四川省建筑机械化工程有限公司许彤获国家专利权
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龙图腾网获悉四川省建筑机械化工程有限公司申请的专利一种应用于多边形板材智能拼接中的板材排版方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120781707B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511254044.1,技术领域涉及:G06F30/27;该发明授权一种应用于多边形板材智能拼接中的板材排版方法及系统是由许彤;郑伟;罗茜;罗宇;青岚;郭博文设计研发完成,并于2025-09-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种应用于多边形板材智能拼接中的板材排版方法及系统在说明书摘要公布了:本发明属于自动化加工排样技术领域,为解决传统技术中所存在的效率低以及母板的排版利用率低的问题,公开了一种应用于多边形板材智能拼接中的板材排版方法及系统,本发明通过构建基于板材利用率的板材排样模型,并将遗传算法引入板材排样优化过程中,即生成用于表征不同排版方案的初始染色体,然后,利用前述板材排样模型,来指导各个初始染色体迭代遗传操作,从而在迭代过程中,不断更新各个初始染色体对应的排版方案;如此,当迭代满足停止条件时,即可得到排版利用率最高的最优染色体;最后,则可将排版利用率最高的最优染色体所对应的排版方案,作为最优方案;由此通过上述设计,本发明不仅可提高排样效率,且还能够使排版利用率最大化。
本发明授权一种应用于多边形板材智能拼接中的板材排版方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种应用于多边形板材智能拼接中的板材排版方法,其特征在于,包括: 获取待排版信息,其中,所述待排版信息包括待拼接板材的数量和排样母板的尺寸信息; 根据所述待排版信息,构建出板材排样模型,其中,所述板材排样模型用于表征待拼接板材布置在所述排样母板后,所述排样母板的排版利用率; 基于所述待排版信息中的待拼接板材的数量,构建出初始染色体种群,其中,所述初始染色体种群中的任一初始染色体对应待拼接板材的一种排版方案; 利用所述板材排样模型,构建出适应度函数,其中,任一初始染色体的适应度函数的函数值越大,表征该任一初始染色体对应排版方案的排版利用率越高; 基于所述适应度函数,对初始染色体种群进行迭代遗传操作,直至满足迭代停止条件时,得到最优染色体,以将最优染色体对应的排版方案,作为所述待拼接板材的最优排版方案; 基于所述适应度函数,对初始染色体种群进行迭代遗传操作,包括: 初始化迭代次数m为1,并获取第m次迭代时的染色体种群,其中,当m为1时,第m次迭代时的染色体种群为所述初始染色体种群; 对第m次迭代时的染色体种群进行种群遗传操作,得到新染色体种群; 对所述新染色体种群中的各个新染色体进行个体修正操作,得到修正染色体种群; 基于所述适应度函数,从修正染色体种群中,筛选出当前最优个体,其中,所述当前最优个体为所述修正染色体种群中适应度最大的修正染色体; 判断所述当前最优个体的适应度是否大于历史最优个体的适应度; 若是,则将所述历史最优个体更新为所述当前最优个体; 判断是否满足迭代停止条件; 若否,则将m自加1以及将第m次迭代时的染色体种群更新为所述修正染色体种群,并重新获取第m次迭代时的染色体种群,直至满足迭代停止条件时为止,以将满足迭代停止条件时的历史最优个体,作为所述最优染色体; 对第m次迭代时的染色体种群进行种群遗传操作,得到新染色体种群,包括: 基于第m次迭代时的染色体种群中的各个染色体对应的排版方案,生成各个染色体对应的排样图,并根据各个染色体对应的排样图,确定出各个染色体对应的排版方案中每个待拼接板材在所述排样母板上的排版位置; 利用所述适应度函数,并基于各个染色体对应的排版方案中每个待拼接板材的排版位置,计算出各个染色体的适应度; 基于各个染色体的适应度,确定出第m次迭代时的最大适应度和适应度均值; 根据所述最大适应度和所述适应度均值,计算出第m次迭代时的遗传门限值,并根据所述遗传门限值,计算出第m次迭代时的交叉概率和变异概率; 判断所述遗传门限值是否小于预设阈值; 若是,则基于交叉概率和变异概率,对所述第m次迭代时的染色体种群依次进行个体交叉、个体变异和个体选择操作,以在个体选择操作后,得到所述新染色体种群,否则,则基于交叉概率和变异概率,对所述第m次迭代时的染色体种群依次进行个体变异、个体交叉和个体选择操作,以在个体选择操作后,得到所述新染色体种群; 任一初始染色体包括第一基因片段和第二基因片段,其中,第一基因片段用于表征各个待拼接板材的排版顺序,第二基因片段用于表征各个待拼接板材在排版前的旋转角度,且所述排样母板为矩形母板; 其中,基于第m次迭代时的染色体种群中的各个染色体对应的排版方案,生成各个染色体对应的排样图,包括: 对于第m次迭代时的染色体种群中的任一染色体,根据所述任一染色体的第一基因片段和第二基因片段,确定出各个待拼接板材的排版顺序和旋转角度; 按照各个待拼接板材的排版顺序,对各个待拼接板材进行排序处理,以得到排序集合; 对于排序集合中的第一个待拼接板材,根据第一个待拼接板材的旋转角度,对第一个待拼接板材进行旋转处理,以得到旋转后的第一板材; 将旋转后的第一板材放置在所述排样母板的最左下角位置; 对于排序集合中的第k个待拼接板材,根据第k个待拼接板材的旋转角度,对第k个待拼接板材进行旋转处理,以得到旋转后的第二板材; 获取排样母板内的目标多边形,其中,所述目标多边形为所述排样母板内已放置的前k‑1个待拼接板材的整体轮廓所构成的多边形,且当k为2时,所述目标多边形为第一个待拼接板材对应的多边形; 根据所述旋转后的第二板材和所述目标多边形,确定出所述旋转后的第二板材与所述目标多边形之间的拼接轮廓,其中,所述拼接轮廓包含有多个拼接点,且多个拼接点用于表征旋转后的第二板材与所述目标多边形之间的接靠位置; 将所述拼接轮廓上最左下角的拼接点,作为排版位置,并基于所述排版位置,将第k个待拼接板材放置在排样母板内; 将k自加1,并重新根据第k个待拼接板材的旋转角度,对第k个待拼接板材进行旋转处理,直至k等于K时,得到所述任一染色体对应的排样图,其中,k的初始值为2,且K为待拼接板材的总数; 根据所述旋转后的第二板材和所述目标多边形,确定出所述旋转后的第二板材与所述目标多边形之间的拼接轮廓,包括: 从指定多边形和目标多边形中分别选取出一个起始顶点,并按照逆时针方向确定出指定多边形和目标多边形中各顶点的顺序,其中,指定多边形为旋转后的第二板材对应的多边形; 按照所述指定多边形和所述目标多边形中各个顶点的顺序,对所述指定多边形和所述目标多边形中的各个顶点进行排序处理,以得到第一顶点集合和第二顶点集合; 从指定多边形中选择任一顶点,作为标定点; 移动所述指定多边形,使指定多边形的起始顶点与目标多边形的起始顶点相重合,并在重合后,记录指定多边形中标定点所处的位置,以将标定点所处的位置作为一个拼接点; 将指定多边形的起始顶点与目标多边形的起始顶点,分别作为第一接触点和第二接触点; 从第一顶点集合中,确定出第一接触点的后一个顶点,以及从第二顶点集合中,确定出第二接触点的后一个顶点,以分别得到第一接济点和第二接济点; 根据第一接济点和第二接济点,对所述指定多边形进行移动处理,并在移动后,记录所述指定多边形中的标定点移动后的位置,以将标定点移动后的位置,作为另一个拼接点; 确定出移动后的指定多边形与目标多边形之间的两重合顶点; 将第一接触点和第二接触点更新为两重合顶点,并重新从第一顶点集合中,确定出第一接触点的后一个顶点,直至所述指定多边形回到起始位置时,得到若干拼接点; 利用若干拼接点,生成所述拼接轮廓; 根据第一接济点和第二接济点,对所述指定多边形进行移动处理,包括: 利用第一接触点和第一接济点,生成第一矢量边,以及利用第二接触点和第二接济点,生成第二矢量边; 根据第一矢量边和第二矢量边,确定出移动门限值; 判断所述移动门限值是否大于0; 若是,则移动指定多边形,使所述指定多边形的第一接触点与所述目标多边形中的第一目标点相重合;否则,则移动所述指定多边形,使所述指定多边形的第二目标点与所述目标多边形中的第二接触点相重合,其中,所述第一目标点为第二顶点集合中处于第二接触点之后的第一个顶点,且所述第二目标点为第一顶点集合中处于第一接触点之后的第一个顶点。
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