摘要：結合我國汽車行業(yè)的生產現狀，研究、討論了一種計算機自動識別線束圖紙" title="汽車線束圖紙">汽車線束圖紙的方法。該方法通過計算機軟件仿真試驗，在符合某一預先設定好的識圖規(guī)則的情況下，根據編制好的程序對圖紙中線束進行判斷，篩選出需要的線束和線束段，將其按類合并，最終達到自動完成線束長度和線束分類識別的目的。這種新的識別方法較傳統的人工讀圖，分段計算，相加求和的方法有了很大的創(chuàng)新，極大地提高了我國汽車行業(yè)的生產效率，減少了人員操作的錯誤率，為企業(yè)生產帶來直接利益。
關鍵詞：計算機仿真；汽車線束圖紙；線束；自動識別
汽車線束素有汽車神經之稱，是控制汽車電信號的載體，是汽車電路的重要組成部分，沒有線束也就不存在汽車電路。汽車線束由導線、接插件、緊固件、橡膠件以及絕緣、屏蔽管等構成。它把中央控制部件與汽車控制單元、電氣電子執(zhí)行單元、電氣及照明顯示有機地連接在一起，形成一個完整的汽車電氣控制系統。汽車線束的正確、快速識別，對于整個汽車電路來說是非常重要的。
現階段，我國汽車行業(yè)的線束工藝仍然采用傳統工藝手段，傳統的電纜下料是通過人工讀圖，分段計算，相加求和的方式來歸類各種線型的長度，各種元器件的個數等數據，以便在采購線料時作為賬目憑證。這種傳統的計量方式對待簡單圖紙尚可使用，但隨著我國汽車產業(yè)的蓬勃發(fā)展，汽車結構設計越來越復雜，作為汽車中樞神經系統的線束和配套的電器插接件數量成倍上升。目前，一輛汽車所用的線束總長度竟達到4 000多米，新型動力汽車的內部構造比傳統燃油動力汽車的內部結構更復雜。顯然，在這種情況下，傳統的線束電纜計量方式已經不能適應現在的工作模式，存在效率低、失誤多、工作量大等缺點。因此，面對更加復雜的線束設計要求，保證設計結果的正確性、提高效率是滿足新型動力汽車對線束要求的關鍵。這里可以借鑒這些工作，對汽車線束圖紙進行有效識別。
1 汽車線束圖紙簡介
汽車線束圖紙由汽車線束和汽車元器件組成，是采用AutoCAD、開幕CAD等繪圖軟件繪制而成的二維圖紙，圖紙描繪出線束的長度、走向、連接方式、線束的分類、材質及線徑、元器件的種類、規(guī)格等屬性。圖1是一張結構較為簡單的線束圖紙，以圖1為例，介紹如何利用計算機來自動識別汽車線束圖紙。
需要說明的是，由于線束圖紙只是實際線束的示意圖，因此，線柬段的直線長度與線束段所表示的實際物理長度并不相同。文本框標注的長度是線束段的實際長度。通過分析線束圖紙可知，線束是由多個線束段組成的連通簡單圖。
圖2所示即為圖1的一個連通簡單圖。圖2中，V1，V2，V3，V4，V5分別表示各線束段的頂點。
2 線束的自動識別思路
因為線束主要是由線束段組成。因此，通過設計程序，讓計算機根據制定的規(guī)則，在讀取圖紙后自動判斷線束段的起點和終點坐標，分析線束段之間的連接關系，讀取線束段的長度，最后計算同一線束的長度，從而實現圖紙的自動識別。
對于線束的表示特點建立線束自動識別規(guī)則，實現線束段和線束的自動識別是線束自動識別的關鍵點。
2．1 功能模塊圖
設計自動識別功能模塊圖如圖3所示。
由功能模塊圖可知，在線束圖紙識別前，首先要進行圖紙預處理，然后再進行線束識別。其中，線束識別是通過計算機軟件實現的。因為，計算機主要是面向對象來對圖紙進行識別。所以，對于一張圖紙，一旦程序里得到這根線束，那么這根線束的線寬、長度、顏色等屬性就得到了。從而可以根據線束的這些屬性對線束進行判斷，以實現線束識別。
2．2 流程圖
線束圖紙自動識別的流程圖如圖4所示。
流程圖中，尋找線束和根據線束端點坐標尋找線束是兩個概念，通過程序，前者尋找到的線束是整個線束圖紙上的線束，包括需要的和不需要的，這一步為后續(xù)按端點坐標尋找線束進行了鋪墊。按端點坐標尋找線束是在上一步的基礎上忽略掉不需要的線束，找到要識別的線束，從而將線束添加到線路集中。
2．3 圖紙識別具體工作
由自動識別功能模塊圖和流程圖可以看出，線束圖紙的識別工作主要分為以下七部分：
(1)編制線束圖紙識別規(guī)則；
(2)對圖紙進行預處理；
(3)讀取二維線束圖紙(CAD矢量圖)圖元；
(4)根據線束端點坐標，尋找線束路線集；
(5)確定線束終點，確定惟一線束路線集；
(6)由線束集中的線束，逐一讀取線束長度；
(7)將線束長度相加，輸出結果。
2．3．1 線束圖紙識別規(guī)則
由于線束圖紙在繪制過程中存在很多不確定性，包括線束的粗細、位置、文本的位置等，因此根據線束段和線束的性質，建立一定的識別規(guī)則，這樣對于提高圖紙識別的準確性和識別效率是非常重要的。圖紙識別規(guī)則應用于計算機程序，計算機可以根據這些規(guī)則對圖紙進行判斷。因為線束圖紙是第三方圖，所以關鍵是利用規(guī)則，能將圖及圖里面的圖元數字化，以便于計算機的判斷。例如，打開一張CAD圖紙，計算機“看到”一根線，程序能根據線的屬性得到這個線叫l(wèi)ine1，長度是 * * ，顏色是 * * 等，這就是數字化。下面，給出表示線束段和文本標注的自動識別規(guī)則：
規(guī)則1：為了表示線束段的起始和結束位置，將線束段放置在兩個黑色圓點的中間。因此，以黑色圓點和連線作為判斷線束段的標記；
規(guī)則2：文本標注應以(線束段長度，線束段屬性>的方式表示，如274或274VT或274花包等；
規(guī)則3：文本標注應在以線束段為對稱線、對稱距離為d的識別區(qū)域內，其中，參數d在識別圖紙時可以動態(tài)調整；
規(guī)則4：若識別區(qū)域內有多個文本，選擇與線束段夾角最小的，或用區(qū)域覆蓋的方法識別；
規(guī)則5：若識別區(qū)域內有多個文本標注，按中心最近原則，選擇離線束段中心點最近的文本標注或者采取區(qū)域覆蓋的方法。
區(qū)域覆蓋法：對于規(guī)則4和5所提及的情況，將線束線寬增加2倍于“線束長度文本框”得到一個矩形區(qū)域，如果“線束長度文本框”落在這個區(qū)域中，則表示這個線束的長度。如果找到2個以上的“線束長度文本框”并且這些“線束長度文本框”表示的長度不同的時候，需要人工干預。如圖5～圖7所示。
2．3．2 圖紙預處理
因為圖紙的規(guī)范性要求不一致，設計人員繪圖的習慣不一樣，因此在繪圖過程中存在許多不確定因素，例如圖紙中直線間的連接斷裂、直線連接過頭、直線由多個重合直線段組成等，這些不確定因素會對圖紙分析和識別造成重大影響。因此，在進行圖紙識別前，由人工對線束圖紙進行預處理是非常必要的，預處理的最終目的是希望線束圖紙符合規(guī)則要求。
2．3．3 讀取二維線束圖紙
打開一張二維圖紙，通過程序能夠識別出線束圖紙中的所有線，這些線有些是需要的線束段，有些則是不需要的線。此時，要通過規(guī)則來判斷、抽取需要的線來進行識別。例如，針對圖1對所需要的線束做如下規(guī)定：
線束：使用直線或折線表示，必須符合顏色是黑色，線寬為0．3 mm的特性。
線束交點：半徑為24 mm，顏色為黑色圓。
按照上述規(guī)定，所識別出來的線就是需要的線束或線束段。
2．3．4 惟一線束集的確定
線束圖紙中，一個線束的線號對應了很多其他線號，當出現相同線號時，則認為這兩個相同線號間所走過的線束為惟一線束，即把兩端點相同的線束歸于同一類。針對圖1，給出如表1所示的連通參數表。
由表1可知，線號為91311的線束是由頂點為V1和V3所走過的線束段組成。類似地，線號為24012的線束是由頂點為V3和V4所走過的線束段組成。其他線束組成方式以此類推?？梢酝ㄟ^連通參數表畫出如圖8所示的連通回路集，以簡化圖1，直觀地找到所需要識別的線束。
連通回路集中，每兩個結點之間的部分稱為線束段。計算機識別過程中將線束段所標識的長度相加即為所需線束的長度。
2．3．5 輸出結果
連通參數表和連通回路集將圖1簡化成四條線束集，即線束集V1-V3，線束集V2-V3，線束集V3-V4和線束集V3-V5。由圖2可知，V1-V3由兩條線束段組成，結合圖1，V1-V3線束集的長度為230+260=490。同理，V2-V3線束集由三條線束段組成，長度為200+340+260=800。V3-V4線束集由四條線束段組成，根據第四線束段線徑要求，其長度為260+340+910+60=1 570和260+340+91O+200=1 710。V3-V5線束由四條線束段組成，長度為260+340+910+1 020=2 530。
2．3．6 結果輸出
計算機通過以上思路，通過對照連通參數表，可以得出線束長度。如表2所示。
3 結論
本文對線束圖紙中的線束段的識別做了初步研究，按照本文的方法，能夠實現圖紙中線束段的自動識別，這種識別方法提高了我國汽車行業(yè)的生產效率，減少了人員操作的錯誤率。但考慮到線束圖紙所包含的信息量龐大而且復雜，為了更好地將軟件與實際生產的全面智能應用相結合，達到圖紙信息的全自動提取和自動建立線束工藝模型的目標，還需要對自動識別方法做進一步的研究和探討。經調查，國內外在將手繪工程圖轉換成CAD圖紙并對其進行識別理解方面做了大量的研究工作?？梢越梃b這些工作，對汽車線束圖紙進行更為有效的識別。