Устройство для считывания графической информации

 

О П И С А Н И Е Рп 4537I5

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЙЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 18.10.71 (21) 1706468/18-24 присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 15.12.74. Бюллетень ¹ 46

Дата опубликования описания 03.02.75 (51) М. Кл. G 06k Il/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.327.12 (088.8) (72) Автор изобретения

Э. К. Скворцов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ

ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и применяется для ввода графической информации в

ЭЦВМ, причем может быть использовано для кодирования в прямоугольных координатах как двумерной информации — графиков, чертежей, и т. п., так и трехмерной информации в виде объемных моделей.

Известно устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, визир-излучатель со схемой запуска, приемники ультразвука, соединенные с усилителями, генератор опорных сигналов с формирователями, счетчики и блок вывода кодов.

Приемники ультразвука известного устройства имеют пространственную протяженность (линии в двумерном варианте устройства, плоскости — в трехмерном).

Целью изобретения является повышение точности работы устройства, для чего в предлагаемом устройстве установлены точечные приемники ультразвука со сферической диаграммой направленности, фазосдвигатель, через который генератор опорных сигналов соединен с одним из формирователей меандров, триггеры вычитания частот, подключенные к счетчикам, к соответствующим усилителям и формирователям опорных меандров, интеграторы, соединенные с блоком вывода кодов и со счетчиками, и делитель частоты, подключенный к схеме запуска визира-излучателя и к одному из формирователей опорнык меандров, причем точечнь|е приемники ультразвука размещены на планшете на его координатных

5 осях и в точке их пересечения.

Блок-схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.

Устройство в двумерном варианте содержит планшет 1. визир-излучатель 2 и связан10 ные с ним через воздушную среду три точечных приемника ультразвука 3, размещенных на координатнык осях планшета и в точке их пересечения. С выходом генератора опорнык сигналов 4 соединены вкоды двух одинако15 вых формирователей 5 опорных меандров, один непосредственно, а другой — через фазосдвигатель 6. К выходу одного формирователя опорных меандров подключен вход делителя частоты 7, выход которого соединен со входом

20 схемы запуска визира-излучателя 8. Выход каждого приемника ультразвука подключен ко входу одной из трек одинаковых подсхем, содержащей усилитель 9, два триггера вычитания частот 10 и счетчик 11. При этом в

25 подскеме выкод усилителя соединен с двумя переключающими вкодами каждого из двух триггеров вычитания частот, дза запрещающих входа одного из этих триггеров подключены к выходам для прямого и инверсного

ЗО сигналов одного из формирователей опорных

453715

f

1 вв+ 1 в

65 меандров, а два запрещающих входа другого триггера подключены к аналогичным выходам второго формирователя. Выходы двух триггеров вычитания частот соединены с двумя входами счетчика. Кроме того, устройство содержит два одинаковых интегратора 12 и блок 13 выводов на перфоратор и в ЭЦВМ, причем выходы счетчиков через интеграторы соединены со входами блока вывода таким образом, что счетчик подсхемы, подключенной к приемнику ультразвука, размещенному в точке пересечения координатных осей планшета, соединен с обоими интеграторами, а каждый из двух остальных счетчиков подключен к другому входу только одного соответствующего ему интегратора.

Устройство работает следующим образом.

Объект кодирования крепят на планшете 1, затем совмещают центр визира-излучателя 2 с точкой 0, фиксированной на планшете, и после этого устанавливают нуль в интеграторах 12 и начальные значения расстояний от центра визира-излучателя — точки М до приемников ультразвука 3 в точках А, В, С в счетчиках 11. После выполнения этих операций координаты точек кодируемого объекта будут соответствовать координатной системе с началом в точке 0 . Если желают выбрать начало координат в другой точке планшета, например, точке О, то помещают после указанных операций визир-излучатель в точку О и повторно устанавливают нуль в интеграторах 12.

В процессе обвода визиром-излучателем линий кодируемого объекта изменяют расстояние МА, МВ, МС и, соответственно, задержки сигналов, посылаемых визиром-излучателем и принимаемых в точках А, В, С, относительно опорного меандра. Принятыи ультразвуковой сигнал с помощью усилителя 9, включающего настроенный на частоту излучаемых сигналов резонансный усилитель и схему для определения моментов перехода усиленного гармонического сигнала через нуль, превращается в периодическую последовательность импульсов длительностью порядка 0,2 мксек. Связь схемы запуска излучателя 8 с формирователем 5 опорных меандров через делитель частоты 7 обеспечивает излучение ультразвука на наиболее выгодной частоте с точки зрения дальности действия акустической связи между визиром-излучателем и приемниками ультразвука.

При неподвижном визире, например, в начальной точке 0, импульсы, поступающие с выхода усилителя 9 на переключающие входы двух триггеров вычитания частот 10, строго синхронизированы с опорными меандрами, поступающими на запрещающие входы этих же триггеров от формирователей 5. На одно плечо каждого триггера к моменту прихода переключающего импульса от усилителя действует запрещающий сигнал, в то время как переключающий импульс, действующий одновременно и на другое плечо триггера, запрсщаться не будет — на соответствующий запрещающий вход подается сигнал, инверсный по отношению к запрещающему. Ооа триггера при этом находятся в стабильном состоянии и не воздействуют на счетчик 11.

Если визир-излучатель смещают из начальной точки настолько, что изменение в задержке импульсов, поступающих с выхода усилителя 9 на переключающие входы триггеров 10, относительно опорных меандров оказывается равным четверти периода следования меандров, то один из триггеров обязательно переключается в другое состояние. Это обусловлено тем, что фазосдвигатель 6, через который генератор опорных сигналов 4 подключен к одному из двух формирователей 5, осущестт. вляет фазовый сдвиг сигналов на — . Следо2 вательно, отрезок времени между фронтами основного и сдвинутого по фазе опорных меандров равен одной четверти их периода, поэтому при указанном смещении визира-излучателя на запрещающих входах одного из триггеров к моменту прихода переключающего импульса от усилителя обязательно происходит смена сигналов: запрещающий сигнал действует на тот вход, на котором он раньше отсутствовал, и наоборот. Переключение одного из триггеров в другое состояние вызывает формирование одного импульса в счетчике 11, действующем по известной схеме последовательного реверсивного счета единичных перемещений, и сложение этого импульса — единичного перемещения с начальным значением расстояния от центра визира-излучателя до приемника ультразвука.

При непрерывном движении визира-излучателя с постоянной скоростью относительно приемника ультразвука на выходах триггеров вычитания частот будут прямоугольные сигналы с длительностью импульсов, равной половине периода следования, смещенные по фазе относительно друг друга на четверть периода следования и имекнцие частоту где jo — частота опорных меандров, V, — скорость движения визира-излучателя, V„ — скорость звука в воздухе.

Формула (1) получена из общеизвестной формулы, описывающей явление Допплера при движущемся источнике излучения. Частота f равна разности частот излучаемого и принимаемого сигналов, умноженной на коэффициент деления частоты опорного меандра при передаче этого сигнала к визиру-излучателю.

Таким образом, в любой момент времени в трех счетчиках 11 будут содержаться действительные значения расстояний МА, МВ и

453715

МС. Переход от этих величин к координатам

Х и Y осуществляется по формулам (МВ) — (МА)

2АВ (2) (МС)2 (МВ)2 (3)

2ВС где АВ и ВС вЂ” расстояние между приемниками ультразвука в точках А и В, В и С, соответственно; Хо и Y — начальные значения координат.

Вычисления по формулам (2) и (3) производятся путем цифрового интегрирования величин МА, МВ и МС по их приращениям и алгебраического суммирования двух интегральных сумм при получении одной координаты. Обе эти операции выполняются в одном интеграторе 12 для координаты Х и аналогично в другом интеграторе 12 для координаты 1 . Деление на АВ и ВС производится путем отбрасывания младших разрядов кодов

Х и Y. Коды Х и Y из интеграторов поступают в блок 13 вывода кодов, откуда они выдаются параллельно-последовательно на перфоратор и параллельно в ЭЦВМ. Команду на вывод кода вырабатывает сам блок 13, производя проверку кода Х или Y или кода Х и Y одновременно на кратность заданному приращению координаты. В режиме разового кодирования команду на вывод кода подает оператор.

Трехмерный вариант предлагаемого устройства включает полностью двумерный вариант и содержит дополнительно точечный приемник ультразвука 3, размещенный в точке Р оси OZ, проходящей через точку В планшета, усилитель 9, два триггера 10, счетчик 11 и

5 интегратор 12. Координата Z может быть вычислена по формуле

Z= (МВ)- — (М0)

4о

2BD (4) 10

Предмет изобретения

Устройство для считывания графической

15 информации, содержащее планшет, визир-излучатель со схемой запуска, приемники ультразвука, соединенные с усилителями, генератор опорных сигналов, счетчики, блок вывода и формирователи, о т л и ч а ю щ е е с я

20 тем, что, с целью повышения точности работы устройства, оно содержит фазосдвпгатель, соединенный непосредственно и через генератор опорных сш цалоь с формирователями опорных меапдров, триггеры вычитания час25 тот, подключенные к счетчикам, к соответствующим усилителям и формирователям опорных меандров, интеграторы, соединенные с блоком вывода и со счетчиками, делитель частоты, подключенньш к схеме запуска впзи30 ðà-излучателя и к одному пз формирователей опорных мсандров, а точечные приемники ультразвука размещены на планшете на его координатных осях и в точке их пересечения.

453715

1 !

1 !

Составитель Т. Ничипорович

Техред Г Васильева Корректор Н. Стельмах

Редактор Е. Cr„.àíîâà

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 71/10 Изд. № 1945 Тираж 624 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5