，判断测试曲线中从Xl到x2的所有点与通过窗的包含关系，当这些点完全包含于通过窗内时，且xl点的前一个点的横坐标小于PO点的横坐标，χ2点的后一个点的横坐标大于Ρ3点的横坐标，则表示待测曲线和通过窗的关系是左进右出，此时曲线合格，否则不合格。如图4
(1)中a图所示曲线从左侧进入、右侧离开并且期间没有接触其它侧，曲线判定为合格，否贝U，如图(Db图所示的曲线就不合格。在图4 (2)中，设置通过窗的左侧为进入侧、上侧为离开侧。在这种情况也是采用上述相同的方法查找出测试曲线上的两个点xl、x2。并调用水平线与多边形的交点方法，判断测试曲线上从xl到x2的点与通过窗的包含关系。不同的是要判断x2点的是否位于通过窗的上边界。当这些点完全包含于通过窗内时，且xl点的前一个点的横坐标小于PO点的横坐标，χ2点的后一个点的纵坐标大于ρ2点的纵坐标，则表示待测曲线和通过窗的关系是左进上出，此时曲线合格，否则不合格。如图4 (2)中c图所示曲线从左侧进入、上侧离开并且期间没有接触其它侧，曲线判定为合格，否则，如图4
(2)中d图所示的曲线就不合格。
[0018]如图5所示为本发明的水平线与多边形交点法判别原理示意图。水平线与多边形的交点法是一种判断平面上的点是否位于同一平面任意一个多边形内的方法。本发明中水平线与多边形的交点法设计如下:当点位于多边形内部时，过该点任意做一条直线(本发明中所做的直线为水平线)，统计位于点单侧的直线与多边形边的交点数，此交点数一定为奇数。当点位于多边形外部时，过该点任意做一条直线与多边形相交，统计位于点单侧的直线与多边形边的交点数，此时交点数一定为偶数。由图5可以看出，在图5的(I)图中，过“。”点做任意一条直线，“。”点一侧与多边形相交的点数为I或3 (奇数)，则可以判断“。”点位于多边形内部；在(2)图中，过“。”点做任意一条直线，“。”点一侧与多边形相交的点数为2 (偶数)，则可以判断“。”点位于多边形外部。
[0019]如图6所示给出了本发明中水平线与多边形的交点方法流程图，本流程图以图4中待测曲线中的任意一点与通过窗的关系为例。首先，输入待测点的坐标为(x，y)，输入通过窗的顶点坐标数组，以通过窗的任意顶点为起始点，以相邻的顶点为终点，分别得到pOpl边、plp2边、p2p3边和p3p0边。其次,判断pO点的纵坐标与pi点的纵坐标是否相等，如果相等则说明POpl边与X轴平行，即过(X，y)的水平线与pOpl边重合或不会有交点，此时，继续该点与下一条边的关系进行判断；如果不相等，则判断待测点(x，y)的纵坐标与pOpl边的纵坐标的关系，若前者大于后者的最大值或小于后者的最小值，则说明通过该点的水平线与POpl边不会有交点，此时继续该点与下一条边的关系进行判断；若前者介于后者的最大值和最小值之间，则说明过该点的水平线与POpl边有一个交点，根据相似三角形原理求出该交点的横坐标，当交点的横坐标大于待测点(X，y)的横坐标时，Num值加I。
[0020]采用上述方法依次判断该待测点(X，y)与其他3条边的关系(flag=3时，说明待测点与4条边关系的判断已经进行完成)，得到最终的Num值。如果Num为奇数，则说明点在多边形内部，如果Num为偶数，则说明点在多边形外部。
[0021 ] 如图7所示，给出了本发明中ARM控制器的曲线评估方法设计主程序流程图，在该主程序中，硬件初始化包括1端口、初始化液晶显示、初始化触摸设置、分别初始化AD、初始化定时器等、软件初始化emWin、界面设计、开定时器中断、界面显示。在界面显示的同时，当采样数据达到采样点后，就会在液晶屏上显示本次采样曲线，同时进行曲线的评估算法的运算，评估算法完成后将曲线数据和计算结果保存到SD卡，如此反复。
【主权项】
1.一种基于嵌入式系统力/位移检测装置的曲线评估方法，其特征在于包括:ARM芯片(I)作为曲线标定过程实现的核心处理单元，ARM芯片(I)通过内部集成的液晶驱动模块(3)与液晶触摸屏(2)相连接，根据液晶屏的触发指令进行相应的设置和操作，采样的曲线在液晶触摸屏(2)上实时显示；ARM芯片(I)通过内部集成的AD模块(4 )与调理电路(5 )相连接，接收传感器(6 )的信号；ARM芯片(I)通过SD1通信方式与SD卡(7 )相连接，用于测试完成后的曲线完成后的数据。
2.ARM芯片(I)采用嵌入式图形用户界面工具emWin进行曲线评估界面的设计并在液晶触摸屏(2)上进行显示，液晶触摸屏(2)显示的评估界面包含:曲线显示界面、曲线信息界面、开始按键、返回按键四个部分，其中曲线信息界面在未开始测试前会显示标准曲线的力和位移的最大值坐标，开始后则实时显示待测曲线的力和位移的最大值坐标以及每个采样点的实时坐标；曲线显示界面会显示标定曲线以及评估标准窗或包络，可根据实际需要移动三种窗的位置，三种窗的位置不同，其坐标就会不一样，该坐标将作为测试曲线判断的依据；三种窗移动完成后，若点开始按键，则启动采样，当采样完一组数据后，该组数据就会以不同于标定曲线的颜色在曲线显示界面显示一条曲线，然后系统就会以标准曲线为基础通过设置的评估窗或包络对本待测曲线进行判断。
3.一种基于嵌入式系统力/位移检测装置的曲线评估方法，其特征在于包括: 本发明中采用计算水平线与多边形交点的方法进行待测曲线与评估窗口关系的判断:在本发明中，把曲线显示界面当成一个以左下角为原点的坐标平面，由于所有曲线以及评估标准窗都在一个平面内显示，所以待测曲线、标准曲线以及评估标准窗和包络在曲线显示界面都可以找到其坐标，又由于评估标准中的窗和包络在在平面内都是一些不同形状的多边形，待测曲线又是一个个坐标点，所以只要找到平面上点与多边形的包含关系，就可确定待测曲线与各类判断窗及包络的位置关系，从待测曲线与各类判断窗及包络的位置关系，即可判断此待测曲线是否合格。
【专利摘要】一种基于嵌入式系统力/位移检测装置的曲线评估方法，利用一片ARM芯片作为控制器，采用嵌入式图形用户界面工具emWin进行标准曲线、待测曲线和评估标准（包含以下四种方法的任意组合：线程窗评估方法、通过窗评估方法、块窗评估方法、包络评估方法）的显示，采用计算水平线与多边形交点的方法进行待测曲线与评估窗口关系的判断，得到测试曲线与评估标准的位置关系，进而判断此待测曲线是否合格；判断完成后，待测曲线的数据和是否合格的信息送至液晶触摸屏进行显示，同时，数据送至外部SD卡存储空间进行数据存储。
【IPC分类】G01B21-02, G01L25-00
【公开号】CN104568307
【申请号】CN201510007906
【发明人】韩辅君, 杨洪勇, 张淑宁
【申请人】鲁东大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2015年1月8日