Устройство для определения опорной функции двумерной геометрической фигуры

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ 15в1тв7

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву1 (22) Заявлено 01.04.75 (21) 2119492/24 (51) М. Кл, 2

Cr 06 F 15/20 с присоединением заявки №

Гоеударстаенньй камнтет

Совета Мнннстров СССР ко делам нэобретеннй н открытнй (23) Приоритет(43) Опублнковано05 06.77Бюллетень №21 (46) Дата опубликования описанив15.08.77; (53) УЛК 681.322 (088.8) (72) Авторы изобретения

Ю. Г. Стоян, H. И. Гиль, В. K. Деревцов и В. В, Мазур

Институт проблем машиностроения AH Украинской СОР (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПОРНОЙ ФУНКЦИИ

ДВУМЕРНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФИГУРЫ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналого-цифровой вычислительной технике, в частности в специализированных вычислительных системах для решения задач оптимального проектирования, требующих размещения двумерных геометрических фигур произвольной формы в полосе илн прямоугольной области.

Известно устройство (1j, содержащее блок цифрового преобразования геометричес ких форм, арифметическое устройство, используемое для физического,моделировайия смешения отдельного куска по поверхности материала на основе заложенных правил и р решения векторных уравнений в декартовой системе координат, и выходной блок для вычерчивания, Это устройство позволяет автоматически минимизировать дпину материала (при его заданной ширине), нз которс - 20 го выкраивают образцы различной конфигурации.

Однако данное устройство не позволяет строить опорную функцию геометрической фигуры. 25

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, котороо содержит первый блок памяти, соединенный двусторонними связями с блоком управления н входом со .,входам устройства. Выход первого блока

IlBMBTH через блок коммутации со .динен со входом второго блока памяти. Управляющие входы блока коммутации и второго блока памяти соединены с соответствующими выходами блока управления 121.

Это устройство применяется для опреде пения расстояния между полюсами двумерных геометрических фигур. Блоки памяти в нем реализованы в вице матриц элементов памяти. Элементы памяти первой матрицы соединены между собой и схемы регистров сдвига полярной системы координат, а елвменты памяти второй матрицы включены в схемы регистра сдвига по строка 1 и столбцам прямоугольной системы координат. Выходы н входи: елементов памяти обеих мар» рнц, отображающих близлежащие точки соответственно поляр. сй и прямоугольной системы координат, соединены между собой че561187 рез элементы И, два входа которых подключены к источникам управляющих сигналов, а один из выходов каждой пары соответст вующих элементов памяти обеих матриц присоединен через элементы И ко входам выходного элемента ИЛИ.

Однако такое устройство решает сравнительно небольшой класс задач.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемое устройство введены последовательно соединенные блоки вычисления опорных прямых, дешифрации состояний и . памяти значений опорной функции, управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам блока управления. Информационный выход второго блока памяти соединен со входом блока вычисления опорных прямых. Первый выход блока памяти значений rn опорной функции подключен ко входу блока управления, второй - к выходу устройства.

На фиг. 1 представлена блок-схема уст . ройства.

Устройство содержит блоки памяти 1, 2- )s блок коммутации 3, блок управления 4, блок вычисления опорных прямых 5, блок дешиф раций состояний 6 и блок памяти значений опорной функции 7.

Конструктивно устройство может быть Ю выполнено на I интегральных схемах.

Триггеры блока памяти 1 образуют сетку в полярной системе координат и составляют регистры сдвига по угловой координате, а триггеры блока памяти 2 образуют, 5 . сетку в прямоугольной системе координат.

Каждый триггер блока памяти 1, отражшощий одну точку в полярной системе координат, соединен через элементы И блока коммутации 3 с григгером блока памяти 2, 40 отражающим ту же (или ближайшую в ее окрестности) точку в прямоугопьной системе координат ° Центр матрицы накопителя блока памяти 1 является полюсом полярной системы координат.

$5

На фиг. 2 схематично представлено уоловное деление координатного поля х О у информационных выходов блока памяти 2

I I на.сегменты 1 - 4 для последующего подсоединения входов блока вычисления опор- Ю ных прямых 5, а также расположение регистров 8-11 блока дешифрации состояний 6.

На фиг. 3 для сегмента 1 показан принцип построения схемы соединений информационных выходов триггеров 12 блока памяти 2 через элементы И 13 и ИЛИ 14 блока вычисления опорных прямых 5 с входами регистра 8 блока дешифрации состояний 6 и управляющий вход 15 блока вычисления опорных прямых 5 для сегмент.- 1

Для сегментов 2, 3 и 4 соединение ! I информационных выходов триггеров 12 блока памяти 2 через элементы И 13 и ИЛИ

14 блока вычисления опорных прямых с входами регистров 9, 10 и 11 блока дешифрации состояний 6 выполнено аналогично.

Каждый регистр 8«11 блока дешифрации состояний 6 снабжен дешифратором, выполненным на элементах И по многоступенчатой схеме.

Выходы каждого дешифратора подсоединены к вхоДам соответствующей ему секции блока памяти значений опорной функции 7.

Блок памяти значений опорной функции

7 состоит из четырех секций, каждая из которых представляет собой двумерный ре гистр сдвига.

На фиг. 4 показан пример геометрической фигуры.

Устройство для вычисления опорной функ-" ции двумерной геометрической фигуры работает следующим образом.

По команде блока управления 4 информация о координатах геометрической фигуры из внешнего устройства ввода записывается в блок памяти 1.

При поступлении в блок коммутации 3 управляющего сигнала, информация о координатах всех точек геометрической фигуры переписывается из блока памяти 1 в блок памя ги 2.

Далее опорную функцию получаем следующим образом.

Находим точки касания к фигуре g опорных прямых — P „параллельных осям координат (см. фиг. 4). При этом абсциссы точек касания опорных прямых и оп3 ределяются х „= тах хД, Х;„= иск(Х;j,((=4,2,3,...,Ê), а ординаты точек касания опорных прямых и P. < определяются где Х;,у координаты (-й точки контура фигуры

Дискретные значения Н = )(Н, 1Л гл a)< 24 таким образом, являются значениями опорной функции фигуры ) для углов поворота

8 =0,6 =Я /2,6 „= и и И <-=-9/Яй соответственйо.

Изменим положение фигуры путем ее поворота относительно полюса против часовой

187

5

5 стрелки на некоторый угол. Для нового положения фигуры найдем точки касания опорных прямых. Согласно формулам (1) и (2) определим значения опорной функции для полученных углов поворота.

Следуя вышеизложенному, на каждом определенном шаге поворота фигуры найдем соответствующие значения опорной функции»

Процесс получения значений опорной функции заканчиваем при выполнении условия г

z де=в = — -a (э) 6

Блок управления 4 последовательно вырабатывает сигналы, по которым определяются и запоминаются очередные значения опорной функции. Далее процесс повторяется.

По окончании работы устройства блок памяти значений опорной функции 7 содержит значения опорной функции фигуры и готов к считыванию опорной функции внешним устройством вывода информации.

Устройство определяет опорную функцию с высоким быстродействием. где т. - максимальное число шагов поворота фигуры, необходимых для выполнения 15 условия ((3 );

b <5 6 -. некратность угла Ь 6 углу й/Я определяется

fC о- = — -л8 т.

Таким образом, накапливая на каждом шаге значения опорной функции в массивы, по окончании процесса получим .массив значений опорной функции для всех углов, кратныхЛВ g и принадлежащих (0,2 C). 25

По сигналам блока управления 4 блок вычисления опорных прямых 5 определяет значения опорной функции в сегментах 1-4

1 соответственно и записывает полученные значения в регистры 8-11 блока дешифрации ЗО состояний 6.

Содержимое регистров 8-11 дешифруется и записывается в соответствующие секции блока памяти значений опорной функции -7.

По сигналу блока 4 каждая секция блока З5 памяти значений опорной функции 7 подготавливается для приема очередного значения опорной функции.

По сигналу блока 4- стирается содержимое накопителя блока памяти 2, затем содержи- 40 мое накопителя блока памяти 1 сдвигается по угловой координате с дискретностью .9 на один шаг.

Формула иэооретения

Устройство для определения опорной функции двумерной геометрической фигуры содержащее первый блок памяти, соединенный двусторонними связями с блоком-управления и входом - со входом устройства, выход первого блока памяти через блок коммутации соединен со входом второго блока памяти, управляющие входы блока коммутации р второго блока памяти соединены с соответствующими выходами блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных воэможноотей устройства, в него введены последовательно соединенные блоки вычисления опорных прямых, дешифрации, состояний и памяти значений опорной функции, управляющие входы которых подключены к соответствующим выходам блока управления; информаци онный выход второго блока памяти соединен со входом блока вычисления опорных прямых; первый выход блока памяти значений опорной функции подключен ко входу блока управления, второй к выходу устройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США ¹ 3596068, кл. 235150, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 3.74598, М,Кл. С 06 Р 7/38, 1971.