Устройство для считывания графической информации
Г. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЬГОА-НИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ по авт.св. № 586474, отличающеес.я тем, что, с целью повышения точности считывания координат, оно содержит четвертый микрофон, четвертый блок измерения координат и блок сравнения расстояний, входы которого соединены с выходами первого, второго, третьего и четвертого блоков измерения координат, а выходы с одними из входов блока коррекции координат, другой вход которого подключен к выходу четвертого блока измерения координат, входы которого соединены соответственно с выходами генератора импульсов, электроакустического преобразователя и четвертого микрофона. 2. Устройство по п.1, о т л и чающееся тем, что блок сравнения расстояний содержит восемь элементов И, выходы которых являются выходами блока, и шесть схем сравнения , входы которых являются входами блока, выход первой схемы сравнения соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход.второй схемы сравнения подключен ко второму входу первого элемента И и первомувходу третьего элемента И, выход i третьей схемы сравнения соединен со вторым входом второго элемента И и (Л третьим входом третьего элемента И, выход четвертой схемы сравнения подключен ко вторым входам третьего и четвертого элементов И, выход пятого элемента И соединен с третьими входами второго и четвертого элементов И и вторыми входами пятого,.шестого , седьмого и восьмого элементов И , выход шестого элемента И подклюQD СО СО чен к третьему входу первого элемента И и первым входам третьего, пятого , шестого, седьмого и восьмого ел элементов И..
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (5Ц4 G 06 К 11/06 (Р 1 »
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ (61 ) 586474 (21) 3714676/27-24 (22) 11.03.84 (46) 15.09.85. Бюл. № 34 (72) А.В.Беликов, В.А.Маслюков и В.П.Сыч (71) Институт технической кибернетики АН БССР (53) 681 ° 327. 12 (088 8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 586474, кл.. G 06 К 11/06, 1975. (54) (57) 1.. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЬВА-.
НИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ по авт. св. № 586474, о т л и ч а ю щ е е с.я тем„что, с целью повышения точности считывания координат, оно содержит четвертый микрофон, четвертый блок измерения координат и блок сравнения расстояний, входы которого соединены с выходами первого, второго, третьего и четвертого блоков измерения координат, а выходы— с одними из входов блока коррекции координат, другой вход которого подключен к выходу четвертого блока измерения координат, входы которого соединены соответственно с выходами генератора импульсов, электроакустического преобразователя и четвертого микрофона.
2. Устройство по и.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения расстояний содержит восемь элементов И, выходы которых являются выходами блока, и шесть схем сравнения, входы которых являются входамИ блока, выход первой схемы сравнения соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход второй схемы сравнения подключен ко второму входу первого элемента И и первому входу третьего элемента И, выход третьей схемы сравнения соединен со вторым входом второго элемента И и третьим входом третьего элемента И, выход четвертой схемы сравнения подключен ко вторым входам третьего и четвертого элементов И, выход пятого элемента И соединен с третьими входами второго и четвертого элементов И и вторыми входами пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов
И, выход шестого элемента И подклочен к третьему входу первого элемента И и первым входам третьего, пятого, шестого, седьмого и восьмого. элементов И.
1 1179
Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности устройствам для считывания графической информации, основанным на измерении времени распространения ультразвуховой волны в воздухе и является усовершенствованием устройства по основному авт.св. 586474.
Целью изобретения является повышение точности считывания координат. !
О
На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — схема блока сравнения расстояний; на фиг. 3 — схема работы устройства, на фиг. 4 — поле ошибок измерения координаты Х в относительных единицах для известного устройства с двумя цилиндрическими микрофонами, расположенными в точках M и М и одним линейным микрофоном, расположен- ным на линии M M (фиг.3); на фиг. 5 — поле ошйбок измерения координат Х и У в относительных единицах для предлагаемого устройства с четырьмя цилиндрическими микрофонами, расположенными в точках M„, М,, И И! (фиг 3)е
Устройство для считывания графической информации (фиг.1) содержит электроакустический преобразователь
1, четыре цилиндрических микрофона
2-5, расположенных по углам планшета 6, генератор 7 импульсов, блоки 8-11 измерения координат, блок
12 коррекции координат, блок 13 срав-З5 нения расстояний, блок 14 управления и блок 15 возбуждения звуковых импульсов. Блоки 8-11 измерения координат содержат усилитель 16, амплитудный дискриминатор 17, триггер 18, 40 элемент И 19 и счетчик 20.
Блок 13 сравнения расстояний содержит схемы 21-26 сравнения и восемь элементов И 27-34.
Электроакустический преобразова- 4, тель 1 акустически связан с четырьмя цилиндрическими микрофонами 2-5, а электрически соединен с первыми установочными входами триггеров
18 блоков 8-11 измерения координат 50 и с выходом блока 15 возбуждения звуковых колебаний. Цилиндрические микрофоны 2-5 через усилитель 16, амплитудные дискриминаторы 17 подключены к вторым установочным входам триг-55 геров 18 соответствующих блоков 811 измерения координат. Счетчики
20 блоков 8-11 измерения координат
395 входами подключены к выходам соответствующих элементов И 19, одни вхо,ды которых Подсоединены к генератору 7 импульсов, а другие входы — к выходам соответствующих триггеров
18. Выходы счетчиков 20 блоков 811 измерения координат подключены соответственно к первым, вторым, третьим и четвертым входам блока 13 сравнения расстояний и блока 12 коррекции координат. Пятый и шестой входы блока 12 коррекции координат подключены соответственно к выходу блока 13 сравнения расстояний и к одному из выходов блока 14 управления, другой из выходов которого связан с входом блока 15 возбуждения звуковых колебаний.
Кроме того, первые и вторые входы схем 21-26 сравнения соединены с первым и вторым, первым и четвертым, вторым и третьим, третьим и четвертым, вторым и четвертым, первым и третьим входами блока 13 сравнения расстояний соответственно, а выходы схем 21-26 сравнения подключены соответственно к первым входам элементов И 27 и 28, к второму входу элемента И 27 и первому входу элемента
И 30, к второму входу элемента И 28 и третьему входу элемента И 29, к вторым входам элементов И 29 и 30, к третьим входам элементов И 28 и 30 и вторым входам элементов И 31 — 34, и третьему входу элемента И 27 и первым входам элементов И 29, 31-34, причем первые входы элементов И 2830, 32 и 33, вторые входы элементов
И 30, 32, 34 и третьи входы элементов И 29, 30 являются инверсными, а выходы всех элементов И 27-34 являются выходом блока 13 сравнения расстояний.
Устройство для считывания графической информации работает следующим образом.
Четыре цилиндрических микрофона
2-5 расположены на планшете 6 таким образом, что их центры образуют квадрат,сторона которого равна эталонному расстоянию а„,(фиг. 3).
Число минимальных единиц шкалы расстояний устройства, соответствующее эталонному расстоянию а,, хранится в памяти блока 12 коррекции координат.
7,9395 з 11
Измерение координат любой точки, например точки М (фиг.3), начинают с совмещения визира электроакустического преобразователя 1 с этой точки.
Затем нажимают кнопку, помещенную на корпусе преобразователя. При этом импульс запуска с блока 14 управления через блок 15 возбуждения звуковых колебаний поступает на преобразователь 1 и триггеры 18 блока
8-11. Электроакустический преобразо ватель 1 излучает короткий ультразвуковой импульс, триггеры 18 устанавливаются-в единичное состояние, разрешая прохождение импульсов заполнения от генератора 7 через элементы
И 19 в счетчики 20.
В моменты прихода ультразвуковой волны к микрофонам M 2-5 триггер 18 устанавливаются в "0" и поступление импульсов заполнения в счетчики 20 через элементы И 19 прекращается.
В блоке 13 сравнения расстояний производится сравнение содержимых счетчиков и определяется, какие из четырех зарегистрированных чисел должны быть использованы блоком 12 коррекции координат для вычисления координат Х и У считываемой точки с наименьшей ошибкой.
Ниже более подробно описывается работа блоков 12 и 13. Вычисление координат Х и У считанной точки в а
1/К а.
Эт (2) 25 (3) 30
-d d — d d + d 4/2 +d 4/2 + d 1 з г з г ,1г + с1г
4 Я
-dÐdÐ вЂ” dÐdÐ + d 4/2 + d 4/2 + d / г 1 4 4 г 5 р « р г
-dсР— dd +d 4/2+d 4/2+d4
1 4 Э 4 1 Э 4 ср «- р
Э .сру с1гс1г + с1 4/2 + d 4/2 + d4 э 4 э 2 4 3 р «,«г г. если d4 o d„d d5
С
В =
С
В =
С =
Х=а — В(Р4, Р) эР2 ) d,2 с d4H d (d>
Х = A(P» Рз)
У = В(Р„, Р,) если dz С d4 и d Соотношения (4) позволяют с наименьшей случайной ошибкой вычислять значения коэффициента коррекции К. с Во-вторых, по найденным истинным значениям Р, Р, Р, Р4 в блоке 12 коррекции вычисляются координаты считываемой точки. При вычислении координат Х или У точки М в системе блоке 12 коррекции координат по результат измерен и d14. diaz. d .,d записанным соответственно в счетчиках блоков 8-11 происходит в два 5 этапа. Во-первь!х, поскольку частота импульсов генератора 7 постоянная, а параметры воздуха меняются, то иэMepeHHbIe величины d4. dz 9 Й, 10 будут отличаться от истинных расстоя ний Р„, P, Р, Р4 на коэффициент К, характеризующий изменение скорости звука в воздухе, при изменении параметров воздуха, т.е.: Р„ = Kd4 2 2 (1) 5 Э Р = Ка,. 20 В блоке 12 осуществляется вычисление коэффициента К согласно соотношения (2) где а — вычисленное расстояние а с.. Значение а находится из соотношения (3) где B и С определяются из следующих соотношений: еслибы й„, d и д g д4, (4) еслиd2 )d3, d иdz 7 d, 4 если с1 4 7 dz d3 координат ХОУ (фиг.3) может быть использована одна из шести пар расстояний: Р4 Ра, Р1 Рэ э Р4 Р4, Р2Ð5, РсР4 э РЭР4 . Однако, как показывает расчет, при вычислении координат наименьшую случайную ошибку дадут только те пары расстояний, которые фигурируют в соотношениях (5), примененных в алгоритме работы блока 12. 1179395 В(Р Р ) А(Р„, Р.4) х= у = (5) если д .g d и Д а 4 х= у = если d 4 ий„-(d 1О B(p; p. ) - fp — (A(e. p. ) ) 1 1 1 ) Р; и Р являются результатами коррек3 ции измеренных величин d d d з d4 согласно (1). Как видно из соотношений (4) и (5), для вычисления в блоке 12 коэффициента коррекции и координат считанной точки с наименьшей случайной ошибкой необходимо сравнивать измеренные расстояния d d d d между 29 ЗУ 4 ду собой. Такое сравнение выполняет— ся в блоке 13 сравнения расстояний следующим образом. По команде от блока 14 управле— ния шесть схем 21-26 сравнения попарно сравнивают коды из четырех счет2 здесь А(Р,.1 Р.- ) 2аэт чиков 20. На выходах этих схем уровень логической единицы соответствует случаю, когда коды, поданные на вторые входы, больше или равны кодам, поданным на первые входы. Результаты сравнений с выходов схем 21-26 сравнения объединяются согласно схеме, показанной на фиг. 2, восемью элементами И 27-34. Комбинации значений на выходах элементов И 27-30 однозначно определяют те соотношен ме ду d, э d» d> dÔэкоторые имеют место в соотношенйях (4), а комбинации значений на выходах элементов И 31-34 однозначно определяют соотношения межцу d d d d 1 3» 4 используемые в (5) . Коды расстояний восьми элементов И 27-34 поступают в блок 12 и используются в нем в процессе обработки значений из счетчиков 20. 1379395 1 79395 /0ПП 100 гаа 5004ОО 900 боп 700 ЙИ У00 ИИ Щгг4 яао В00 700 хао îo ЗОО 20Ц 100 200 500 400 УЮ ИЮ F00 дд0 ИО 1000 Составитель В. Киселев Редактор И.Ковальчук . Техред М.Кузьма Корректор С.Черни Заказ 5679/53 Тираж 710 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4
