基于双层蚁群优化的复杂曲面喷涂轨迹分区与方向规划方法

《Applied Sciences》：Dual-Layer Ant Colony Optimization for Trajectory Direction Planning on Complex Surfaces

　　

摘要

针对复杂曲面喷涂轨迹规划中网格分区与方向决策的联合优化问题，提出了一种基于双层蚁群优化（ACO）的分区与方向规划方法。内层以最小二面角阈值进行过分割以确保边界闭合，利用多特征距离进行层次合并，并采用ACO检测平滑过渡区域中的遗漏边界。外层根据分区几何特征预先确定轨迹模式，通过ACO搜索最优方向组合，并将目标函数反馈至内层以调整合并参数，从而实现双层协同优化。实验表明，该方法在不同来源的网格上均取得了良好效果。ACO边界优化在扫描网格上增加了920个新分区，能够可靠地识别平滑过渡边界。88.5%的分区方向偏差不超过24度。消融实验验证了各模块的不可替代性。