Способ считывания графической информации и устройство для его осуществления(его варианты)

 

Союз Советских

Сощиалнстическмх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рп877585 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 110779 (21) 2796618/18-24 с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

Опубликовано 301081 Бюллетень No 40

Дата опубликования описания 301081

G 06 К 11/00

Государственный комитет

СССР по делан изобретений и открытий (SZ) YAK 681.327.. 12 (088. 8) Г. И.Алексеев, Б.я.Жевелев, В.я.Зенин, В.И.Тихонейко(,,ф, и П.И.Светлов

,, "" " р, ГФт; . с. газ и, (J

J ...

Центральное конструкторское бюро с опытным производствой

АН Белорусской ССР (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (5 4 ) СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, например, для создания автоматизированных устройств ввода в электронно-вычислительную машину (3BM) графической информации.

Известен способ считывания графической информации, основанный .на дискретизации поля считывания с установлением соответствия каждой координатнос шине элементарной окрестности, равной шагу квантования в направлении соответствующей координатной оси (1).

Недостаток этого способа — боль- 15 шая абсолютная погрешность измерения координат, зависящая от шага укладки координатных шин. Поскольку последние имеют конечные размеры и должны быть изолированы друг от дру" 20

ra, этот шаг не может быть выбран достаточно малым. Точность измерения координат составляет при этом величину 0,3-0,5 мм.

Наиболее близким по технической 25 сущности к предлагаемому техническому решению является способ считывания графической информации, основанный на разбиении поля считывания на дискретные зоны, формировании 30 электромагнитного поля в зонах считывания и. преобразования егб в электрические сигналы с амплитудами, пропорциональными расстояниям от считываемой точки до границы соответствующей дискретной зоны для считывания (21.

Устройство, реализующее известный способ, содержит планшет с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управления и индуктивно связанных со съемником информации, подключенным к одним из входов аналогового блока памяти и блока управления, интеграторы и сумматор (2) .

Недостатками известного способа и устройства являются недостаточные точность и быстродействие считывания.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия.

Указанная цель достигается в предлагаемом способе тем, что интегрируют электрические сигналы, суммируют проинтегрированные сигналы с одним из электрических сигналов и по полученному суммарному сигналу судят о координате считываемой точки.

877585

Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для считывания графической информации, содержащем планшет е двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управления и индуктивно связанных со съемником информации, подключенным к одному из входов аналогового блока памяти и блока анализа и управления, интеграторы и сумматор, выходы аналогового блока памяти соединены со входами интеграторов, выходы которых подключены к одним иэ входов сумлатора, другой вход которого подключен к соответствункчему выходу аналогового блока памяти, другой !5 вход которого соединен с выходом блока анализа и управления, другой вход которого подключен к выходу сумматора.

Указанная цель достигается тем,, ф что в устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управ- 2 лення и индуктивно связанных со съемником информации, подключенным к одному из входов блока анализа и управления и аналогового блока памяти, интегратор и суматор, введен дополнительный. сумматор, входы которого соединены с выходами аналогового блока памяти, выход которого подключен ко входу интегратора, выход которого соединен с .одним из входов сумматора, другой вход которого подключен к вы- З5 ходу аналогового блока памяти, а выход - к другому входу блока анализа и управления.

На фиг. 1 и 2 представлены блок-схема устройства, реализующих 4Q предлагаемый способ, представляющие собой варианты; íà Фиг. 3 показан фрагмент координатной матрицы, в которую вмонтированы координатные шины и съемник координат, а также графики зависимости сигнала ЭДС от координатыу на; фиг. 4 показаны граФики сигналов в характерных узлах схемы устройства по фиг.l, реализующего предлагаемый способ; на Фиг. 5 — О показаны графики сигналов в характерных узлах схемы устройства по фиг.2.

В Состав первого устройства (фиг.l) входят планшет 1 с двумя группами от ортогонально ориентированных координатных шин, (Х и У), связанных с выходами блока 2 анализа и управления, съемник 3 информации, связанный индуктивно с координатными шинами планшета 1, аналоговый блок 4 памяти,gp входами подключенный к съемнику 3, интеграторы 5,и 6 аналоговых сигналов, входами связанные с выходами блока 4, а выходами - со входами сумматора 7, дОполнительным входом подключенного к выходу блока 4, а выходом — к блоку 2 анализа и управления.

Второе устройство для считывания графической информации, реализующее указанный способ (фиг.2), аналогично устройству на фиг.l содержит планшет

1 с двумя группами ортогонально ориентированных координатных IHH (Х и У)

1 связанных с выходами блока 2 анализа и управления и индуктивно связанных со съемником 3 информации, подключенным к одним из входов блока 4 памяти и блока 2 анализа и управления, интегратор 5, сумматор 7, кроме того, содержит дополнительный сумматор 8, установленный между аналоговым блоком

4 памяти и интегратором 5.

Предлагаемый способ поясняется на примере работы устройства по Фиг.l.

Устройство для считывания графической информации (фиг.l) работает следующим образом.

В исходном состоянии счетчики. координат Х и У блока 2 анализа и управления установлены в нулевое состояние, а координатные шины обесточены. С момента пуска устройства, последовательностью импульсов тока, вырабатываемых в блоке 2 анализа и управления, производится поочередная коюлутация координатных шин Х. Количество импульсов этой последовательности подсчитывается счетчиком координаты Х блока 2 и фиксируется в нем в виде кода координаты коммутируемой шины в его старших разрядах При этом поочередно через каждую шину пропускаются импульсы тока, а в окружающем ее пространстве создается переменное электромагнитное поле.

В момент времени t (фиг.4) коммутации i-ой (i-1,...,n)шины Х,находящейся в установленной. зоне считывания, создается электРомагнитное поле, достаточное для проведения измерений интенсивности. Сигназг ЭЛС е; (фиг 3), наведенный в съемнике 3, поступает одновременно в блок 4, расширяясь по длительности (запоминается), и в

-блок 2 анализа и управления. По этому сигналу в счетчике координаты Х блока 2 Фиксируется Фоордината (i-1)ой шины, после чего производится ее возбуждение импульсом тока. В результате возбуждения (i-1)-ой шины в момент времени kg в съемнике 3 наводится сигнал ЭДС вэаимоиндукции еj (фиг.3), противоположной отношению к е; полярности (в частном случае,при е„„= 0, сигнал е; = .е;. „«) . Поступая в блок. 4, сигнал е „ „, подобно сигналу е „., расширяется по длительности.

Сигналы е„. „ и е, расширенные по длительности и имеющие амплитуды

0„„(t) и u„ {t) (фиг.4), поступая в момент времени t „ на входы интеграторов 5 и 6 с соответствующих выходов блока 4, интегрируются. При этом

877585 на выходе интегратора 5 образуется линейно-изменяющийся сигнал р U; ., (") «=РП„.,() а на выходе интегратора 6 — линейно изменяющийся сигнал

П (О = р) U . (t) «=рБ„. (t) «-2 ), ® где р — соответствующим образом подобранная постоянная времени .интегрирования интеграторов

5 и 6;

f0 время начала интегрирования (для удобства в дальнейшем будем полагать р-1) .

Сигналы П„(О и V<(t) суммируются сумматором 7 с сигналом V„(t). 15

На выходе сумматора 7 вырабатывается суммарный сигнал окрестности оси, сигналы е;, либо е, f (фиг. 3) имеют малые значения амплитуд, близкие либо равные нулю. В этом случае на точности считывания координат существенно сказывается воздействие

5 сигнала помехи-от невозбужденных координатных шин, сравнимого по амплитуде с е; „или е „.. В таком случае в блоке 2 предусматривается соответствующая логическая схема, которая при определенных значениях сигналов, меньше выбранного порогового значения е(;11 „„или е „- „ вырабатывает управляющий сигнал, по которому измерение координат производится в результате коммутации соседних (i-2)-ой и (1+1) -ой.щин. В этом случае амплитуды наведенных

ЭДС е; и е „+„ больше максимально возможных амплитуд сигналов е(„ и е;, и точность считывания координат соответственно высока.

Рассматриваем функционирование предлагаемого устройства в другом варианте его исполнения (фиг.2).

Порядок работы устройства до момента формирования сигналов V; (t) и U(„(t) аналогичен ранее рассмотренному.

После появления на выходах блока

4 сигналов V,.(t), V; gt) дополнительным сумматором 8 производится их алгебраическое суммирование, в результате чего на его выходе в моменты времени t) ) t„ образуется суммарный сигнал

U„.(t) =U; (2) — U;„(t), t. ) „, (4)

Интегратором 5 производится интегрирование сигнала V,..„(t) .

Результат интегрирования - сигнал, «) = );.„«) «-П,«) (t —,) ()

4111 суммнруется сумматором 7 с сигналом

U; (t) .

Сумматорный сигнал U< t

= u< (t)(t — t<) (6) линейно. изменяющийся от уровйя vg (t) до u gt), поступая в блок 2, служит для определения координаты считываемой точки графического изображения таким же образом, как это происходит в пеРвом устройстве.

Таким образом, показано, что предлагаемый способ считывания графической информации и устройство для его осуществления обеспечивают существенное (a R .2"ðàý, )с ) 1) повышение быстродействия при одновременном повышении точности. В свою очередь повышение быстродействия увеличивает производительность считывания графической информации и обеспечивает определенный экономический эффект. формула изобретения

1. Способ считывания графической информации, основанный на Разбиении.

U (t) Ц1 (t)+(t t) fv1 .(t)+ v(,(t) ) (э) линейно изменяющийся от ц; () до 20 (t). Время t„" t„,пропорциональ- . ное изменению сигнала от величины, равной У;„, до момента смены его полярности (перехода через ноль), Фиксируется в младших разрядах счетчика координаты Х блока 2 в виде кода, числовой эквивалент которого соответствует,расстоянию от (i-1)-ой координатной шины до проекции центра съемника координат на плоскость матричного планшета.

В момент времени t <, соответствующий сиене полярности сигнала U, по сигналу U (t) (фиг.4), вырабатываемому блоком 2, счетчик координаты

Х блока останавливается. Код, .зафиксированный в нем в момент останова, соответствует измеренной координате

Х считываемой точки графического изображения. Сигналом U (t),"çàäåðжанным относительно сигнала vê(t) 40 на время —, производится запуск устройства для измерения координаты

У., которое производится в аналогичной последовательности.

Для ноРмальной Работы схемы устРой-45 ства (фиг.1) необходимо, чтобы участок амплитудной характеристики съемника 3 в пределах шага координатных шин был линеен. Как показывают расчеты и экспериментальная проверка, эта линейность всегда имеет место вблизи перехода амплитудной характеристики съемника 3 (фиг.3) через ноль и для съемника, имеющего, например, радиус индукционной катушки r = 25 мм,,составляет величину порядка а а, 15-20 мм 55

При соответствующем выборе шага укладки координатных шин работа устройства происходит на линейном. участке амплитудной характеристики съемника координат и точность считывания обесйечи- р вается всегда.

При некоторых положениях съемника координат, когда проекция его центра находится над осью (i-1)-ой либо

i-ой координатной шины или в ближайшейЫ

877585 поля считывания на дискретные эоны, формировании электромагнитного поля в зонах считывания и преобразовании его в электрические сигналы с амплитудами, пропорциональными расстояниям от считываемой точки до границы соответствующей. дискретной зоны поля считывания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия считывания, интегрируют электрические сигналы, суммируют проинтегрированные сигналы с одним иэ электрических сигналов и по полученному суммарному сигналу судят о координате считываемой точки.

2. Устройство для считывания графической информации, содержащее план- 1 5 шет с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управления и индуктивно связанных со съемником информации, подключенным к - 2п одному иэ входов аналогового блока памяти и блока анализа и управления, интеграторы и сумматор, о т л и ч а— ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устрой- ства, выходы аналогового блока памяти соединены со входами интеграторов, выходы которых подключены к одним из входов сумматора, другой вход которого подключен к соответствующему выходу аналогового блока памяти, другой

ЗО вход которого соединен с выходом блока анализа и управления, другой вход которого подключен к выходу сумматора.

3. Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управления и индуктивно связанных со съемником информации, подключенным к одному из входов блока анализа и управления и аналогового блока памяти, интегратор и сумматор, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит дополнительный сумматор, входы которого соединены с выходами аналогового блока памяти, выход которого подключен ко входу интегратора, выход которого соединен с одним иэ входов сумматора, другой вход которого подключен к выходу аналогового блока памяти, а выходк другому входу блока анализа и управ.ления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Чеголин П.М. и др. Автоматизация преобразования сложных форм графической информации, Минск, Наука и техника, 1973, с. 112.

2. Полуавтомат кодирования графической информации ПКГИО. Техническое описание. ОМ3.044.703 ТО (прототип). 877585

ЮМ

Редактор Е. Папп

Закаэ 9618/75 Тираж 748 Подписное.

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 а®

0 °

ФИ д ° ii и.®

0 ° ° °

Составитель В. Киселев

Техред Ж..Кастелевич Корректор А. Гриценко