Файл: Фролов, С. А. Кибернетика и инженерная графика.pdf

Г Л А В А II

М А Ш И Н Н О Е Ч Т Е Н И Е Ч Е Р Т Е Ж А

Исходные данные задачи, предназначенной для решения графическими методами, задаются в виде проекций раз­ личных геометрических образов. В зависимости от вида

с исходными данными, т. е. чтение чертежа. Под выраже­ нием прочесть чертеж мы обычно подразумеваем процесс, совершаемый в коре головного мозга по обработке

возможность представить, какие геометрические образы

определить координаты полностью или частично черных растрэлементов и установить их принадлежность к каждой из заданных на чертеже линий или точки. Такое опре­

представленными в виде электрических сигналов, то пер­ вым шагом на пути машинизации процесса чтения чертежа является преобразование информации из непрерывной фор­ мы (линии чертежа) в дискретную (последовательность зна­ чений координат элементарных площадок, составляющих линию) и представление ее в виде четко различающихся электрических сигналов.

20

§ 3. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ ИЗ НЕПРЕРЫВНОЙ ФОРМЫ В ДИСКРЕТНУЮ

Информация о любых геометрических образах, равно как и всевозможных физических или химических про­ цессах, может быть представлена на чертеже в виде линий. Преобразование линии из непрерывной формы в дискрет­ ную может быть осуществлено с помощью специального считывающего устройства, конструкция и работа кото­ рого описаны в гл. IV. Здесь мы остановимся только на некоторых принципиальных вопросах преобразования, без решения которых невозможна машинная обработка результатов считывания чертежа.

может быть выполнено посредством развертки с помощью светового (или электронного) анализирующего луча, который, перемещаясь по определенному закону, после­ довательно, строка за строкой, «просматривает» все поле чертежа1 . В тот момент времени, когда анализирующий луч попадает на затемненный участок чертежа (растрэлемент, принадлежащий линии), в фотоэлементе, который непрерывно связан с анализирующим лучом, появляется видеосигнал. Представляя линию в виде последовательного значения координат образующих ее точек и учитывая, что каждая точка представляет элементарную площадку, имеющую форму квадрата со стороной, равной диаметру анализирующего луча, линия чертежа представится в виде области, ограниченной ломаной линией (рис. 1)*. Значение координат точек будет вводиться в машину и записываться в ее памяти в порядке, указанном цифрами (при условии, что перемещение анализирующего луча

21

Зная номер строки, в которой появился видеосигнал, и с каким по счету импульсом опорного генератора про­

Тогда для трехадресной машины, любая ячейка памяти которой содержит 12 двоичных разрядов в каждом из трех адресов, получим следующую форму записи исходной информации:

И

т. д.

22

Здесь число, стоящее по первому адресу (Л,), представ­ ляет собой абсциссу х «точки»1; число, записанное в ячейке по адресу Аи, — ее ординату у.

При считывании чертежа, состоящего из нескольких линий, координаты точек этих линий будут располагаться в массиве ячеек исходных данных попеременно.

Из сказанного следует, что информация о характере исходных данных задачи, полученная машиной, будет существенно отличаться от той информации, которую

имеет человек, решающий ту же задачу. Рис. 2, 3 и 4 дают наглядное представление о форме восприятия исход­ ных данных задачи по определению точек встречи прямой с поверхностью эллиптического конуса: человеком (рис.2), читающим устройством (рис. 3) и ЭЦВМ (рис. 4). Если человек воспринимает чертеж в виде совокупности гео­ метрических образов, представленных четкими линиями, то в «представлении» читающего устройства (на рис. 3 показана в увеличенном масштабе, заключенная в окруж­ ность часть чертежа, изображенного на рис. 2) эти линии выглядят в форме областей, заполненных темными растрэлементами, ЭЦВМ получит данные о чертеже в виде конечного множества чисел, в общем случае произвольно

1 Под «точкой» подразумеваем элементарную площадку, воспри­ нимаемую считывающим устройством, как единое целое.

23

расположенных в ячейках массива ее памяти. В дальней­ шем будем называть его а-массив. Характер расположения этих чисел не позволяет судить не только о виде линий и

плоскостной(построчной)раз­ вертки имеет существенный недостаток, обусловленный тем, что при тотальном обследовании анализирующим лучом всего поля чертежа получается очень большое коли­ чество избыточной информации.

Уменьшение информации имеет существенное зна­ чение, так как позволяет сохранить свободными нужное количество ячеек оперативной памяти ЭЦВМ, которые должны быть использозаны для хранения программ, различных констант и промежуточных результатов, полу­ чаемых в процессе решения.

Отсутствие на чертеже, предназначенном для машин­ ного решения задачи, какой бы то ни было индексации

24

не позволяет судить о принадлежности проекций точек

(xi> Уъ 2 г) Аналогично, две прямые а ив, проведенные через

Из выражения (1) следует, что потеря информации возрастает пропорционально увеличению числа лишних точек, поэтому нахождение путей сокращения числа лишних точек (уменьшение избыточной информации) явля­ ется одним из основных вопросов, который должен быть решен для выполнения более общей задачи — автоматиза­ ции процесса чтения чертежа.

Считывание линий чертежа осуществляем с помощью плоскостной развертки. В тот момент времени, когда световое пятно анализирующего луча, перемещающегося вдоль строки, встречает линию чертежа, происходит изме­ нение силы светового потока, падающего на фотоэлемент.

25