WO2006029580A1 - Verfahren zum automatischen generieren von grafisch dargestellten anzeigeinstrumenten - Google Patents

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WO2006029580A1
WO2006029580A1 PCT/DE2005/001178 DE2005001178W WO2006029580A1 WO 2006029580 A1 WO2006029580 A1 WO 2006029580A1 DE 2005001178 W DE2005001178 W DE 2005001178W WO 2006029580 A1 WO2006029580 A1 WO 2006029580A1
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WO
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scale
display
displayed
maximum
inscription
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Application number
PCT/DE2005/001178
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English (en)
French (fr)
Inventor
Torsten Gerlach
Jürgen Gotschlich
Original Assignee
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
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Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. filed Critical Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Priority to US11/575,104 priority Critical patent/US7602407B2/en
Publication of WO2006029580A1 publication Critical patent/WO2006029580A1/de

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D7/00—Indicating measured values

Definitions

  • the invention relates to a method for the automatic generation of graphically displayed gauges for measurement, control and / or control values.
  • Indicating instruments are widely known as specialized devices, such as tachometers in motor vehicles.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved method for the automatic generation of graphically displayed gauges for measurement, control and / or control values, in which the readout auxiliary information, for example the scales, can currently be adapted as a function of the value ranges to be displayed are.
  • the object is achieved by the generic method according to the invention by the steps: a) selecting a display instrument type; b) dynamically calculating display positions for readout help information depending on the type of selected display instrument and specified parameters; c) generating the selected display instrument with the readout auxiliary positions at the calculated display positions by means of respective classified generation objects, and d) displaying the measured, control and / or control values in conjunction with the generated display instrument on a display.
  • the depositing information is newly determined each time a display instrument is generated.
  • classified generation objects in the form of specialized hardware or software modules are accessed, which are specialized in certain classified form of display instrument types and readout auxiliary information.
  • a class of standard display types to be graphed is created, such as circular scales, rotational and / or translationally animated scales, and any dynamic scales.
  • a reference point of the inscription as a function of the maximum inscription width, the maximum inscription height, the radius emanating from a center of the circular scale to a given unit circle for graduated lines, and of the angular positions as parameters; Defining a character point as a display position from which the label is displayed progressively upwards and to the right of the character point, whereby the character point is offset from the reference point by half the maximum label height and to the left by half the maximum label width.
  • an independent labeling position can be generated quickly and flexibly on the basis of the parameter font size and in relation to the determined presentation width and height for universal circular scale labels of any kind.
  • This is essentially achieved in that the lettering is drawn starting from a character point as the lower left corner of a label field and this point is offset starting from a reference point by half of the label width and label height to the bottom left.
  • the reference point is determined from the circular scale and is located on the radius between the center of the scale and the scale line, which is assigned to the inscription, wherein on the radius of the unit circle for these graduation marks the inscription width for the x-coordinate and the Label for the y-coordinate is added up.
  • the reference point R x in the horizontal axis x of a local coordinate system for the display is preferably according to the formula
  • the representation positions of rotationally and / or translationally animated scales can preferably be determined dynamically as a function of the rotation angle of the scale and the displacement of the scale from a centered arrangement into a first orientation, in particular the y-axis.
  • a check is made as to whether scale lines and / or assigned scale labels lie in a defined display area.
  • a Ska ⁇ lenbeschriftung is displayed only if the associated scale line voll ⁇ constantly in the specified display area.
  • a scale line is only displayed up to the point of intersection with the edge of the specified display area.
  • scales can be defined and displayed in a rectangular arbitrary representation range.
  • the real visible representation range is determined and protruding scale parts are no longer drawn.
  • the calculation of the display position of the rotationally and / or translationally-oriented scales preferably takes place with the following steps:
  • the method is based on the method of selective exclusion of objects, whereby it is decided which parts of the scale (scale line, scale inscription) fall into the unrepresentable area.
  • the necessary parameters are, on the one hand, the extent of the surrounding area and, on the other hand, the parameters of the scale to be displayed. These are scale numbers; Scale interval division, the rotation angle and the displacement along the first orientation, for example, the y-axis in the vertical direction.
  • the dynamic representation then results from the displacement and the rotation with the aid of the reference points if at least the outer ends of a scale line are determined, by means of which it can be checked whether these reference points are still within the defined visible representation range. Only if this is not the case, the scale line is shortened by recalculating one end of the scale line at the intersection with the visible display area.
  • a scale inscription only takes place when a scale line lies completely in the visible display area, it is unimportant here if the scale inscription goes beyond the specified visible display area. Namely, it is assumed in the method that the defined visible display area is even smaller than the actually visible display area on which display auxiliary information can be displayed.
  • a dynamic calculation of the display position of visible scale marks of any kind is preferably carried out with the following steps:
  • the interval division it is easily possible to carry out an exact determination of the number of scale lines with a possibly necessary start or end offset.
  • the information can be meaningfully displayed on a scale in which the start or end values of the range of values no longer fall on a full interval to be displayed.
  • the positioning and calculation of the graduation marks is carried out automatically based on a few parameters, wherein it is crucial to determine the offset between the minimum value and the first displayable scale line and / or the offset between the last of the displayable graduation marks and the maximum value as a function of the interval division.
  • FIG. 1 shows a sketch of a circular scale with a scale inscription on a unit circle
  • FIG. 2 shows a flow chart of the method for calculating the illustration position of the inscription on the circular scale from FIG. 1.
  • FIG. 3 shows a sketch of a circular scale with four graduated lines and associated inscriptions
  • FIG. 5 shows a flowchart of the method for calculating the representation position of a rotationally and / or translationally animated scale from FIG. 4;
  • FIG. 7 shows a flowchart of the method for calculating the display positions of the visible scale lines of the linear scale from FIG. 6.
  • FIG. 1 shows a circular scale 1 as display aid information for a display instrument, for example a tachometer, in which 2 scale marks 3 are applied on a unit circle perpendicular to the unit circle 2 along a radius R from the center Z of the circular Scale 1 extend.
  • a display instrument for example a tachometer
  • 2 scale marks 3 are applied on a unit circle perpendicular to the unit circle 2 along a radius R from the center Z of the circular Scale 1 extend.
  • the scale line is defined by the radius R of the unit circle and the angular position ⁇ .
  • a scale line 3 may be associated with a label 4 whose position réelles ⁇ must be determined automatically.
  • the inscription 4 is aligned horizontally along the x-axis, irrespective of which angle position ⁇ the associated scale line 3 is located on.
  • Step a) Determination of the current vertical and horizontal angular position ⁇ of the scale line 3 on the unit circle 2.
  • the scale line 3 does not necessarily have to be displayed, it can also be imaginary.
  • Step b) Determination of the maximum inscription height H Ma ⁇ and the maximum inscription width BMa * of the lettering to be displayed on the basis of the predefined or determined font size S and optionally the number of characters and the character types.
  • the maximum labeling height Hivi a x and maximum labeling width BMax define an imaginary rectangular text field.
  • Step c) Determination of a reference point R (x, y) as a function of the maximum lettering width B M ax and the maximum lettering height H Ma x with respect to the local xy coordinate system and the defined inscription position BPos inside or outside the unit ⁇ circle.
  • R is the radius of the unit circle
  • ⁇ is the angular position
  • Step d) Defining a character point Z (x, y) as the display position, starting from which the label is displayed progressively upwards and to the right of the character Z (x, y).
  • the drawing point Z (x, y) is offset from the reference point R (x, y) by half the maximum labeling height H Ma x downwards and by half the maximum writing width B Ma x to the left:
  • FIG. 3 shows a sketch of a circular scale with four inscriptions 4a, 4b, 4c, 4d whose representation positions are calculated by successive repetition of the method according to FIG. 2 and subsequently displayed. It can be seen that a symmetrical alignment of the inscription 4 relative to the respective scale line 3 is ensured by the method.
  • FIG. 4 shows a sketch of a rotary and translationally animated scale with scale lines 3 applied perpendicular to an axis at intervals i. The scale is displayed on a display 5, wherein a smaller visible display area 6 is defined, within which the scale is to be displayed substantially.
  • the length of the scale lines, in particular the first and last scale line 3 depends essentially on the rotation angle ß with respect to a first orientation in the y-direction, d. H. the vertically oriented scale.
  • the position of the scale in the designated display area 6 further depends on a shift in the first and / or second orientation, i. H. a shift in the x and / or y direction from.
  • the necessary number of scale marks is determined in N n for a maximum turned scale.
  • a maximum rotation can be defined, for example, as an orientation in which the scale extends from the left lower to the right upper corner of the defined display area 6 through the center Z of the display area 6.
  • the necessary number of scale lines in N n is calculated from the number of additional lines necessary lines + the number of scale line number N determined in step a). Therefore, only the difference between the height of the specified display area 6 and the maximum length in the display area 6 has to be determined geometrically calculated with rotated scale and for this the Number of additional tick marks to be determined as the ratio of the length to the specified interval i.
  • the starting graduation mark is then determined on the basis of the adjacent displacement along the Y axis.
  • a step d) the display positions for the scale lines are then determined from the start graduation line ST up to the maximum number of indents to be displayed in N n, and the scale lines are possibly already displayed.
  • a step f it is checked for each reference point PR whether it lies outside the defined visible display area 6. If it does, no scale label is displayed. In addition, the scale line is shortened to a new reference point Pz, which results from the intersection of the scale line 3 with the edge of the specified display area 6.
  • the additional scale line 3 and the scale inscription are hidden as an invisible element IE.
  • FIG. 6 shows a linear scale for which a minimum value WBiWn and WBMax and a scale interval I are predetermined. If the minimum value WB M m or maximum value WB Ma ⁇ does not coincide with the first and last scale line t to be displayed, an offset O is determined. The tick marks it not visible at the start or end point are then not displayed either.
  • the ratio V of the entire scale distance S to the value range WB Ma ⁇ -WBMI ⁇ is determined on the basis of the value range with minimum value WB M i n and maximum value WBMax and a distance S of the scale determined by a start and end point:
  • a step b) from the interval division I and the ratio V, the interval division into character units of the scale, for. B. cm or pixels are determined:
  • IA is a fixed interval division in display units, e.g. B. m / s, is.
  • n n ⁇ 1.
  • the offset O is then determined from the minimum value WB M in the value range up to the first displayable scale bar t and / or from the last displayable scale bar t up to the maximum value WBMax of the value range in character units. This can be done by the equation:
  • the scale is displayed on the displayed presentation positions on a display in a step e).

Landscapes

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Abstract

Ein Verfahren zum automatischen Generieren von grafisch dargestellten Anzeigeinstrumenten für Mess-, Regel- und/oder Steuerungswerte, hat die Schritte: a) Auswählen einer Anzeigeinstrumentenart; b) dynamisches Berechnen von Darstellungspositionen für Ablesehilfs information in Abhängigkeit von der Art des ausgewählten Anzeigeinstrumentes und von festgelegten Parametern; c) Generieren des ausgewählten Anzeigeinstrumentes mit den Ablesehilfspositionen an den berechneten Darstellungspositionen mittels jeweiliger klassifizierter Generierungsobjekte; und d) Anzeigen der Mess-, Regel- und/oder Steuerungswerte in Verbindung mit dem generierten Anzeigeinstrument auf einem Display.

Description

Verfahren zum automatischen Generieren von grafisch dargestellten Anzeige¬ instrumenten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Generieren von grafisch dar- gestellten Anzeigeinstrumenten für Mess-, Regel- und/oder Steuerungswerte.
Anzeigeinstrumente sind als spezialisierte Geräte vielfältig bekannt, wie beispiels¬ weise Tachometer in Kraftfahrzeugen.
Aus Platz- und Kostengründen wird immer mehr gefordert, universelle Anzeigein¬ strumente mit Rechnerunterstützung generiert auf einem Display darzustellen. Bei¬ spielsweise im Cockpit eines Flugzeuges können dann für ein Display verschiedene Anzeigeinstrumentenarten, wie beispielsweise ein künstlicher Horizont, ein Kompass etc. ausgewählt und dargestellt werden.
Sowohl bei den herkömmlichen Anzeigegeräten, als auch bei den computergestützt simulierten Anzeigeinstrumenten ist das grafische Aussehen der Anzeigeinstrumente sowie die Art und Position der Ablesehilfsinformationen, insbesondere der Skalen, fest vorgegeben und wird in Form von Grafikdateien abgespeichert.
Für eine flexible Generierung von Anzeigeinstrumenten mit zugehörigen Ablesehilfs¬ informationen in Abhängigkeit von einem jeweiligen Wertebereich ist die herkömmli¬ che grafische Festlegung der Ablesehilfsinformationen nicht praktikabel.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein verbessertes Verfahren zum automatischen Generieren von grafisch dargestellten Anzeigeinstrumenten für Mess-, Regel- und/oder Steuerungswerte zu schaffen, bei dem die Ablesehilfsinformationen, bei¬ spielsweise die Skalen, aktuell in Abhängigkeit von den jeweilig darzustellenden Wertebereichen anpassbar sind.
Die Aufgabe wird mit dem gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß gelöst durch die Schritte: a) Auswählen einer Anzeigeinstrumentenart; b) Dynamisches Berechnen von Darstellungspositionen für Ablesehilfsinformati- on in Abhängigkeit von der Art des ausgewählten Anzeigeinstrumentes und von festgelegten Parametern; c) Generieren des ausgewählten Anzeigeinstrumentes mit den Ablesehilfspositi- onen an den berechneten Darstellungspositionen mittels jeweiliger klassifizier¬ ter Generierungsobjekte, und d) Anzeigen der Mess-, Regel- und/oder Steuerungswerte in Verbindung mit dem generierten Anzeigeinstrument auf einem Display.
Durch die dynamische Berechnung der Darstellungspositionen der Ablesehilfsinfor- mationen, insbesondere der Skalen und der Skalenbeschriftungen werden die Able¬ seinformationen jedes Mal beim Generieren eines Anzeigeinstrumentes neu ermittelt. Zur anschließenden Generierung des ausgewählten Anzeigeinstrumentes wird dann auf klassifizierte Generierungsobjekte in Form von spezialisierten Hard- oder Soft¬ waremodulen zugegriffen, die auf bestimmte klassifizierte Form von Anzeigeinstru- mentenarten und Ablesehilfsinformationen spezialisiert sind. Auf diese Weise wird eine Klasse von grafisch darzustellenden Standard-Anzeigetypen geschaffen, wie beispielsweise kreisförmige Skalen, rotatorisch und/oder translatorisch animierte Skalen und beliebige dynamische Skalen.
Die Darstellungspositionen von Beschriftungen an kreisförmigen Skalen als Anzeige¬ hilfsinformationen werden vorzugsweise mit den Schritten berechnet:
- Ermitteln der maximalen Beschriftungshöhe und maximalen Beschriftungsbrei¬ te einer darzustellenden Beschriftung;
- Bestimmen eines Referenzpunktes der Beschriftung in Abhängigkeit von der maximalen Beschriftungsbreite, der maximalen Beschriftungshöhe, dem von einem Zentrum der kreisförmigen Skala ausgehenden Radius zu einem vorge¬ sehenen Einheitskreis für Skalenstriche, und von den Winkelpositionen als Pa¬ rameter; - Festlegen eines Zeichenpunktes als Darstellungsposition von dem ausgehend die Beschriftung nach oben und rechts von dem Zeichenpunkt fortschreitend angezeigt wird, wobei der Zeichenpunkt vom Referenzpunkt nach unten um die halbe maximale Beschriftungshöhe und nach links um die halbe maximale Be- schriftungsbreite versetzt wird.
Damit ist eine unabhängige Beschriftungsposition anhand der Parameter Schriftgrö¬ ße und im Verhältnis der ermittelten Darstellungsbreite und -höhe für universelle kreisförmige Skalenbeschriftungen jeglicher Art können schnell und flexibel generiert werden. Dies wird im Wesentlichen dadurch erreicht, dass der Schriftzug ausgehend von einem Zeichenpunkt als linke untere Ecke eines Beschriftungsfeldes gezeichnet wird und dieser Zeichenpunkt ausgehend von einem Referenzpunkt um die Hälfte der Beschriftungsbreite und Beschriftungshöhe nach links unten versetzt ist. Der Re¬ ferenzpunkt wird aus der kreisförmigen Skala bestimmt und befindet sich auf dem Radius zwischen Zentrum der Skala und dem Skalenstrich, der der Beschriftung zu¬ geordnet ist, wobei auf dem Radius des Einheitskreises für diese Skalenstriche die Beschriftungsbreite für die x-Koordinate und die Beschriftung für die y-Koordinate aufaddiert wird.
Der Referenzpunkt Rx in horizontaler Achse x eines lokalen Koordinatensystems für das Display wird vorzugsweise nach der Formel
Rx = (r±BMJxsm(a)
und der Referenzpunkt Ry in vertikaler Achse y nach der Formel
R = (r ±HMax) x sin(a)
bestimmt. Die Darstellungspositionen von rotatorisch und/oder translatorisch animierten Skalen können vorzugsweise dynamisch in Abhängigkeit des Drehwinkels der Skala und der Verschiebung der Skala von einer zentrierten Anordnung in eine erste Orientierung, insbesondere die y-Achse, bestimmt werden. Dabei erfolgt mindestens für den ersten und letzten Skalenstrich eine Überprüfung, ob Skalenstriche und/oder zugeordnete Skalenbeschriftungen in einem festgelegten Darstellungsbereich liegen. Eine Ska¬ lenbeschriftung wird nur dann dargestellt, wenn der zugeordnete Skalenstrich voll¬ ständig im festgelegten Darstellungsbereich liegt. Weiterhin wird ein Skalenstrich nur bis zum Schnittpunkt mit dem Rand des festgelegten Darstellungsbereiches darge- stellt.
Mit dem Verfahren können Skalen in einem rechteckigen beliebigen Darstellungsbe¬ reich definiert und dargestellt werden. Dabei wird der reale sichtbare Darstellungsbe¬ reich ermittelt und überstehende Skalenteile werden nicht mehr gezeichnet.
Die Berechnung der Darstellungsposition der rotatorisch und/oder translatorisch ani¬ mierten Skalen erfolgt vorzugsweise mit den Schritten:
- Ermitteln der Anzahl von Skalenstrichen für eine Skala in einer ersten Orientie- rung in Abhängigkeit von einem festgelegten sichtbaren Darstellungsbereich für
Anzeigehilfsinformationen und des anzuzeigenden Anzeigeinstruments in Ab¬ hängigkeit von einer festgelegten Intervalleinteilung;
- Ermitteln der notwendigen Anzahl von Skalenstrichen für eine von der ersten Orientierung ausgehend maximal gedrehten Skala; - Bestimmen eines Start-Skalenstrichs, von dem ausgehend die Skala darge¬ stellt wird, aus der Verschiebung einer zentrierten Skala in Richtung der ersten Orientierung;
- Darstellen der Skalenstriche ausgehend vom Start-Skalenstrich, wobei mindes¬ tens für den ersten und letzten darstellbaren Skalenstrich eine
a) Bestimmung von Referenzpunkten mindestens für die äußeren Endpunkte und den Mittelpunkt des Skalenstriches in Abhängigkeit des Drehwinkels und der Verschiebung der Skala in erster und/oder zweiter Orientierung und b) Überprüfung erfolgt, ob Referenzpunkte außerhalb des sichtbaren Darstel¬ lungsbereichs liegen, wobei eine c) Darstellung einer Skalenbeschriftung nur dann erfolgt, wenn der der Ska¬ lenbeschriftung zugeordnete äußere Referenzpunkt innerhalb des sichtba¬ ren Darstellungsbereichs liegt und ansonsten der Skalenstrich bis zum Schnittpunkt mit dem Rand des sichtbaren Darstellungsbereiches darge¬ stellt wird.
Das Verfahren basiert auf der Methode des gezielten Ausschlusses von Objekten, wobei entschieden wird, welche Teile der Skala (Skalenstrich, Skalenbeschriftung) in den nichtdarstellbaren Bereich fallen. Die notwendigen Parameter sind zum einen die Ausdehnung des umgebenden Bereiches, und zum anderen die Parameter der dar- zustellenden Skala. Diese sind Skalenstrichanzahl; Skalenintervalleinteilung, der Drehwinkel und die Verschiebung entlang der ersten Orientierung, beispielsweise der y-Achse in vertikaler Richtung. Die dynamische Darstellung ergibt sich dann aus der Verschiebung und der Drehung mit Hilfe der Referenzpunkte wenn mindestens die äußeren Enden eines Skalenstriches bestimmt werden, anhand derer überprüft wer- den kann, ob diese Referenzpunkte noch innerhalb des festgelegten sichtbaren Dar¬ stellungsbereiches liegen. Erst wenn dies nicht der Fall ist, wird der Skalenstrich durch Neuberechnung eines Endes des Skalenstrichs auf den Schnittpunkt mit dem sichtbaren Darstellungsbereich gekürzt.
Weiterhin erfolgt eine Skalenbeschriftung nur dann, wenn ein Skalenstrich vollständig im sichtbaren Darstellungsbereich liegt, es ist dabei unerheblich, wenn die Skalenbe¬ schriftung über den festgelegten sichtbaren Darstellungsbereich hinausgeht. Bei dem Verfahren wird nämlich angenommen, dass der festgelegte sichtbare Darstellungs¬ bereich noch kleiner als der tatsächlich sichtbare Darstellungsbereich ist, auf dem Anzeigehilfsinformationen im Display darstellbar sind. Ein dynamisches Berechnen der Darstellungsposition von sichtbaren Skalenstrichen jeglicher Art erfolgt vorzugsweise mit den Schritten:
- Bestimmen des Verhältnisses der Länge der darzustellenden Skala zu einem durch einen festgelegten Minimalwert und Maximalwert bestimmten Wertebe¬ reich der Skala;
- Ermitteln eines Offsets zwischen dem Minimalwert und dem ersten darstellba¬ ren Skalenstrich und/oder dem letzten darstellbaren Skalenstrich und dem Ma¬ ximalwert in Abhängigkeit von einer festgelegten Intervalleinteilung; und - Darstellen der Skalenstriche beginnend von dem Offset in Abhängigkeit von der Intervalleinteilung und der Anzahl der darzustellenden Skalenstriche an ei¬ ner durch das bestimmte Verhältnis ermittelten Darstellungsposition.
Damit ist es in Abhängigkeit von der Intervalleinteilung einfach möglich, eine exakte Ermittlung der Skalenstrichanzahl mit einem eventuell notwenigen Start- oder En¬ doffset durchzuführen. Auf diese Weise kann die Information auf einer Skala sinnvoll dargestellt werden, bei der die Start- oder Endwerte des Wertebereiches nicht mehr auf ein volles darzustellendes Intervall fallen. Die Positionierung und Berechnung der Skalenstriche erfolgt anhand weniger Parameter automatisch, wobei entscheidend ist, den Offset zwischen dem Minimalwert und dem ersten darstellbaren Skalenstrich und/oder dem Offset zwischen dem letzten der darstellbaren Skalenstriche und dem Maximalwert in Abhängigkeit von der Intervalleinteilung zu ermitteln.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Skizze einer kreisförmigen Skala mit Skalenbeschriftung an ei- nem Einheitskreis;
Fig. 2 Flussdiagramm des Verfahrens zur Berechnung der Darstel¬ lungsposition der Beschriftung an der kreisförmigen Skala aus Figur 1.
Fig. 3 Skizze einer kreisförmigen Skala mit vier Skalenstrichen und zu¬ geordneten Beschriftungen,
Fig. 4 Skizze einer rotatorisch und translatoriosch animierten Skala in einem festgelegten Darstellungsbereich;
Fig. 5 Flussdiagramm des Verfahrens zur Berechnung der Darstel¬ lungsposition einer rotatorisch und/oder translatorisch animierten Skala aus Figur 4;
Fig. 6 Skizze einer dynamisch generierten linearen Skala mit Offset;
Fig. 7 Flussdiagramm des Verfahrens zur Berechnung der Darstel¬ lungspositionen der sichtbaren Skalenstriche der linearen Skala aus Figur 6.
Die Figur 1 lässt eine kreisförmige Skala 1 als Anzeigehilfsinformation für ein Anzei¬ geinstrument, beispielsweise ein Tachometer, erkennen, bei der auf einem Einheits¬ kreis 2 Skalenstriche 3 aufgetragen werden, die sich senkrecht zum Einheitskreis 2 entlang eines Radius R vom Zentrum Z der kreisförmigen Skala 1 erstrecken. Für die kreisförmige Skala 1 ist ein zweidimensionales Koordinatensystem mit horizontaler x- Achse und vertikaler y-Achse definiert. Der Skalenstrich ist durch den Radius R des Einheitskreises sowie die Winkelposition α festgelegt.
Einem Skalenstrich 3 kann eine Beschriftung 4 zugeordnet sein, deren Darstellungs¬ position automatisch ermittelt werden muss. Die Beschriftung 4 ist in jedem Falle ho¬ rizontal entlang der x-Achse ausgerichtet, unabhängig davon, auf welcher Winkelpo¬ sition α sich der zugeordnete Skalenstrich 3 befindet. Dabei besteht das Problem, eine gleichmäßige optisch auf den Skalenstrich 3 ausgerichtete Beschriftungspositi¬ on zu finden und zu vermeiden, dass die Beschriftung 4 zu weit von den Skalenstri¬ chen 3 entfernt ist oder in die Skala 1 bzw. den Einheitskreis 2 hineinragt.
Die Berechnung der Darstellungsposition der Beschriftung 4 an solchen kreisförmi¬ gen Skalen erfolgt, wie in dem Flussdiagramm aus der Figur 2 deutlich wird, mit den Schritten:
Schritt a) Ermittlung der aktuellen vertikalen und horizontalen Winkelposition α des Skalenstriches 3 auf dem Einheitskreis 2. Der Skalenstrich 3 muss nicht notwendigerweise dargestellt werden, er kann auch imaginär sein. Schritt b) Ermittlung der maximalen Beschriftungshöhe HMaχ und der maximalen Beschriftungsbreite BMa* des darzustellenden Schriftzuges anhand der vorgegebenen oder bestimmten Schriftgröße S und gegebenenfalls der Anzahl von Zeichen und der Schriftzeichentypen. Die maximale Be¬ schriftungshöhe Hiviax und maximale Beschriftungsbreite BMax legen ein imaginäres rechteckiges Textfeld fest.
Schritt c) Ermittlung eines Referenzpunktes R(x, y) in Abhängigkeit von der ma¬ ximalen Beschriftungsbreite BMax und der maximalen Beschriftungshöhe HMax in Bezug auf das lokale x-y-Koordinatensystem und der festgeleg¬ ten Beschriftungsposition BPos innerhalb oder außerhalb des Einheits¬ kreises. Die Referenzpunkte Rx für die x-Achse und Ry für die y-Achse werden wie folgt bestimmt Rx = (r ±BMax) x sin(a)
Figure imgf000011_0001
.
Dabei ist R der Radius des Einheitskreises, α die Winkelposition und
BMax die maximale Beschriftungsbreite und HMax die maximale Beschrif¬ tungshöhe. Eine Addition erfolgt, wenn BPos eine Beschriftung außer¬ halb des Einheitskreises festlegt. Für eine Beschriftung innerhalb des Einheitskreises erfolgt die Subtraktion.
Schritt d) Festlegen eines Zeichenpunktes Z (x, y) als Darstellungsposition, von dem ausgehend die Beschriftung nach oben und rechts von dem Zei¬ chenpunkt Z (x, y) fortschreitend angezeigt wird. Der Zeichenpunkt Z (x, y) ist ausgehend vom Referenzpunkt R (x, y) um die halbe maximale Beschriftungshöhe HMax nach unten und um die halbe maximale Be¬ schriftungsbreite BMax nach links versetzt:
Zx = Rx - B^ I l .
Ausgehend von dem Zeichenpunkt Z (x, y) wird die Beschriftung nach oben und rechts dargestellt, so dass der Zeichenpunkt Z (x, y) die linke untere Ecke des rechteckförmigen Textfeldes für die Beschriftung be¬ stimmt.
Die Figur 3 zeigt eine Skizze einer kreisförmigen Skala mit vier Beschriftungen 4a, 4b, 4c, 4d, deren Darstellungspositionen durch sukzessive Wiederholung des Verfah¬ rens gemäß Figur 2 berechnet und anschließend dargestellt werden. Es ist erkenn¬ bar, dass durch das Verfahren eine symmetrische, auf den jeweiligen Skalenstrich 3 bezogene Ausrichtung der Beschriftung 4 gewährleistet ist. Die Figur 4 lässt eine Skizze einer rotatorisch und translatorisch animierten Skala mit senkrecht zu einer Achse in Intervallen i aufgetragenen Skalenstrichen 3 erkennen. Die Skala ist auf einem Display 5 angezeigt, wobei ein kleinerer sichtbarer Darstel¬ lungsbereich 6 festgelegt ist, innerhalb der die Skala im Wesentlichen angezeigt werden soll.
Die Länge der Skalenstriche, insbesondere des ersten und letzen Skalenstrichs 3 hängt im Wesentlichen von dem Drehwinkel ß im Bezug auf eine erste Orientierung in y-Richtung, d. h. der vertikal ausgerichteten Skala ab. Die Position der Skala in dem festgelegten Darstellungsbereich 6 hängt weiterhin von einer Verschiebung in erster und/oder zweiter Orientierung, d. h. einer Verschiebung in x- und/oder y- Richtung ab.
Um nun die Darstellungsposition einer solchen rotatorisch und/oder translatorisch animierten Skala zu berechnen, wird das Verfahren gemäß Figur 5 ausgeführt.
In einem Schritt a) wird aus einem festgelegten sichtbaren Wertebereich WB der Skala und der Intervalleinteilung i die Skalenstrichanzahl N aus der Höhe des festge¬ legten Darstellungsbereiches 6 und der Intervalleinteilung i sowie dem vorgegebenen Wertebereich WB ermittelt, wenn die Skala in vertikaler Orientierung "ß=0" dargestellt ist.
In einem Schritt b) wird die notwendige Skalenstrichanzahl in Nn für eine maximal gedrehte Skala ermittelt. Eine maximale Drehung kann beispielsweise als Ausrich- tung definiert sein, bei der sich die Skala von der linken unteren bis zur rechten obe¬ ren Ecke des festgelegten Darstellungsbereiches 6 durch das Zentrum Z des Dar¬ stellungsbereiches 6 hindurch erstreckt. Die notwendige Skalenstrichanzahl in Nn berechnet sich aus der Anzahl der zusätzlichen Strecke erforderlichen Striche + der Anzahl der im Schritt a) ermittelten Skalenstrichanzahl N. Daher muss lediglich geo- metrisch die Differenz der Höhe des festgelegten Darstellungsbereiches 6 zur maxi¬ malen Länge im Darstellungsbereich 6 bei gedrehter Skala berechnet und hierfür die Anzahl zusätzlicher Skalenstriche als Verhältnis der Länge zum festgelegten Intervall i bestimmt werden.
In einem Schritt c) wird dann der Start-Skalenstrich anhand der anliegenden Ver- Schiebung entlang der Y-Achse bestimmt.
In einem Schritt d) werden dann die Darstellungspositionen für die Skalenstriche vom Start-Skalenstrich ST bis zur maximal darstellbaren Skalenstrichanzahl in Nn ermittelt und die Skalenstriche gegebenenfalls bereits dargestellt.
Mindestens für den ersten und den letzten Skalenstrich 3 werden die folgenden Schritte in einer Schleife wiederholt ausgeführt:
Schritt e): Bestimmen von jeweils drei Referenzpunkten PR des Skalenstrichs 3 an- hand des anliegenden Drehwinkels ß und der vertikalen Verschiebung der Skala, wobei mindestens die beiden Endpunkte des Skalenstrichs 3 und der mit der Ska¬ lenachse fluchtende Mittelpunkt als Referenzpunkt PR bestimmt werden.
Dann wird in einem Schritt f) für jeden Referenzpunkt PR überprüft, ob dieser außer- halb des festgelegten sichtbaren Darstellungsbereiches 6 liegt. Wenn es der Fall ist, wird keine Skalenbeschriftung dargestellt. Zudem wird der Skalenstrich bis zu einem neuen Referenzpunkt Pz gekürzt, der sich aus dem Schnittpunkt des Skalenstriches 3 mit dem Rand des festgelegten Darstellungsbereiches 6 ergibt.
Der darüber hinausgehende Skalenstrich 3 sowie die Skalenbeschriftung wird als unsichtbares Element IE ausgeblendet.
Ansonsten wird, wenn der Skalenstrich 3 innerhalb des Darstellungsbereiches 6 liegt, die Skalenbeschriftung unabhängig davon dargestellt, ob diese ganz oder teilweise außerhalb des Darstellungsbereichs 6 liegt. Die Figur 6 lässt eine lineare Skala erkennen, für die ein Minimalwert WBiWn und WBMax sowie ein Skalenintervall I vorgegeben ist. Sofern der Minimalwert WBMm oder Maximalwert WBMaχ nicht mit dem ersten und letzten darzustellenden Skalenstrich t zusammenfällt, wird ein Offset O ermittelt. Die am Start- bzw. Endpunkt nicht sichtba- ren Skalenstriche it werden dann auch nicht dargestellt.
Die Berechnung der Darstellungsposition der Skalenstriche t erfolgt nach dem in der Figur 7 dargestellten Flussdiagramm.
In einem Schritt a) wird anhand des Wertebereiches mit Minimalwert WBMin und Ma¬ ximalwert WBMax sowie eine durch einen Start- und Endpunkt festgelegte Strecke S der Skala das Verhältnis V der gesamten Skalenstrecke S zum Wertebereich WBMaχ - WBMIΠ ermittelt:
Figure imgf000014_0001
In einem Schritt b) wird aus der Intervalleinteilung I und dem Verhältnis V die Inter¬ valleinteilung in Zeicheneinheiten der Skala, z. B. cm oder Pixel bestimmt:
Iz - VxIA
wobei IA eine festgelegte Intervalleinteilung in Anzeigeeinheiten, z. B. m/s, ist. An¬ schließend wird in einem Schritt c) der Wert des ersten darstellbaren Skalenstriches in Zeicheneinheiten wie folgt ermittelt:
Ermitteln der Anzahl n der gesamten Intervalle ;
Figure imgf000014_0002
In Abhängigkeit des Vorzeichens von WBMIΠ wird die Anzahl n inkre- mentiert oder dekrementiert: n=n±1.
In Abhängigkeit, ob die Skala auf oder absteigend ist, wird eine weitere vorzeichenabhängige Korrektur durchgeführt: bei aufsteigender Skala und WBMm> n x lA:n=n+1 bei absteigender Skala und WBMin<n x IA:Π=Π-1 In einem Schritt d) erfolgt dann die Ermittlung des Offsets O vom Minimalwert WBMin des Wertebereichs bis zum ersten darstellbaren Skalenstrich t und/oder vom letzten darstellbaren Skalenstrich t bis zum Maximalwert WBMax des Wertebereiches in Zei- cheneinheiten. Dies kann anhand der Gleichung erfolgen:
0=WBMm-n x IA
Anschließend wird in einem Schritt e) in grundsätzlich bekannter Weise die Skala an den ermittelten Darstellungspositionen auf einem Display angezeigt.
Beispielsweise ergibt sich für eine Skala mit einer Skalenstrecke s von 10 cm, einem Wertebereich mit Minimalwert WBMin von 0,4 m/s und einem Maximalwert WBM3X von 10 m/s sowie einer Intervalleinteilung von IA= 1 m/s, dass der erste Skalenstrich bei dem Wert 1 m/s gezeichnet wird. Dies ist vom Minimalwert WBMIΠ der nächste ganz¬ zahlige Teiler des Anzeigeeinheitswertes für den ersten Skalenstrich zur Intervallein¬ teilung IA. Hieraus werden automatisch ein Offset O von 0,6 m/s und die richtige Startposition
StartPos = WBMm + O
ermittelt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum automatischen Generieren von grafisch dargestellten Anzeige¬ instrumenten für Mess-, Regel- und/oder Steuerungswerte, gekennzeichnet durch
a) Auswählen einer Anzeigeinstrumentenart; b) dynamisches Berechnen von Darstellungspositionen für Ablesehilfs- information in Abhängigkeit von der Art des ausgewählten Anzeige- instrumentes und von festgelegten Parametern; c) Generieren des ausgewählten Anzeigeinstrumentes mit den AbIe- sehilfspositionen an den berechneten Darstellungspositionen mittels jeweiliger klassifizierter Generierungsobjekte, und d) Anzeigen der Mess-, Regel- und/oder Steuerungswerte in Verbin- düng mit dem generierten Anzeigeinstrument auf einem Display.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , gekennzeichnet durch Berechnen der Darstel¬ lungsposition von Beschriftungen an kreisförmigen Skalen als Anzeigehilfsin¬ formation im Schritt b) mit den Schritten:
- Ermitteln der maximalen Beschriftungshöhe (KW) und maximalen Beschriftungsbreite (BMaχ) einer darzustellenden Beschriftung;
- Bestimmen eines Referenzpunktes (R(x, y)) der Beschriftung in Ab¬ hängigkeit von der maximalen Beschriftungsbreite (BMax), der maxi- malen Beschriftungshöhe (HMax), dem von einem Zentrum der kreis¬ förmigen Skala ausgehenden Radius (r) zu einem vorgesehenen Einheitskreis für Skalenstriche, und von den Winkelpositionen (a ) als Parameter;
- Festlegen eines Zeichenpunktes (Z(x, y)) als Darstellungsposition von dem ausgehend die Beschriftung nach oben und rechts von dem Zeichenpunkt (Z(x, y)) fortschreitend angezeigt wird, wobei der Zeichenpunkt (Z(x, y)) vom Referenzpunkt (R(x, y)) nach unten um die halbe maximale Beschriftungshöhe (KW) und nach links um die halbe maximale Beschriftungsbreite (BMax) versetzt ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Bestimmen des Referenz- punktes (Rx) in horizontaler Achse x eines lokalen Koordinatensystems für das
Display nach der Formel
Rx = (r ±BMax) x sm(a)
und des Referenzpunktes (Ry) in vertikaler Achse y nach der Formel
Ry = (r ±HMäx)x sύa(a).
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch dy- namische Ermittlung der Darstellungspositionen von rotatorisch und/oder translatorisch animierten Skalen im Schritt b) in Abhängigkeit des Drehwinkels der Skala und der Verschiebung der Skala von einer zen-trierten Anordnung in eine erste Orientierung, wobei mindestens für den ersten und letzen Skalen¬ strich eine Überprüfung erfolgt, ob Skalenstriche und/oder zugeordnete Ska- lenbeschriftungen in einem festgelegten Darstellungsbereich liegen, und eine
Skalenbeschriftung nur dann dargestellt wird, wenn der zugeordnete Skalen¬ strich vollständig im festgelegten Darstellungsbereich liegt, und ein Skalen¬ strich nur bis zum Schnittpunkt mit dem Rand des festgelegten Darstellungs¬ bereiches dargestellt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Berechnen der Darstel¬ lungspositionen von rotatorisch und/oder translatorisch animierten Skalen im Schritt b) mit den Schritten:
- Ermitteln der Anzahl von Skalenstrichen für eine Skala in einer ers¬ ten Orientierung in Abhängigkeit von einem festgelegten sichtbaren Darstellungsbereich für Anzeigehilfsinformationen und des anzuzei- genden Anzeigeinstruments in Abhängigkeit von einer festgelegten Intervalleinteilung;
- Ermitteln der notwendigen Anzahl von Skalenstrichen für eine von der ersten Orientierung ausgehend maximal gedrehte Skala; - Bestimmen eines Start-Skalenstrichs, von dem ausgehend die Skala dargestellt wird, aus der Verschiebung einer zentrierten Skala in Richtung der ersten Orientierung;
- Darstellen der Skalenstriche ausgehend vom Start-Skalenstrich, wobei mindestens für den ersten und letzten darstellbaren Skalen- strich eine
a) Bestimmung von Referenzpunkten mindestens für die äußeren Endpunkte und den Mittelpunkt des Skalenstriches in Abhängigkeit des Drehwinkels und der Verschiebung der Skala in erster und/oder zweiter Orientierung und b) Überprüfung erfolgt, ob Referenzpunkte außerhalb des sichtbaren Darstellungsbereichs liegen, wobei eine c) Darstellung einer Skalenbeschriftung nur dann erfolgt, wenn der der Skalenbeschriftung zugeordnete äußere Referenzpunkt innerhalb des sichtbaren Darstellungsbereichs liegt und ansonsten der Ska- lenstrich bis zum Schnittpunkt mit dem Rand des sichtbaren Dar¬ stellungsbereiches dargestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch dy- namisches Berechnen der Darstellungspositionen von sichtbaren Skalenstri¬ chen im Schritt b) mit den Schritten:
- Bestimmen des Verhältnisses der Länge der darzustellenden Skala zu einem durch einen festgelegten Minimalwert und Maximalwert bestimmten Wertebereich der Skala;
- Ermitteln eines Offsets zwischen dem Minimalwert und dem ersten darstellbaren Skalenstrich und/oder dem letzten darstellbaren Ska- lenstrich und dem Maximalwert in Abhängigkeit von einer festgeleg¬ ten Intervalleinteilung; und Darstellen der Skalenstriche beginnend von dem Offset in Abhän¬ gigkeit von der Intervalleinteilung und der Anzahl der darzustellen¬ den Skalenstriche an einer durch das bestimmte Verhältnis ermittel¬ ten Darstellungsposition.
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