Устройство для считывания графической информации

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е (!1>920783

И306РЕТЕН ИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свих-ву (22)Заявлено 25.06.80 (21) 2950347/18-24 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (51)М. Кл.

G 06 К 11/06

)ааударатваикыН каматет

СССР ва делан наабретеикк к открытая

Опубликовано 15. 04. 82, Бюллетень М 14 (53) УДК681. 327 .12(088.8) Дата опубликования описания 15,04.82

О.И.Семенков, А.Н.Гирявенко, Е.М Быстров, Н.И.Мурашко, 1

С.Г.Барбаумова, E.È.Õàëóãèí, Е.А.Жалковский и И.В.Иодо (72) Авторы изобретения

J

Институт технической кибернетики АН Белорусской CCP (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам графического ввода, и может быть использовано для преобразования сложной графической информации (например, топографических карт) s цифровую форму с последующим введением ее в ЭВМ.

Известно устройство для считывания графической информации, которое содержит планшет с координатными шинами, блок управления, включающий узел управления координатным перемещением и узел задания режимов, фотоголовку, блок памяти, блок измерения координа и блок управления считыванием. В этом устройстве предусмотрен ручной ввод дискретных и автоматическое отслеживание линейных элементов, причем ручной ввод используется для задания программы следящей развертки (1 1.

Недостатком этого устройства является низкая точность и надежность ввода, обусловленные частыми сбоями при считывании сложной графической информации, содержащий большое количество ответвлений и пересечений.

Наиболее близким к изобретению является уСтройство, содержащее повторитель линий, включающий планшет с электроприводом, на каретке которого установлен чувствительный элемент, блок контроля линейного слежения, вычислитель, включающий средст ва оцифровки линии по определенной программе в зависимости от характера линии, средства сверки оцифрованных данных с заложенными в вычислитель критериями сверки, запоминающее устройст во (ЗУ) для временного хранения последних групп координатных данных, консоль управления вычислителем, блок управления вычерчиванием и телевизионный экран. В этом случае по мере продвижения чувствительного элемента вдоль линии координатные данные поступают в вычислитель, где после оцифровки по определенной программе и

3 9207 сверки с установленными заранее критериями истинная информация поступает в ЗУ, а ошибочная стирается. Если повторитель линии случайно сбивается с линии, то оператор с консоли может вернуть повторитель, используя временно записанные координатные данные в точку на линии, которая была верно оцифрована. При этом ошибочные координаты стираются (2 3.

1О

его недостаток заключается в низкой точности и надежности цифрования.

Требуемая достоверность цифрования может быть получена путем многократного редактирования оцифрованной гра- 15 фической информации. Из-за отсутствия оперативного контроля вводимой информации в реальном масштабе времени оценить правильность ввода можно только после полного оцифрования графической информации, получения графической копии, сверки ее с oput гиналом.

Цель изобретения — повышение точности и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет, привод которого соединен с первым распределителем импульсов, подключенным к пульту управления, первый и второй коммутаторы, входы которых соединены с распределителями импульсов и с пультом управления, а выходы подключены к соответствующим сумматорам, блок памяти, соединенный с

35 первым распределителем импульсов, блок формирования сигналов, выход которого подключен ко входу второго распределителя импульсов, элемент И, входы которого соединены с сумматора î ми, а выход подключен к выходу устройства, регистры сдвига, соединенные с распределителями импульсов, с соответствующими сумматорами, входы которых подключены ко второму рас45 пределителю импульсов, и с блоком памяти, при этом выход первого регистра сдвига подключен к первому коммутатору, и последовательно оптически связанные источник излучения, фокусирующий элемент, первый светоделительный элемент, оптически связанный с планшетом, проецирующий элемент второй светоделительный элемент и матрицу светочувствительных элементов, входы которой подключены к соот- 55 ветствующим регистрам сдвига, а выход соединен с блоком формирования сигналов, подключенным к пульту управления, введены блок конт роля и коррекции информации, входы которого соединены с первым распределителем импульсов, с пультом управления и входом устройства„ а выходы подключены к коммутаторам, к первому распределителю импульсов, и к выходу устройства, третий коммутатор, соединенный с регистрами сдвига, с блоком контроля и коррекции информации и с выходом устройства, полупрозрачный экран, оптически связанный со вторым светоделительным элементом и подключенный к пульту управления.

Блок контроля и коррекции информации содержит узел памяти, подключенный к формирователю координат, соединенному со входом блока, и к счетчику, и последовательно соединенные узел сравнения, подключенный к узлу памяти, третий распределитель импульсов, входы которого подключены к счетчику и входам блока, узел регистрации информации, подключенныйк счетчику, фотосчитывающий элемент, подключенный к третьему распределителю импульсов, и элемент И-НЕ, подключенный ко входу и выходу блока, к формирователю координат и к счетчику.

На фиг ° 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока контроля и коррекции информации.

Устройство включает планшет 1 с двухкоординатным механизмом 2, привод 3, первый распределитель 4 импульсов, источник Я излучения, фокусирующий элемент 6, первый 7 и,второй 8 светоделительные элементы, проецирующий элемент 9, матрицу cseточувствительных элементов 10, первый 11, второй 12 и третий 13 коммутаторы, сумматоры 14 и 1>, первый 16 и второй 17 регистры сдвига, элемент

И 18, второй распределитель 19 импульсов, блок 20 контроля и коррекции информации, блок 21 формирования сигналов, пульт 22 управления, содержащий узел 23 ручного ввода и функциональную клавиатуру 24, полупрозрачный экран 25 и блок 26 памяти. На чертеже показана таже ЭВИ 27, пред" ставленная вычислительным блоком.

При этом блок 20 контроля и коррекции информации, содержащий узел 28 сравнения, узел 29 памяти, счетчик

30, третий распределитель импульсов

31, элемент И-НЕ 32, формирователь

5 92078

Я координат, узел 34 регистрации информации и фотосчитывающий элемент 35.

Устройство работает следующим образом .

5 .Световой поток от источника 5 излучения, пройдя фокусирующий элемент 6, попадает на первый светоделительный элемент 7, который, отклоняя его на 90 по оптической связи, !в например, гибкому регулярному световоду, направляет на планшет 1. Отраженный от планшета 1 световой поток, промодулированный изображением чертежа, по той же оптической связи посту- !5 пает опять на первый светоделительный элемент 7, который, поворачивая его на 90, направляет на проецирующий элемент 9. Далее световой поток делится вторым светоделительным weментом 8 на две части, в результате чего на полупрозрачный экран 25 и матрицу светочувствительных элементов 10 проецируются два идентичных изображейия.

Перед началом графического ввода совмещают системы координат планшета, чертежа и полупрозрачного экрана, Совмещение может быть выполнено путем ввода координат точек верхнего Зб левого и верхнего правого углов чертежа с полупрозрачного экрана 2 узлом 23 ручного ввода в ЗВИ 27, в ко торой программно осуществляется их пересчет.

После совмещения систем координат планшета, чертежа и полупрозрачного экрана производится ручной ввод дискретных элементов чертежа. По команде с функциональной клавиатуры 24 пульта в управления 22 двухкоординатный механизм 2 устанавливается в такое положение, чтобы на полупрозрачном экране

25 был виден дискретный элемент чертежа. Координаты дискретных элементов чертежа вводятся узлом 23 ручного ввода в ЭВМ 27, где осуществляется их пересчет в системе координат чертежа.

Процесс считывания линейных злемен тов чертежа осуществляется в два этапа: сначала двухкоординатный механизм привода планшета программно по шагам выводится в -фрагмент чертежа, содержащий вводимый линейный элемент, затем осуществляется отслеживание и считывание линейного элемента чертежа внутри этого фрагмента, по окончании

3 6 которого проводи ся контроль и коррекция вводимой информации.

Реализация программного перемещения двухкоординатного механизма по шагам достаточно известна (например, задание программы по характеристическим точкам чертежа).

Считывание внутри фрагмента осуществляется следующим образом: с помощью узла 23 ручного ввода с полупрозрачного экрана 25 вводятся координаты начала линии х, у, которые через коммутаторы 11 и 12, сумматоры 14 и

15 и регистры 16 и 17 сдвига поступают на управляющие входы матрицы светочувствительных элементов 10.

Сигналом с функциональной клавиатуры

24 осуществляется запуск блока 21 формирования сигналов, который преобразует выходной сигнал матрицы 10 светочувствительных элементов в сиг . нал управляющей логики.

Выходной сигнал блока 21 формирования сигналов запускает распреде- . литель 19 импульсов, который синхро- низирует работу устройства в режиме считывания. По первому тактовому импульсу координаты из регистров 16 и 17 сдвига через коммутаторы 11 и

12 записываются в сумматоры 14 и 1 .

По второму тактовому импульсу сумматоры 14 и 15 производят операцию сложения координат начала линии с приращениями координат.

llo третьему тактовому импульсу значения х, у иэ сумматоров 14 и

15 через регистры 16 и 17 сдвига поступают на управляющие входы матрицы светочувствительных элементов 10. При обнаружении линии блок 21 формирует сигнал, по которому распределитель 19 импульсов выдает четвертый тактовый. импульс, разрешающий прохождение координат из регистров 16 и 17 сдвига через третий коммутатор 13 и ЗВМ 27, которая осуществляет пересчет координат вводимой точки, в блок 26 памяти.

Элемент И !8 запрещает выдачу прира" щений координат из ЗВИ 27 при отсут" ствии информации в сумматорах 14 и

1 . Далее координаты второй точки линии записываются по тактовым импульсам через коммутаторы 11 и 12 в сум" маторы 14 и 15, и процесс поиска оче" редной точки линии чертежа продолжается аналогично поиску и цифрованию предыдущей.

Пересечение считываемой линии с границей фрагмента определяется рас92078

25 зо

35 формула изобретения

7 пределителем 4 импульсов, который включает блок 20. При этом информация, записанная в блоке 26, поступает в

ЭВМ 27, которая осуществляет обратный пересчет координат считанной линии в системе координат полупрозрачного экрана, служащего планшетом. Вычисленные координаты поступают на один из входов блока 20. Распределитель 31 управляет перемещением фотосчитывающего элемента 35 по траектории, определяемой координатами на его входе. При несовпадении траекторий проецируемой линии и считанной фотосчитывающий элемент 35 выдает на эле- 15 мент 32 И-НЕ и на формирователь 33 координат сигнал, по которому в формирователь 33 координат записывается начало и конец ошибочно введенного участка линии. Элемент 32 И-НЕ определяет по поступающей на его вход информации пересечение введенной линии с границами фрагмента и при наличии ошибочно введенной информации выдает импульс на вход счетчика 30 и узла памяти 29. Одновременно этим же импульсом включается режим автоматической коррекции информации.

Режим автоматической коррекции информации осуществляется в два этапа. Первый этап — поиск на фрагменте чертежа начала ошибочно введенного участка линии. При этом матрица светочувствительных элементов 10 следит за линией по траектории, выдаваемой из блока 26 через ЭВМ 27, сумматоры

14 и 15, регистры 16 и 17 сдвига.

Одновременно координаты этой линии поступают на вход блока 20 в узел 28 сравнения, где они сравниваются с массивом координат начал ошибочно введенных участков линии, которые хранятся в узле 29 памяти. При обнаружении начала ошибочно введенного. участка линии узел 28 сравнения выдает сигнал в коммутаторы ll и 12, в результате чего устройство переходит в режим автоматического ввода линии.

При этом результаты повторного цифрования линии через коммутатор 13 поступают в узел 28 сравнения, где происходит сравнение с массивом координат концов ошибочно введенных участков линии, и в ЭВМ 27. При обнаружении конца ошибочно введенного участка линии по команде узла 28 процесс цифрования прекращается, и матрица светочувствительных элементов 10 про3 8 должает поиск очередного начала ошибочно введенного участка линии.

После окончания процесса коррекции информации в пределах фрагмента включается режим контроля информации.

Процесс контроля и коррекции информации может повторяться несколько раз. При переполнении счетчика 30 по его команде выключается распределитель 31, а узел 34 вычерчивает на прозрачном носителе, закрепленном на полупрозрачном экране, участки ошибочно введенной информации. Устройство при этом переходит в режим ручного ввода графической информации.

Таким образом, ошибочно введенные участки линии, если их не удалось скорректировать, корректируются вручную пультом 22 управления. По окончании коррекции информации внутри фрагмента двухкоординатный механизм .2 перемещается в следующий фрагмент.

Процесс считывания, контроля и коррекции ЙнутрИ следующего фрагмента повторяется аналогичным образом.

Введение непрерывного автоматического контроля и коррекции ввода по фрагментам с совмещением его по времени с процессом цифрования позволяет значительно повысить надежность и точность ввода.

l. Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, привод которого соединен с первым распределителем импульсов, подключенным к пульту управления, первый и второй коммутаторы, входы которых соединены с распределителями импульсов и с пультом управления, а выходы подключены к соответствующим сумматорам, блок памяти, соединенный с первым распределителем импульсов, блок формирования сигналов, выход которого подключен ко входу второго распределителя импульсов, элемент И, входы которого соединены с сумматорами, а выход подключен к выходу устройства, регистры сдвига, соединенные с распределителями импульсов, с соответ-. ствующими сумматорами, входы которых подключены ко второму распределителю импульсов, и с блоком памяти, при этом выход первого регистра сдвига

920783

l0 подключен к первому коммутатору, и последовательно оптически связанные источник излучения, фокусирующий элемент, первый светоделительный элемент, оптически связанный с планшетом, про- S ецирующий элемент, второй светоделительный элемент и матрицу светочувст- вительных элементов, входы которой подключены к соответствующим регистрам сдвига, а выход соединен с блоком В формирования сяпналов, подключенным к пульту управления, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, оно содержит блок контроля и коррекции информа4з ции, входы которого соединены с пер : вым распределителем импульсов, с пультом управления и вхопом устройства, а выходы подключены к коммутаторам к первому распределителю импульсов и к выходу устройства, третий коммутатор соединенный с регистрами сдвига, "с блоком контроля и коррекции информации и с выходом устройства, полупрозрачный экран, оптически связаННЫД со 25 вторым светоделительным элементом и подклоченный к пульту управления.

2. Устройство по и. 1, о т л и " ч à ю щ е е с я тем, что блок конт" роля и коррекции информации содержит узел памяти, подключенный к формирователо координат, соединенномч со вхопом блока, и к счетчику, и последовательно соединенные узел сравнения подключенный к узлу памяти, третий распределитель импульсов, входы которого подключены к счетчику и входам блока, узел регистрации информации, подключенный к счетчику, фотосчитывающий элемент, подклоченный к третьему распределителю импульсов, и элемент И-НЕ, подключенный ко входу и выходу блока, к формирователю координат и к счетчику.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 468270, кл. G 06 К 11/00, 1973.

2. Патент СВА И 3624283, кл. 178-6.8, опублик. 1971 (прототип).

920783

Составитель Т. Ничипорович

Редактор Т. Парфенова Техред Е.Xаритончик Корректор В. Бутяга

Заказ 2347/59

Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4