Материал: Sb97309

x1 = 0:0.01:10;

x2 = 0:10;

y1 = sin(x1); y2 = sin(x2);

plot (x1, y1, 'r--', x2, y2, 'k*'), grid xlabel(‘x’), ylabel(‘sin(x)’) title(‘Sine plotting’)

Рис. 3.1

Развернутое управление выводом графиков (толщина линий, размер и вид шрифта и др.) можно получить с помощью дескрипторов – графических указателей. Дескрипторы можно создать функциями plot, figure, axes, text либо получить по имеющимся графическим объектам – gcf, gca. Просмотр и изменение параметров графиков осуществляется функциями get и set.

Вывод линии в трехмерной плоскости осуществляется функцией plot3(). Для вывода поверхностей можно применять функции mesh(), surf(). Пример программы для вывода сетчатой поверхности приведен далее, соответствующий график показан на рис. 3.2.

x = -2:0.2:2; y = -4:0.4:4;

[X,Y] = meshgrid(x, y); % создание сетки для построения поверхности

Z = sin(X-1).^2 + sin(Y+1).^2 + 4;

21

mesh(X,Y,Z), grid

colormap([0.5 0.5 0.5]) % установка цвета поверхности title('meshed surface')

xlabel('x'), ylabel('y'), zlabel('height')

Рис. 3.2

Для ввода графической информации с помощью мыши предусмотрена функция ginput(). Другие функции ввода с помощью мыши позволяют создать более удобный для пользователя интерфейс:

menu() – создание меню и передача управления пользователю для выбора; msgbox() – создание окна для вывода сообщения;

inputdlg() – создание окна диалога – формы для ввода данных.

5. ТРЕБОВАНИЯ К ВХОДНЫМ И ВЫХОДНЫМ ДАННЫМ ПРОГРАММЫ

Программные модули при выполнении взаимодействуют с оператором (пользователем) и (или) другими программными модулями. При формировании данных для пользователя обычно учитываются требования понятности и удобства представления информации.

22

Для взаимодействия с другими программными модулями необходимо детальное и точное согласование формата входных и выходных данных. Обычно процедура согласования программных модулей оформляется протоколами информационного взаимодействия, в которых разработчики указывают полный состав, порядок следования, форматы, вид и расширение файлов

ипрочую информацию. Существуют и стандартные протоколы, одним из примеров которых (для передачи навигационной информации) является протокол NMEA.

National Marine Electronics Association (NMEA) – Национальная ассоци-

ация морской электроники, разработала специальный протокол для поддержания совместимости морского навигационного оборудования различных производителей. Этот NMEA-протокол описывает данные, полученные с GPS-приемников, но и измерения сонаров, радаров, электронных компасов, барометров и других навигационных устройств, используемых в морской технике. Все NMEA-сообщения состоят из последовательного набора данных, разделенных запятыми. Каждое отдельное сообщение не зависит от других и является полностью «завершенным». NMEA-сообщение включает заголовок, набор данных, представленных ASCII-символами, и поле для проверки достоверности переданной информации.

Заголовок стандартных NMEA-сообщений состоит из 5 символов, из которых два первых определяют тип сообщения, а оставшиеся три – его название. Каждое NMEA-сообщение начинается с символа «$» и обычно ограничено 80 символами.

Уточним для поставленной задачи формат и вид входных и выходных данных:

–координаты промежуточных точек (пунктов подзарядки) должны вводиться из файла, формат определяет разработчик (рекомендуется задавать данные в текстовом файле в виде таблицы координат; можно задавать также столбец с номером точки);

–координаты начальной и конечной точек должны задаваться с клавиатуры;

–прочие исходные данные (скорость объекта, время работы батареи

ипр.) можно считать условно постоянными и задавать внутри программы;

–выходные данные должны выводиться на экран и в файл в составе:

1) матрица координат, включающая начальную, промежуточные и конечную точки,

23

2)матрицы смежности неориентированного графа,

3)вспомогательных массивов для вычисления минимального пути,

4)последовательности вершин минимального пути,

5)последовательности NMEA-сообщений о маршруте объекта;

6)график с отображением графа и минимального пути. Сообщение NMEA имеет следующий формат:

«$UTHDG,XX,Y.Y,DD.DD,S1,Z.Z,S2», без пробелов, где XX – часы (це-

лое число), Y.Y – минуты (вещественное число), DD – расстояние до следующей точки; Z.Z – угол направления в градусах;

S1 – сигнал наличия поворота (символ), возможные значения: ‘T’ – есть поворот, ‘N’ – нет поворота;

S2 – сигнал окончания движения (символ), возможные значения: ‘E’ – конец движения, ‘N’ – движение не окончено.

Угол направления (азимута) отсчитывается от оси OX в декартовой системе координат, диапазон – от 0 до 360º.

6. ТИПОВОЙ ВАРИАНТ ЗАДАНИЯ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Разработать программу, выполняющую следующие действия:

–формирование массива данных в виде неориентированного графа;

–поиск оптимальной траектории;

–расчет маршрута и отображение результатов в графике и специальном формате NMEA-сообщений.

Исходные данные (по вариантам в соответствии с таблицей)

Характеристики подвижного объекта

Задание

1. Занести в массив информацию о начальной, конечной точках и наборе заправочных пунктов.

24

Варианты заданий

2.Построить массив возможных перемещений между точками с учетом ограничения работы аккумулятора (квадратный массив, содержащий 1 и 0 – соответственно, перемещение возможно и невозможно) (матрица смежности).

3.Построить матрицу длин перемещений.

4.Определить вектор, состоящий из номеров точек, соответствующих минимальному пути от начальной до конечной точки.

5.Определить последовательность углов направлений и моментов времени для оптимальной траектории и сформировать NMEA-сообщения.

6.Построить график с указанием графа перемещений и оптимальной траектории.

7.Вывести результаты расчетов (пп. 1–5) на экран и в файл.

25