding the plurality of wire rods, and an output means for outputting at least the outer diameter of the inclusion circle. It should be noted that the gist of the inventions of claims 5 to 7 can be added to the invention of claim 8 as well.
[0024]
According to the invention described in claim 8, by causing the computer to function as the target circle definition means, the search means, the insertion means, the first search control means, the input means, and the output means, the inclusion circle of a plurality of wire rods gradually. Is made smaller and the outer diameter of the inclusion circle is output.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the hardware configuration for realizing the main wire packing calculation method will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a hardware configuration for realizing the calculation method and apparatus of the present invention.
[0026]
As shown in FIG. 1, the hardware configuration is realized by a known personal computer or general-purpose computer. The computer includes an input device 1, an I / O (input / output interface circuit) 2, a CPU (Central Processing Unit) 3, a memory 4, an output device 5, and a read / write device 6. The input device 1, the memory 4, the output device 5, and the read / write device 6 are electrically connected to the CPU 3 via I / O 2 or the like.
[0027]
The input device 1 is, for example, a keyboard or a mouse device that is used to input input data in a process described later. The CPU 3 includes a control unit 31 for controlling the input device 1, the output device 5, and the like, and a calculation unit 32 that performs processing related to the calculation method described later according to a program stored in the memory 4.
[0028]
The memory 4 includes a program memory 41 for storing a program corresponding to each process related to the calculation method described later, and a calculation memory 42 to which work areas for various processes performed by the CPU 3 are allocated. The output device 5 is, for example, a monitor display or a printing device that outputs a result of processing performed by the CPU 3.
[0029]
The read / write device 6 is a wire packing calculation program 7a according to the present invention stored in a recording medium 7 such as a CDROM (for example, a program of processing procedures as shown in FIGS. 2, 4, 5, and 6 described later). Is a device for reading and transferring it to the program memory 41. The read / write device 6 also has a function of writing the calculation result in the recording medium 7. The computer may include a communication interface such as a modem board or a LAN card (not shown).
[0030]
The CPU 3 installs the wire material packing calculation program 7 a read by the read / write device 6 in the program memory 41 of the memory 4. Then, after the power is turned on, this program 7a is launched, and this computer functions as a wire rod packing calculation device. The wire packing calculation program 7a can be installed in another personal computer or general-purpose computer having the above-described configuration, and after installation, the computer functions as a wire packing calculation device.
[0031]
The wire rod packing calculation program 7a stored in the recording medium 7 corresponds to claim 8. The wire packing calculation program 7a may be provided to this computer not only via the recording medium 7 such as a CDROM, but also via a communication line such as the Internet, a dedicated line, or a LAN.
[0032]
Next, a processing procedure according to an embodiment of the calculation method of the present invention will be described with reference to FIGS. First, the basic processing procedure of this calculation method will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a basic processing procedure according to an embodiment of the calculation method of the present invention.
[0033]
In this calculation method, the cross-sectional shape of a plurality of wires constituting the wire harness is regarded as a plurality of circles having a diameter corresponding to each outer shape, and when the n cylinders having these circles in the cross section are bundled, This results in the problem of examining the size of the surrounding circle. Actually, an effective calculation method for acquiring the outer diameter by bundling a plurality of wire rods in as small a circular shape as possible by using the above-mentioned computer is considered.
[0034]
In the basic processing shown in FIG. 2, the input information includes n circles c corresponding to the outer shapes of the cross-sectional shapes of a plurality of wires such as electric wires constituting the wire harness.1, C2, ..., cnRadius r1, R2... rnA number p smaller than 1 and sufficiently close to 1, for example, p = 0.95, and an end reference value ε that is a sufficiently small positive number, for example, the end reference value ε = min ((r1, R2... rn) / 100).
[0035]
The output information includes n circles c1, C2, ..., cnCan be packed so as not to overlap each other, and the radius R of the smallest possible circle, and the circle C and circle c at this time1, C2, ..., cnPosition information is output.
[0036]
For this reason, in step S1 shown in FIG.1, C2, ..., cnAre arranged on a plane so as not to overlap each other, and a great circle surrounding them, that is, an inclusion circle C is found.
[0037]
Next, in step S2, step S3, and step S4, a circle having the same center as that of the inclusion circle C and having a radius that is p times the inclusion circle C, that is, a target circle D is determined. That is, the loop composed of N in step S2, step S3 and step S4 has the same center as the inclusion circle C and is slightly smaller than the inclusion circle C, and includes at least a plurality of circles c.1, C2, ..., cnA target circle D is defined such that one of the circles protrudes from the inclusion circle D. In the following process, the circle c1, C2, ..., cnThe arrangement is changed so that is within the target circle D.
[0038]
Next, in step S5, search insertion processing is performed. That is, here, any one circle c protruding from the target circle DiTo circle c in descending order of distanceiTake out the other circles and move them as far as possible if they can be placed farther away, and leave them in the current position if you cannot do so. And this one circle c in the space created by such movementiTry to move, ie, insert. In addition, about the process of this step S3, description is added later using FIGS.
[0039]
Next, in step S6, the circle c in step S5 above.iIs determined to be successful or not, if successful, the process returns to step S3 (Y in step S6); otherwise, the process proceeds to step S7 (N in step S6). When returning to step S3, it is determined whether or not there is another protruding circle, and if there is, the search insertion process of step S5 is performed again on this protruding circle, and if not, the process proceeds to step S4 to The same processing is performed.
[0040]
On the other hand, in step S7, a circle having an intermediate size between the inclusion circle C and the target circle D that has not been successfully inserted is newly set as the target circle D. Next, in step S8, it is determined whether or not the difference between the radii of the inclusion circle and the target circle D used in the processing of step S7 is equal to or smaller than the end reference value ε. If it is larger, the process returns to step S3 and the same processing as described above is repeated (N in step S8).
[0041]
In step S9, the radius of the inclusion circle C is output to the output device 5 as the final radius R of the wire harness. In addition, the inclusion circle C and each circle c at this time1, C2, ..., cnIs also output to the output device 5. These outputs may be on a monitor display or may be printed on paper. The p and the end reference value ε may be slightly changed as appropriate.
[0042]
The behavior of each circle according to the above processing procedure is shown using FIG. 3 is a diagram showing the behavior according to the processing procedure of FIG. 2, in particular, FIG. 3 (a) shows an initial state, FIG. 3 (b) shows an insertion trial circle protruding from the target circle, and FIG. FIG. 3C shows a state where the insertion trial circle of FIG. 3B is inserted into the target circle, and FIG. 3D shows the final result.
[0043]
In FIG. 3 (a), given n circles ciAre shown, and an enclosing circle C surrounding them is shown. FIG. 3B shows a state in the middle of the processing, which is one of the target circle D slightly smaller than the currently obtained inclusion circle C and a circle that protrudes from the target circle D. Insertion trial circle cnIt is shown.
[0044]
In FIG. 3C, the insertion trial circle c shown in FIG.nOn the other hand, the state after the search insertion process of step S5 shown in FIG. 2 is performed is shown. In FIG. 3C, circle mi(Circle group surrounding rough oblique lines) is an insertion trial circle c in the search insertion process.nThe moving circle group which moved to insert is shown. As can be seen from this figure, the other protruding circle is also the insertion trial circle c.nThe target circle D may be entered during the insertion process. FIG. 3D shows the result of the insertion process performed on all protruding circles.
[0045]
In this way, by repeatedly calculating the multiple wires that make up the wire harness as far as possible from the wires protruding from the inclusion circle, and inserting the wires protruding into the resulting space The outer diameter of the wire harness surrounding the plurality of wires is efficiently acquired.
[0046]
Next, the search insertion process in step S5 of FIG. 2 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing the search insertion process in FIG.
[0047]
In the search insertion process shown in FIG. 4, n circles c are used as input information.iRadius riAnd their centers (xi, Yi), I = 1, 2,..., N, and the target circle D is given. Where n circles ciDo not overlap each other and the last circle cnIs projected from the target circle D. There may be other protruding circles.
[0048]
Further, as output information, the last circle c is obtained without causing the circle already in the target circle D to protrude from the target circle D.nCan be inserted into the target circle D, the center positions of n circles that realize it as a success result are output, and if not, a message indicating that is output as a failure result.
[0049]
First, in step S51 of the search insertion process, n circles ciTo the last circle cnSort in ascending order. This order is more specifically n circles ciEach center and the last circle cnBased on the distance to the center of And here, for the sake of simplification, the c1, C2, ..., cnAnd Hereinafter, this last circle is referred to as an insertion trial circle.
[0050]
Next, the process shown in step S52 to step S54a (or step S54b) is performed for i = 1, 2,..., N−1. In step S52, search processing is performed. That is, the circle ciHowever, the movement candidate position that can move without overlapping with other circles in the target circle D is searched. Specifically, in this search process, the first search process shown in FIG. 5 or the second search process shown in FIG. 6 is performed. In the first search process, the circle ciDoes not overlap with other circles in the target circle D, but the current circle ciFrom the position of the insertion trial circle cnSearch for a movement candidate position that is far from the position. In the second search process shown in FIG. 6, the concept of the circle Voronoi diagram is used, and the circle ciIs searched for a movement candidate position that can move within the target circle D without overlapping with other circles. These will be described later.
[0051]
In step S53, step S54a, and step S54b, if there is a movement candidate position in the search process, an insertion trial circle c is included therein.nCircle c to the furthest position fromi(Y in step S53, step S54a), and if there is no movement candidate position, the circle ciIs left at the current position (N in step S53, step S54b). After such processing is performed for i = 1, 2,..., N−1, the process proceeds to step S55. In addition, the said step S52-step S54 respond | corresponds to the search process of a claim.
[0052]
Next, in step S55, an insertion trial circle c for the space in the target circle D created by the loop processing consisting of the above steps S52 to S54a (or step S54b).nTry to insert.
[0053]
Then, in step S56, step S57a, and step S57b, if the insertion is successful by the above insertion trial, the insertion trial circle cn(Y in step S56, step S57a), and if it cannot be inserted, a message indicating that is output (N in step S56, step S57b). When the above is successful, the center positions of n circles that realize it are output. Then, when a series of processes including these steps S51 to S57a (or step S57b) is completed, the process returns to the subsequent process shown in FIG.
[0054]
Further, two examples of the search process will be described with reference to FIGS. 5 and 6. First, the first search process will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a flowchart showing the first search process.
[0055]
In the first search process of FIG. 5, n circles ciWhen there is space to move, the above insertion trial circle cnIn the state moved farthest from the circle ciNote that is supposed to touch two circles. However, one of the two circles in contact with each other may be the target circle D. So here, given n circles ciAnd the set formed by the entire target circle D is S = {c1, C2, ..., cn, D}. And circle ciAll two circles c exceptj, CkFor εS, the processing shown in the following steps S521 to S529 is performed.
[0056]
First, in step S521, the radius riCircle of ciIs the circle cjAnd circle ckFind a position that touches both. However, yen cjOr circle ckIf it is a circle other than the target circle D, it touches from the outside, and if it is the target circle D, touches from the inside. There are only two such positions, and the centers in that case are (x ′i, Y 'i), (X ″i, Y ″i).
[0057]
Next, in step S522, when moving to one of the two positions, the circle ciIs an insertion trial circle C rather than the current positionnIt is judged whether it is far from. That is, one center (x ′i, Y 'i) Insertion trial circle CnDistance X ′ to the center of the circle and the circle c of the current positioniFrom the center of the insertion trial circle CnIf the distance X ′ is greater than the distance X, the process proceeds to step S523 (Y in step S522), otherwise proceeds to step S526 described later (N in step S522).
[0058]
In step S523, the circle ci, Circle cj, Circle ckAnd for all circles other than the target circle D, the radius riCircle of ciTo the center (x ′i, Y 'i), Whether or not they overlap is determined, and the overlap is determined in step S524. If it is determined that none of the circles overlaps, the process proceeds to step S525 (N in step S524). In step S525, the center (x ′i, Y 'i) To circle ciOtherwise, the process proceeds to step S526 (Y in step S524).
[0059]
Further, the one center (x ′i, Y 'i) The other center (x ″)i, Y ″iIn the same manner as in steps S522 to S525, the following processes in steps S526 to S529 are performed. In step S526, when moving to the other position of the two, the circle ciIs an insertion trial circle C rather than the current positionnIt is judged whether it is far from. That is, the other center (x ″i, Y ″i) Insertion trial circle CnX ″ to the center of the circle and the circle c at the current positioniFrom the center of the insertion trial circle CnIf the distance X ″ is greater than the distance X, the process proceeds to step S527 (Y in step S526), otherwise proceeds directly to the next (N in step S526).
[0060]
In step S528, the circle ci, Circle cj, Circle ckAnd for all circles other than the target circle D, the radius riCircle of ciThe center (x ″i, Y ″i), It is checked whether or not they overlap, and the overlap is determined in step S528. If it is determined that no circle overlaps, the process proceeds to step S529 (N in step S528). In step S529, the center (x ″)i, Y ″i) To circle ciOtherwise, the process proceeds directly to the next (Y in step S528). Such processing is represented by a circle c.iAll two circles c exceptj, CkIf it is performed, the process returns to the subsequent process shown in FIG.
[0061]
By using such a first search process, calculation of the outer diameter of the wire harness, which has been conventionally performed by the method and experience shown in FIG. 8, is improved and can be performed more accurately. Therefore, it helps the design of the wire harness. On the other hand, when the first search process is used, there is a problem that the amount of calculation becomes enormous. That is, in the first search process shown in FIG.i, Circle cj, Circle ckSince the above operation is performed on the set of, the calculation time is O (nThree) In the search insertion process of FIG. 4 described above, since this is performed for all i = 1, 2,..., N, the calculation time is O (nFour) Furthermore, in the processing of FIG. 2, since this is incorporated and repeated processing is performed, the total calculation amount becomes enormous. This is improved in the second search process shown in FIG.
[0062]
FIG. 6 is a flowchart showing the second search process. FIG. 7A is a diagram illustrating an example of a set of circles, and FIGS. 7B and 7C are respectively a circle Voronoi diagram and a Laguerre circle Voronoi diagram for the circle set in FIG. 7A. is there.
[0063]
First, the basic concept of the second search process will be described. In this second search process, using the concept of a well-known Voronoi diagram, an insertion trial circle ciThe search for the movement candidate position is made efficient. That is, in the first search process, this circle ciIn order to find the movement candidate position ofj, CkHowever, if the concept of the Voronoi diagram is used, the candidates can be limited.
[0064]
Given a finite number of circles that do not overlap each other on the plane, the plane can be divided according to which circle is closest to it. This divided figure is called a circular Voronoi diagram, which is also shown in Non-Patent Document 1 above.
[0065]
For example, a circular Voronoi diagram for the circle group shown in FIG. 7A is as shown in FIG. 7B. A boundary side e called Voronoi side in FIG.jThe top point is two circles ck, ClThe other circles are more distant from each other at equal distances. Therefore, two circles ck, ClA circle that touches and does not overlap another circle is the boundary edge e of the circle Voronoi diagramjIt will have a center on top. Therefore, circle ciIs the boundary side e of the circle Voronoi diagram.jTwo circles ck, ClYou only need to search for this pair. Boundary edge e of a circle Voronoi diagram of n circlesjSince the number of is a book proportional to n, the circle to be searched ck, ClThe first search process in FIG. 5 is O (n2In this case, O (n).
[0066]
In addition, two circles ck, ClCircle c in contact withiIn the first search process of FIG.iAll circles exceptj, CkIn this case, it is no longer necessary. That is, the circle ciMove candidate position is the boundary side ejIt is enough to check whether it is above. Because the boundary side ejIf it is above, it does not overlap with other circles, and the boundary edge ejThis is because, if it is not above, overlapping with other circles is derived from the nature of the circle Voronoi diagram. Therefore, the inspection time of O (n) can be set to O (1).
[0067]
The procedure of the second search process based on such a concept is as shown in FIG. In step S521 ′ of FIG. 6, first, the circle set S- {ci}, That is, circle ciMake a circle Voronoi diagram for all circles except. Here, this circle set S- {ci} Is composed of n circles, and the number of boundary sides is also proportional to n.
[0068]
And each boundary side ej, (J = 1, 2,..., N), the following steps S522 ′ to S525 ′ are performed.
[0069]
In step S522 ′, the boundary side ejCircle c on both sides ofk, ClRadius riCircle c 'imake. Here, however, the circle ckOr circle clIf it is a circle other than the target circle D, it touches from the outside, and if it is the target circle D, touches from the inside. There are at most two such circles.
[0070]
In step S523 ′, the radius r that touches as described above.iCircle c 'iIs determined to be present (Y in step S523 ′), and in step S524 ′, the center is the boundary side e.jIf it is determined that it is above (Y in step S524 ′), the process proceeds to step S525 ′ and this circle c ′.iTo circle ciIs added to the movement candidate position. Otherwise, proceed directly to the next (N in step S523 ′, N in step S524 ′). Such processing is performed for all boundary edges e.jIf it is performed, the process returns to the subsequent process shown in FIG.
[0071]
As is clear from the above description, by using the concept of the Voronoi diagram, the circle ciIt can be seen that the search for the movement candidate position is greatly simplified. It is shown in the said nonpatent literature 1 that the circular Voronoi figure of n circle | round | yen can be made with the calculation time of O (nlogn). Therefore, the process of step S521 ′ can be executed in O (nlogn) time. On the other hand, since the boundary side of the circle Voronoi diagram of n circles has only the number proportional to n, the processing from step S522 ′ to step S524 ′ can be executed in O (n) time. From the above, the calculation time of the second search process shown in FIG. 6 is O (nlogn). For reference, in the first search process shown in FIG.Three), The efficiency is greatly improved. Incidentally, when the second search process of FIG. 6 is incorporated into the search insertion process of FIG. 4, the process of FIG. 6 is executed O (n) times in the search insertion process of FIG. The calculation time of the search insertion process of 4 is O (n2logn).
[0072]
In addition, the simple calculation method of the said circular Voronoi diagram makes the Laguerre Voronoi diagram of the said nonpatent literature 1, and then performs this by the side flip operation of the said nonpatent literature 2 and the said nonpatent literature 3. This is a method of changing to a circular Voronoi diagram (see FIG. 7C).
[0073]
Thus, according to the present embodiment, using a computer, the plurality of wires constituting the wire harness are rearranged as far as possible from the wires protruding from the inclusion circle, and the wires protruding into the space created thereby By repeatedly calculating the operation of inserting the wire rod, the outer diameter of the wire harness surrounding the plurality of wires can be efficiently obtained. In particular, by adopting the concept of a circular Voronoi diagram, the outer diameter of the wire harness can be acquired very easily and in a short time.
[0074]
In addition, in the said embodiment, in order to obtain | require the outer diameter of a wire harness, although a radius is output, it cannot be overemphasized that this may be a diameter. Moreover, you may make it output not only the radius of a wire harness as mentioned above but the information which shows arrangement | positioning of each wire. Further, the values of p and ε are not limited to the values shown in the above embodiment, and can be appropriately changed within the scope of the gist of the present invention.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the invention described in claim 1, by using the computer to repeatedly execute the target circle definition step, the search step, the insertion step, and the first search control step, Increasing the inclusion circle gradually. Therefore, the outer diameter of the circle surrounding the plurality of wires can be acquired efficiently.
[0076]
According to the second aspect of the invention, by using the circle Voronoi diagram, the movement candidate position search for the insertion trial circle is greatly simplified. Therefore, the outer diameter of the circle surrounding the plurality of wires can be acquired in a short time.
[0077]
According to the third aspect of the present invention, when the insertion trial circle cannot be inserted, the target circle having an intermediate size between the inclusion circle and the current target circle is determined, and then the search is performed. Since the 2nd search control process returned to a process is further included, the outer diameter of the circle surrounding a plurality of wire rods can be acquired more efficiently.
[0078]
According to the fourth aspect of the invention, the initial information regarding the plurality of wires is input by the input unit, and the target circle definition unit, the search unit, the insertion unit, and the first search control unit gradually enter the plurality of wires. The inclusion circle is made smaller, and the output means outputs the outer diameter of the inclusion circle. Therefore, the outer diameter of the circle surrounding the plurality of wires can be acquired efficiently.
[0079]
According to the fifth aspect of the present invention, since the position information of each of the inclusion circle and the plurality of circles is also output, the outer diameter of the circle surrounding them including the arrangement of the plurality of wire rods can be acquired efficiently.
[0080]
According to the sixth aspect of the present invention, by using the circle Voronoi diagram in the second search means, the movement candidate position search for the insertion trial circle is greatly simplified. Therefore, the outer diameter of the circle surrounding the plurality of wires can be acquired in a short time.
[0081]
According to the seventh aspect of the present invention, when it is impossible to insert the insertion trial circle by the second search control means, the target circle having an intermediate size between the inclusion circle and the current target circle Since the search by the search means is performed again, the outer diameter of the circle surrounding the plurality of wires can be acquired more efficiently.
[0082]
According to the invention described in claim 8, by causing the computer to function as the target circle definition means, the search means, the insertion means, the first search control means, the input means, and the output means, the inclusion circle of a plurality of wire rods gradually. Is made smaller and the outer diameter of the inclusion circle is output. Therefore, the outer diameter of the circle surrounding the plurality of wires can be acquired efficiently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing an example of a hardware configuration for realizing a calculation method and apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a flowchart showing a basic processing procedure according to an embodiment of the calculation method of the present invention.
3 (a) shows an initial state, FIG. 3 (b) shows an insertion trial circle protruding from the target circle, and FIG. 3 (c) shows an insertion trial circle of FIG. 3 (b). FIG. 3 (d) is a diagram showing a final result, showing a state in which the target circle is inserted.
FIG. 4 is a flowchart showing search insertion processing in FIG. 2;
FIG. 5 is a flowchart showing a first search process.
FIG. 6 is a flowchart showing a second search process.
7A is a diagram showing an example of a circle set, and FIGS. 7B and 7C are a circle Voronoi diagram and a Laguerre for the circle set in FIG. 7A, respectively. It is a circle Voronoi diagram.
FIG. 8A shows a wire harness composed of relatively few wires, and FIG. 8B is a diagram showing a wire harness composed of relatively many wires.
[Explanation of symbols]
1 Input device
2 I / O interface circuit
3 CPU
4 memory
5 Output device
C Inclusion circle
D target circle
cn  Insertion trial circle
mn  Moving circle
ej  Border

Claims (8)

コンピュータを用いて、複数の線材を互いに重ならないようにできるだけ小さい円形状に束ねてパッキングしてその外径を取得するための算出方法であって、
前記複数の線材の断面形状をそれぞれの外形に対応した直径を有する複数の円とみなして、平面上に互いに重ならないように配置される前記複数の円を包含する包含円を想定する包含円想定工程と、
前記包含円と同じ中心を有し、かつこの包含円より少し小さく、少なくとも、前記複数の円のうちのひとつがはみ出す目標円を定める目標円定義工程と、
前記目標円からはみ出している円を挿込試行円とし、前記挿込試行円以外の前記複数の円が、互いに重なることなく前記目標円内でできるだけ遠くに移動可能な位置を探索する探索工程と、
前記探索工程による探索結果に基づいて前記複数の円を配置変更することによりできる前記目標円内のスペースに前記挿込試行円を挿し込む挿込工程と、
前記挿込試行円のすべてが前記目標円内に挿し込まれた場合には、現在よりも少し小さく、かつ前記挿込試行円を有する新たな前記目標円を定めたうえで、前記探索工程に戻る第1探索制御工程、を含み、
前記目標円定義工程、前記探索工程、前記挿込工程及び前記第1探索制御工程を繰り返し実行することにより、前記包含円を徐々に小さくしていく、
ことを特徴とする線材パッキング算出方法。
A calculation method for acquiring the outer diameter by bundling and packing a plurality of wires in a circle as small as possible so as not to overlap each other using a computer,
Assuming an inclusion circle including the plurality of circles arranged so as not to overlap each other on a plane, assuming that the cross-sectional shapes of the plurality of wires are a plurality of circles having a diameter corresponding to each outer shape. Process,
A target circle defining step that defines a target circle that has the same center as the inclusion circle and is slightly smaller than the inclusion circle and at least one of the plurality of circles protrudes;
A search step for searching for a position where the circle protruding from the target circle is an insertion trial circle, and the plurality of circles other than the insertion trial circle can move as far as possible within the target circle without overlapping each other; ,
An insertion step of inserting the insertion trial circle into a space in the target circle that can be arranged by changing the plurality of circles based on a search result by the search step;
When all the insertion trial circles are inserted into the target circle, a new target circle that is slightly smaller than the current one and has the insertion trial circle is determined, and then the search step is performed. A first search control step to return,
By repeatedly executing the target circle definition step, the search step, the insertion step and the first search control step, the inclusion circle is gradually reduced.
A wire packing calculation method characterized by the above.
請求項1記載の線材パッキング算出方法において、
前記探索工程では、
前記挿込試行円及び前記複数の円のうちのひとつを除いた円群と、前記目標円と、で円ボロノイ図を作成し、前記円ボロノイ図における各境界辺を形成する両側円に接する前記ひとつの円の中心が、前記境界辺上にあるか否かを前記挿込試行円以外の前記複数の円に対して調べていくことにより、これらの円が前記目標円内で移動可能である位置を探索する、
ことを特徴とする線材パッキング算出方法。
In the wire rod packing calculation method according to claim 1,
In the search step,
A circle Voronoi diagram is created with a circle group excluding one of the insertion trial circle and the plurality of circles, and the target circle, and is in contact with both side circles forming each boundary side in the circle Voronoi diagram By investigating whether or not the center of one circle is on the boundary side with respect to the plurality of circles other than the insertion trial circle, these circles can move within the target circle. Searching for a position,
A wire packing calculation method characterized by the above.
請求項1又は請求項2記載の線材パッキング算出方法において、
前記目標円定義工程、前記探索工程、前記挿込工程及び前記第1探索制御工程と共に繰り返し実行され、
前記挿込試行円の挿し込みが不可能である場合には、前記包含円と現在の前記目標円との中間的な大きさであって、かつ前記挿込試行円を有する他の新たな前記目標円を定めたうえで、前記探索工程に戻る第2探索制御工程、
を更に含むことを特徴とする線材パッキング算出方法。
In the wire rod packing calculation method according to claim 1 or claim 2,
It is repeatedly executed together with the target circle definition step, the search step, the insertion step and the first search control step,
When the insertion trial circle cannot be inserted, the other new one having an intermediate size between the inclusion circle and the current target circle and having the insertion trial circle A second search control step for returning to the search step after setting a target circle;
A wire rod packing calculation method, further comprising:
複数の線材を互いに重ならないようにできるだけ小さい円形状に束ねてパッキングしてその外径を算出するための装置であって、
前記複数の線材の断面形状をそれぞれの外形に対応した直径を有する複数の円とみなして、平面上に互いに重ならないように配置される前記複数の円を包含する包含円を想定する包含円想定手段と、
前記包含円と同じ中心を有し、かつこの包含円より少し小さく、少なくとも、前記複数の円のうちのひとつがはみ出す目標円を定める目標円定義手段と、
前記目標円からはみ出している円を挿込試行円とし、前記挿込試行円以外の前記複数の円が、互いに重なることなく前記目標円内でできるだけ遠くに移動可能な位置を探索する探索手段と、
前記探索手段による探索結果に基づいて前記複数の円を配置変更することによりできる前記目標円内のスペースに前記挿込試行円を挿し込む挿込手段と、
前記挿込試行円のすべてが前記目標円内に挿し込まれた場合には、現在よりも少し小さく、かつ前記挿込試行円を有する新たな前記目標円を定めたうえで、前記探索手段による探索を行わせる第1探索制御手段と、
前記複数の線材に関する初期情報を入力する入力手段と、
少なくとも、前記包含円の外径を出力する出力手段と、
を含むことを特徴とする線材パッキング算出装置。
A device for calculating the outer diameter by bundling a plurality of wires in a circle as small as possible so as not to overlap each other,
Assuming an inclusion circle including the plurality of circles arranged so as not to overlap each other on a plane, assuming that the cross-sectional shapes of the plurality of wires are a plurality of circles having a diameter corresponding to each outer shape. Means,
A target circle defining means for defining a target circle that has the same center as the inclusion circle and is slightly smaller than the inclusion circle and at least one of the plurality of circles protrudes;
Search means for searching for a position where the circle protruding from the target circle is an insertion trial circle, and the plurality of circles other than the insertion trial circle can move as far as possible within the target circle without overlapping each other; ,
An insertion means for inserting the insertion trial circle into a space in the target circle that can be arranged by changing the arrangement of the plurality of circles based on a search result by the search means;
When all the insertion trial circles are inserted into the target circle, the search means determines the new target circle that is slightly smaller than the current one and has the insertion trial circle. First search control means for performing a search;
Input means for inputting initial information regarding the plurality of wires;
Output means for outputting at least the outer diameter of the inclusion circle;
A wire-packing calculation device comprising:
請求項4記載の線材パッキング算出装置において、
前記出力手段は、
前記包含円及び前記複数の円のそれぞれの位置情報も出力する、
ことを特徴とする線材パッキング算出装置。
In the wire rod packing calculation device according to claim 4,
The output means includes
Output position information of each of the inclusion circle and the plurality of circles,
An apparatus for calculating a wire material packing.
請求項4又は請求項5記載の線材パッキング算出装置において、
前記探索手段は、
前記挿込試行円及び前記複数の円のうちのひとつを除いた円群と、前記目標円と、で円ボロノイ図を作成し、前記円ボロノイ図における各境界辺を形成する両側円に接する前記ひとつの円の中心が、前記境界辺上にあるか否かを前記挿込試行円以外の前記複数の円に対して調べていくことにより、これらの円が前記目標円内で移動可能である位置を探索する第2探索手段、
を含むことを特徴とするパッキング算出装置。
In the wire rod packing calculation apparatus according to claim 4 or 5,
The search means includes
A circle Voronoi diagram is created with a circle group excluding one of the insertion trial circle and the plurality of circles, and the target circle, and is in contact with both side circles forming each boundary side in the circle Voronoi diagram By investigating whether or not the center of one circle is on the boundary side with respect to the plurality of circles other than the insertion trial circle, these circles can move within the target circle. A second search means for searching for a position;
A packing calculation apparatus comprising:
請求項4、請求項5、又は請求項6記載の線材パッキング算出装置において、
前記挿込試行円の挿し込みが不可能である場合には、前記包含円と現在の前記目標円との中間的な大きさであって、かつ前記挿込試行円を有する他の新たな前記目標円を定めたうえで、前記探索手段による探索を行わせる第2探索制御手段、
を更に含むことを特徴とする線材パッキング算出装置。
In the wire rod packing calculation device according to claim 4, claim 5, or claim 6,
When the insertion trial circle cannot be inserted, the other new one having an intermediate size between the inclusion circle and the current target circle and having the insertion trial circle Second search control means for performing a search by the search means after setting a target circle;
The wire material packing calculation device further comprising:
複数の線材を互いに重ならないようにできるだけ小さい円形状に束ねてパッキングしてその外径を算出するために、コンピュータを、
前記複数の線材の断面形状をそれぞれの外形に対応した直径を有する複数の円とみなして、平面上に互いに重ならないように配置される前記複数の円を包含する包含円を想定する包含円想定手段、
前記包含円と同じ中心を有し、かつこの包含円より少し小さく、少なくとも、前記複数の円のうちのひとつがはみ出す目標円を定める目標円定義手段、
前記目標円からはみ出している円を挿込試行円とし、前記挿込試行円以外の前記複数の円が、互いに重なることなく前記目標円内でできるだけ遠くに移動可能な位置を探索する探索手段、
前記探索手段による探索結果に基づいて前記複数の円を配置変更することによりできる前記目標円内のスペースに前記挿込試行円を挿し込む挿込手段、
前記挿込試行円のすべてが前記目標円内に挿し込まれた場合には、現在よりも少し小さく、かつ前記挿込試行円を有する新たな前記目標円を定めたうえで、前記探索手段による探索を行わせる第1探索制御手段、
前記複数の線材に関する初期情報を入力する入力手段、
少なくとも、前記包含円の外径を出力する出力手段、として機能させる、
ことを特徴とする線材パッキング算出プログラム。
In order to calculate the outer diameter by bundling and packing a plurality of wires in a circle as small as possible so as not to overlap each other,
Assuming an inclusion circle including the plurality of circles arranged so as not to overlap each other on a plane, assuming that the cross-sectional shapes of the plurality of wires are a plurality of circles having a diameter corresponding to each outer shape. means,
A target circle defining means for defining a target circle having the same center as the inclusion circle and slightly smaller than the inclusion circle and at least one of the plurality of circles protrudes;
A search means for setting a circle protruding from the target circle as an insertion trial circle, and searching for a position where the plurality of circles other than the insertion trial circle can move as far as possible within the target circle without overlapping each other,
An insertion means for inserting the insertion trial circle into a space in the target circle that can be arranged by changing the arrangement of the plurality of circles based on a search result by the search means;
When all the insertion trial circles are inserted into the target circle, the search means determines the new target circle that is slightly smaller than the current one and has the insertion trial circle. First search control means for performing a search;
Input means for inputting initial information regarding the plurality of wires,
At least an output means for outputting the outer diameter of the inclusion circle,
A wire material packing calculation program.
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