69、线缆路径规划与两轮轮椅控制技术研究

线缆路径规划与两轮轮椅控制技术研究

1. 线缆路径规划

在进行线缆路径规划时，由于布线环境中存在诸多复杂因素，如障碍物、布线空间的形状等，需要综合考虑二维和三维层面的布线规则。

1.1 布线环境分析

• 路径优化要求 ：不仅要在二维层面优化布线路径，还要遵循三维层面的布线规则。需在绕过障碍物的同时，尽量使路径保持在相对平面内，且线缆不能悬浮在无实体材料的区域，同时要考虑外壳布线时材料的机械性能。
• 建模步骤 ：
  1. 3D 空间建模与网格化 ：将布线环境在 3D 空间中建模，并对布线空间进行网格化处理，把 3D 空间抽象为包含几何模型空间位置信息的节点，以便更有效地描述电路可能经过的空间点。为提高算法效率，先将布线空间分段，再对特定空间区域进行光栅化。
  2. 障碍物抽象建模 ：为障碍物创建边界框，用 xmin, ymin, zmin, Xmax, ymax, zmax 表示，确保障碍物内任意点的坐标满足 (xmin < x < Xmax)，(ymin < y < ymax)，(zmin < z < zmax)。
  3. 安全空间预留 ：对边界框进行“扩展”，预留安全空间 ({X | r < X < 2R})，其中 r 为电缆直径，从而建立电缆敷设的安全区域，障碍物表面可视为安全区域。在数字空间网络模型中，地形图为 01 矩阵，1 表示障碍物。