Устройство для считывания и распознавания изображений на карте с электропроводящими элементами

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ И РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА КАРТЕ :С ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ, со:держащее планшет с контактными площадками , блок определения координат, одни из входов которого соединены с 1вых6дами coofветствующего датчика положения координатного механизма, а информахцюнные выходы - с одними из входов блока выдачи кодов, сканирукмций элемент и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и помехозащищенности , оно содержит последовательно соединенные счетчик и дешифратор , а также последовательно включённые шифратор и элемент ИЛИ, выход которого и выходы шифратора соединены с другими входами блока выдачи кодов, входы шифратора подключены к контактным площадкам планшета, входы блока управления соединены с выходами датчиков положения координатного механизма, а выходы - с входами управления координатного механизма, входом счетчика и управляищими входами блока определения координат , другой вход которого подключен к одному из выходов депмфратора, другие выходы которого соединены с входами сканирующего элемента. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что сканирующий элемент вьшолнен в виде ряда контактных линейно расположенных элементов. isd 4; 00 4 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3613665/24- 24 (22) 11.05.83 (46) 15 ° 11.84. Бюл. Ф 42 (72) Н.В.Горячкин, В.С.Гриценко, В.Я.Зенин и М.Е.Синькевич (71) Институт технической кибернетики

АН БССР (53) 681.327.12(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 456283, кл. G 06 К 11/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 807354, кл. G 06 К 11/00, 1981 (прототип). (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ

И РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА КАРТЕ

С ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ, содержащее планшет с контактными пло-! щадками, блок определения координат, ,одни из входов которого соединены с

:выходами соответствующего датчика положения координатного механизма, а информационные выходы — с одними из входов блока выдачи кодов, скани ц G 06 К 11/00; С 06 K 9/00 рующий элемент и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и помехозащищенности, оно содержит после" довательно соединенные счетчик и дешифратор, а также последовательно включенные шифратор и элемент ИЛИ, выход которого и выходы шифратора соединены с другими входами блока выдачи кодов, входы шифратора подключены к контактным площадкам планшета, входы блока управления соединены с выходами датчиков положения координатного механизма, а выходы — с входами управления координатного меха низма, входом счетчика и управляющи" ми входами блока определения координат, другой вход которого подключен к одному из выходов дешифратора, другие выходы которого соединены с входами сканирующего элемента.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что сканирующий элемент выполнен в виде ряда контактных линейно расположенных элементов.

1124348

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированньас картографических системах для автоматического считывания и распознавания элементов содержания карт.

Известны устройства для счить1вания и распознавания картографических изображений, содержащие оптически связанные источник излучения и опто- 10 электронный блок считывания с шаговым ,приводом, соединенный с дешифратором, блок формирования значений функций, соединенный с блоком выдачи координат, буферный блок памяти, соединенный с 15 блоками регистрации и управления, блок формирования координаты, вход которого подключен к дешифратору, а выход — к блоку выдачи координат 1).

Основной недостаток этих устройств связан с необходимостью изготовления карт, на которых классификационный признак элементов содержания закладывается в оптические, магнитные и другие свойства изображений или в способ их начертания (при черно-белом исполнении). Процесс получения таких карт черезвычайно трудоемок, а методы .их считывания и распознавания обеспечивают идентификацию только типа изо30 линий.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для считывания и распознавания изображений на карте с электро-35 проводящими элементами, содержащее первый планшет для размещения на нем карты, элементы содержания которой выполнены электропроводящими и соединены с конта." тными площадками этого 40 планшета, второй планшет, расположенный в одной плоскости с первым и формирующий электромагнитное поле для измерения координат, координатный механизм перемещения, установлен-45 ный на планшетах и связанный с кареткой, на которой установлен съем-ййк координат, с помощью электромагнитного поля связанный со вторым планшетом и соединенный с блоком on- 50 ределения координат, информационные. выходы которого подключены к соответствующим входам блока обмена информацией, блок задания высот изолиний, выходы которого через контакт- 55 ные площадки первого планшета подключены к электропроводящим элементам содержания карты, и вторую каретку, жестко механически связанную с первой, имеющую контактный датчик, вхо-. дящий в соединение с элементами содержания карты, подключенный к одному из выходов блока определения координат и к управляющему входу блока обмена информацией 2 .

Недостатками этого устройства являются сложная конструкция, малое быстродействие и низкая помехозащищенность.

Целью .изобретения является повышение быстродействия и помехозащищенности при считывании и распознавании элементов содержания карты.

Указанная цель достигается тем, что устройство для считывания и распознавания изображений на карте с электропроводящими элементами, содержащее планшет с контактными площадками, блок определения координат, одни иэ входов которого соединены с выходами соответствующего датчика положения координатного механизма, а информационные выходы — с одними иэ входов блока выдачи кодов, сканирующий элемент и блок. управления, содержит последовательно соединенные счетчик и дешифратор, а также последовательно включенные шифратор и элемент ИЛИ, выход которого и выходы шифратора соединены с другими входами блока выдачи кодов входы шифратора подключены к контактным площадкам планшета, входы блока управления соединены с выходами датчиков положения координатного механизма, а выходы — со входами управления координатного механизма, входом счетчика и управляющими входами блока определения координат, другой вход которого подключен к одному из выходов дешифратора, другие выходы которого соединены со входами сканирующего элемента.

Кроме того, сканирующий элемент выполнен в виде ряда контактных линейно расположенных элементов.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит планшет 1 с электропроводящими контактными площадками, специально подготовленный, например, по технологии печатных плат, носитель 2 информации (карту), блок 3 управления, состоящий из схемы 4 управления сканированием, содер жащей наборное поле из двух групп 5

3 1243 и 6 тумблеров, задающих формат области сканирования, кнопку 7 ПУСК, переключатели 8 и 9 для задания направления обхода поля считывания, триггер

10 установки направления движения исполнительного механизма по координате У, триггер 11 установки направления движения исполнительного механизма по координате Х, триггер 12 с формирователем 14, осуществляющие 1О запись кода рассогласования в счетчик 16, и триггер 13 с формирователем 15, осуществляющие запись кода рассогласования в счетчик 17, счетчика 16 управления поперечным (по оси 15

ОУ) и счетчика 17 управления продольным (по оси QX),перемещениями сканирующей головки, триггера 18 управления, дешифраторов 19 и 20 и генератора 21, координатный механизм 22, состоящий из цифроаналогового преобразователя 23 величины рассогласования по координате У, цифроаналогового преобразователя 24 величины.рассогласования по координате Х, усили- 25 телей тока 25 и 26,.механизма 27 поперечного и механизма 28 продольного перемещения каретки, датчика 29 положения каретки по кобрдинате У и датчика 30 положения каретки по координате Х, каретку 31 со сканирующим элементом (на фиг. 1 не показан), блок 32 определения координат, сос тоящий иэ счетчика 33 числа элементов разложения по строке локальной ра3 вертки, счетчика 34 числа полос сканирования локальной разверткой и счетчика 35 числа строк в полосе сканирования, схему 36 выдачи кодов, состоящую из регистра 37 координат Х, 4О регистра 38 классификационных признаков, регистра 39 координат У и элемента 40 задержки, блок 41 локальной развертки, включающий в себя счетчик

42 и дешифратор 43, и блок 44 форми- 5 рования классификационных признаков, состоящий из шифратора 45 на основе диодной матрицы и .многовходного элемента ИЛИ 46.

Планшет 1 служит для закрепления 5О носителя информации и обеспечения надежного соединения его контактных площадок с контактными площадками но. сителя.

Носитель 2 информации является 55 специализированным.и изготавливается,. например, из лавсановой пленки,. эле ;менты содержания карты на лицевой

48 Ъф стороне носителя выполнены металлизированными и через соединительные электропроводящие дорожки на его TbUIb ной стороне соединены с контактными площадками .

Блок 3 обеспечивает управление координатным механизмом 22, блоком 32 определения координат и блоком 41 локальной развертки.Координатный механизм 22 осуществляет перемещение каретки в пределах поля считывания по сигналам блока 3 управления и формирование сигналов обратной связи для точного позиционирования каретки.

Каретка 31 предназначена для установки на ней сканирующего элемента, состоящего из ряда элементов сканирования, расположенных в линию.

Блок 32 предназначен для формирования кодов координат.

Схема 36 служит для фиксации кодов координат, кодов классификационных признакоВ и формирования сигнала сопровождения (синхросигнала) при передаче их в ЭВИ (на.чертеже не показана) .

Блок 41 локальной развертки предназначен для организации периодичес" кого опроса элементов сканирования по строке локальной развертки.

Блок 44.по сигналам с контактных площадок планшета 1 формирует классификационные коды (коды принадлежности сканируемых точек к соответствующим контурам изображения) и сигнал переписи их, а также содержимого счетчиков блока 32, в выходные регистры схемы 36.

Устройство работает следующим образом.

Размещают носитель 2 информации на рабочем поле планшета, совмещают контактные площадки карты с контактными площадками планшета, включают средство прижима носителя к полю считывания, например вакуумную установку (на чертеже не показана), обеспечивающую соединение контактных площадок карты и планшета, включают. устройство и производят начальную установку сканирующей головки, например, в левый нижний угол карты.

Устанавливают с помощью группы тумблером 5 длину полосы сканирования, а с помощью тумблеров 6 — ширину полосы сканирования (задают коды рассогласования по координатам Х и У), с

5 11243 помощью переключателей. 8 и 9 задают направление обхода выбранного формата поля считывания, включают устройство и произвоДят нАчальную установку триггеров 12 и 13 (цепи начальной установ-5 ки не показаны}. Запускают устройство с помоЩью кнопки 7 ПУСК. При этом происходит установка триггеров 10 и 11 в заданное переключателями 8 и 9 состояние. Триггер 12 через формиро-. 10 ватель 14 передает на счетчик 16 управляющий сигнал, по которому код рассогласования с тумблерного набора5 переписывается в счетчик 16, а триггер 18 переключается и запускает. !5 генератор 2f. Из счетчика 16 код рассогласования поступает на цифроаналоговый преобразователь 23, сигнал с выхода которого через усили. тель тока 25 приводит в движение ме- 20 ханизм 27 поперечного перемещения каретки. Каретка 31 начинает переме. щаться по оси ОУ. Одновременно с вы хода генератора 21 импульсы счета начинают поступать в счетчик 42 блока 25

41 локальной развертки и счетчик 33 блока 32 определения координат. С помощью дешифраторь 43 коды счетчика

42 преобразуются в сигналы, поступающие последовательно на каждый из 30 электродов сканирующего элемента, и тем самым осуществляется локальная развертка считываемого изображения.

Текущие координаты положения скани рующего ssrempopa записываются s . 35 счетчик 33 блока 32. Управление сканированием организовано таким образом, что за время опроса (по оси OX) одной строки локальной развертки каретка 31 иеремещается вдолЬ полосы 0 сканирования (по оси ОУ) на один минимальный шаг. Механизм 27 поперечного перемещения механически связан с датчиком 29 положения, который через каждый минимальный шаг перемещения каретки вырабатывает импульс обратной связи,:постУпающий на вычи тающий вход счетчика 16 йа суммирующий вход счетчика 35. По мере перемещения каретки код рассогласования на выходе счетчика 16 уменьша-. ется и, когда он становится равным нулю, механизм 27 останавливается, сигнал дешифратора 19 переключает триггер 10, устанавливает триггер 12 в исходное состояние и переключает триггер 13, который через форми. рователь 15 передает на счетчик 17 управляющий сигнал, по которому код рассогласования тумблерного набора

6, равный числу элементарных шагов, необходимых для смещения каретки по оси ОХ, переписывается в этот счетчик, а триггер 18 возвращается в исходное состояние и запирает генера-тор 21. Локальная развертка прекращается, код. рассогласования счетчика

17 поступает на цифроаналоговый преобразователь 24, сигнал с выхода которого через усилитель тока 26 управляет перемещением механизма 28 продольного (по оси ОХ) перемещ ния каретки 31.

Каретка начинает перемещаться на следующую полосу сканирования. Механизм 28 механически связан с датчиком

30, котЬрый .через каждый минимальный шаг перемещения каретки по оси ОХ вырабатывает импульс обратной связи, поступающий на вычитающий вход счетчика 17. По мере перемещения каретки на следующую полосу сканирования код рассогласования .на выходе счетчика

:17 уменьшается и, когда он становится равным нулю, механизм 28 останав ливается, дешифратор 20 заносит в счетчик 34 единицу, устанавливает триггер. 13 в исходное состояние и переключает триггер 12, по выходному . сигналу которого в счетчик 16 вновь переписывается код рассогласования с тумблерного набора 5, а триггер 18 запускает генератор 21, происходиг перемещение каретки 31 вдоль второй полосы сканирования в обратном (по оси ОУ) направлении. При этом импульсы с датчика 29 поступают на вычитающий вход счетчика 35 и все описанные процессы повторяются.

Считывание и распознавание элементов содержания карты при движении ° вдоль полосы сканирования осуществляется следующим образом.

Импульсы -с генератора 21 поступают в блок 41 который обеспечивает последовательный опрос элементов сканирования, расположенных на каретке 31. Электрический контакт элементов сканирования с элементами содержания карты приводит к возникновению на элементах .содержания карты электрических сигналов. Эти сигналы через соединительные дорожки на тыльной стороне карты и через контактные площадки карты 2 и планшета 1 постчпают

1124

7 на соответствующие входы блока 44 формирования классификационных признаков. Выходной код блока 44 зависит от того, на каком из его входов появится сигнал. Поскольку на карте элемен- ты содержания одного класса, например . изолинии одинакового уровня, объединены между собой соединительными дорожками и подключены к одной контактной площадке, .а другим элементам со- 10 держания карты соответствуют свои контактные площадки, то каждому одноименному контуру сканируемого изображения присваивается соответствующий код (классификационный признак). 15

В момент пересечения строкой ло- . кальной развертки одного из элементов содержания карты сигнал с соответству. ющей контактной площадки планшета 1, пройдя шифратор 45 и элемент ИЛИ 46, gp осуществляет запись кода, формируемого шифратором 45, в регистр 38, а также переписывает содержимое счетчика 33 числа элементов разложения по строке локальной развертки и счетчика2Б

34 числа полос сканирования в регистр 37 координат Х, а содержимое счетчика 35 числа строк локальной развертки — в регистр 39 координат У.

В результате в схеме 36 выдачи кодов в момент каждого пересечения элемента содержания карты строкой сканиро348 8 вания формируются коды координат сканируемой точки и код принадлежности точки к даннсму контуру изображения (классификационный признак) ° Сигнал с элемента 40 задержки сопровождает информацию со схемы 36 при передаче в ЭВМ.

Сканирование изображения продолжается до полного покрытия карты растром.

В предложенном устройстве уменьшены габариты и вес координатного механизма, а, значит, и его энергетические затраты, повышено быстродействие и помехозащищенность считывания и распознавания элементов содержания карты.

Быстродействие устройства по сравнению с известным возрастает во столько.раз, сколько элементарных датчиков установлено в сканирующей головке.

Помехозащищенность устройства увеличивается за счет использования цифрового (а не аналогового) способа кодирования элементов содержания карты. Действительно, в предлагаемом устройстве электрический сигнал на элементах содержания карты принимает только два значения, соответствующих двум логическим уровням: "1" или "0".

1124348

ВНИИПИ Заказ 8284/40 Тиразк 698. Подписное

Филиал ППП "Патввт" ° г.Умгород, уа.Проектная, 4