Устройство для считывания графической информации

 

(72) Автор изобретения

:3.Н. Леонович (7! ) Заявитель

Институт технической кибернетики АН Бел (5Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ

ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к автомати. ке и вычислительной технике и может быть использовано для оперативного преобразования и полуавтоматического ввода в ЭВМ сложной графической информации,.а также в различных специализированных системах автоматизирован-ного проектирования.

Известно устройство для считывания графической информации, которое содер-„ жит планшет с системой ортогональных координатных шин, подключенных к коммутаторам, блок управления, соединенный с коммутаторами, со счетчиками. и с триггером управления, элементы И, ИЛИ 11.

Недостаток этого устройства состоит в его невысокой точности.

Наиболее близким к изобретению я вляет ся у с трой с тво, содержащее пЛан- 29 шет, выполненный в виде двух взаимноперпендикулярных систем координатных шин, подключенных к коммутаторам, съемник координат, соединенный через

2 усилитель и формирователь с вентйлем связи, нуль-орган, входы которого подключены к усилителю и цифро-аналоговому преобразователю, а выход соединен с вентилем сброса, счетчик операций, подключенный к дешифратору, ге" нератор импульсов., элементы И и ИЛИ, счетчики грубого и точного отсчетов координат, причем вход счетчика точного отсчета соединен с формирователем, а выходы подключены к цифро"аналоговому преобразователю, управляющие входы вентилей четырех операций подключены к дешифратору операций, а выход - к соответствующим узлам устройства, обеспечивающим последовательное форьирование грубого и,точного отсчетов координат для обеих координат" ных осей (2).

Недостаток известного устройства заключается в недостаточно высокой его точности.

Цель изобретения - повышение точ" ности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, входы которых соединены с первым счетчиком и с распределителем импульсов, подключенных к первому генератору импульсов, к элементу задержки, к первому дешифратору и )6 к первому и второму счетчикам, первый блок памяти, второй генератор импульсов, соединенный с первым счетчиком, с вторым счетчиком и с третьим счетчиком другОй ВхОд кОтОрОгО подклю» )5 чен к одному. входу элемента ИЛИ, а ( выход соединен с первым дешифратором,. первую группу элементов И, входы которых соединены с распределителем импульсов, с первым и вторым счетчиками, подключенными к выходу элемента задержки, и -последовательно соединенные съемник координат, усилитель, выход которого подключен к одному входу элемента ИЛИ, второй блок 5 памяти и нуль-орган, другой вход когорого подключен к умножителю, соединенному с распределителем импульсов, с элемЕнтом задержки и с вторым генератором импульсов,а выход нульоргана подключен к другому входу элемента ИЛИ, введены второй дешифратор, вход которого соединен с вторым счетчиком, а выход подключен к первому блоку памяти и к умножителю, и последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь, вход которого подключен к второму генератору импульсов, к элементу задержки и к первому блоку памяти, а выход подключен к одному входу умножителя, 46 .вторая группа элементов И и второй цифро-аналоговый преобразователь, другой вход которого подключен к.элементу задержки и к второму генератору импульсов, а выход соединен с дру- 45 гим входом умножителя.

Па фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2— амплитудно-пространственная характеристика индуктированного в съемнике 56 сигнала (по оси абсцисс откладывается расстояние центра кругового съемника от координатной шины; по оси ординат - амплитуда сигнала; а эпюры напряжений - на выходе цифро-ана- 55 логового преобразователя ).

Изобретение направлено на уменьшение относительно высокой погрешнос73 4 ти известного устройства, связанной с тем, что в нем существенно нелинейная характеристика индуктируемого сигнала факти чески аппроксимируется (фиг.2 а ) на рабочем участке АВ, соОтветствующему шагу укладки .координатных шин, в процессе формирования кода точного отсчета линейно изменяющимся эталонным напряжением на выходе цифро-аналогового преобразователя, Из-за несовпадения амплитуднопространственной характеристики си гналов съемника координат и относимой ее линейной характеристики эталона при расположении центра съемника, например в точке С фактически будет получен код, соответствующий точке D, т.е. будет допущена погрешность. Очевидно, что эта погрешность может быть значительно уменьшена при аппроксимации рабочего участка АВ несколькими линейными отрезками изменения эталонного напряжения, Для примера (лиг.2 б) показана аппроксимация рабочего участка тремя отреаками прямых. Такая кусочно-линейная аппроксимация наиболее просто реализуется с помощью указан-... ных выше дополнительных элементов и их связей.

Устройство содержит планшет 1 с двумя взаимно перпендикулярными системами координатных шин, которые своими входами подключены к соответствующим коммутаторам 2 и 3, съемник 4 координат, усилитель 5, первый блок 6 памяти, нуль-орган (компаратор) 7, умножитель 8, первый 9, второй 10 и третий 11 счетчики, первый генератор 12 импульсов, кнопку "Пуск" 13, элемент ИЛИ 14, распределитель 15 импульсов, первый дешифратор 16, второй генератор 17 импульсов, элементы И 18 первой группы, второй блок 19 памяти, элемент 20 задержки, элементы И 21 второй группы, первый 22 и второй 23 цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) и второй дешифратор 24, Устройство работает следуЮщим образом.

После установки съемника 4 координат а считываемую точку, оператор на жатием кнопки 13 запускает генератор 17 импульсоа, с выхода которого производятся начальные нулевые установки триггеров счетчиков грубого 9 и точного 10 отсчетов, цифро-аналогового умножителя 8 и ЦАП 22 и 23, а на счетчик 11 операций устанавливает,ся код 00 l первой операции. При

5 99907 этом импульсы генератора 12 по выходу "001" распределителя 15 импульсов поступают через коммутатор 2 на опрос .- координатных шин планшета 1 и на счетный вход счетчика 9 грубого отсчета. S

Этот синхронный опрос шин и подсчет их числа на счетчике 9 продолжается, до тех пор пока -не будет возбуждена координатная шина, в зоне чувствительности которой находится съемник 4 © координат.. Индуктированный в съемнике 4 координат сигнал через усилитель 5 подается в блок 19, выход которого подключен к .коммутатору 7, и через элемент ИЛИ 14 переключает счетчик 11 в положение очередной операции.

Предлагаемое устройство позволит повысить. точность считывания примерно в 2-3 раза при одновременном увеличении шага укладки координатных шин до 20 мм. Окончательное значение no" казателя точности определяется числом участков аппроксимации и величи" ной шага укладки координатных «ин.

При незначительном увеличении дополнительных затрат (примерно 270-300 ру61 на один экземпляр устройства обычной стоимости 25-30 тыс.руб. в результа те повышения точности расширяется сфера использования устройства считывания графической информации. Коэффициент 1,05 роста производительности труда кодировщика дает примерный экономический эффект в размере 1,0Во второй операции производится преобразование амплитуды зафиксиро ванного в блоке 19 сигнала в цифровои код точного отсчета координаты. Операция осуществляется путем последовател ьного сравнения на компараторе 7 амплитуды индуктированного сигнала с выходным напряжением, на опорные входы которого поданы «ыходные напряжения соответствующих цифро-аналоговых преобразователей 22 и 23.Коды, устанавливаемые на регист- ЗВ рах ЦАП 22 и 23, зарайее расчитаны и соответствуют амплитудам сигналов, индуктируемых в съемнике 4 координат при расположении последнего на границах отрезков аппроксимации .амп,литудно-пространственной характеристики. При подаче на опорные входы соответствующих величин напряжений и при поступлении по счетному входу умножителя 8 серии импульсов с выхода распределителя 15 импульсов напряжение на выходе умножителя 8 изменяется ступенчато-линейно, принимая в т .ч. значение, равное амплитуде индуктированного сигнала..Одновременно число импульсов по выходу "010" распределителя 15 импульсов накапливается на счетчике 10 точного отсчета.

Когда амплитуды индуктированного сигнала и напряжения на выходе умножителя 8 сравняются, то компаратор 7, выдаст сигнал об окончании операции точного отсчета. При этом на счетчике 10 точного отсчета фиксируется число, пропорциональное амплитуде индуктироSS ванного сигнала и в сочетании с кодом счетчика 9 грубого отсчета образующее полный код координаты Х считываемой точки °

3 C

Если амплитуда индуктированного сигнала меньше меньшего из опорных уровней, то на данном участке аппроксимации сравнения не произойдет.

Счетчик 10 при этом занимает состояние, соответствующее границе аппрокси мации на данном участке, дешифратор 24 выдает сигнал, передающий че" ъ рез элементы И 21 коды с регистра

ЦАП 22 на регистр ЦАП 23 и заносящий новый код с блока 6 на регистр ЦАП 22, этим самым умножитель 8 подготавливается к преобразованию амплитуд« ин" дуктированного сигнала в соответствии с линейной аппроксимацией на оче- редном участке. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не произойдет сравнение амплитуд на компарато" ре 7, когда описанным выше образом операция точного отсчета прекращается, а счетчик 11 операций устанавливается в положение операции "011", в KQTopoH no Bblxopg "0 1 1" си гHGAoM с распределителя 15 импуаьсов через элементы И 18 содержимое счетчиков 9 и 10 выдается в приемное устройство

{например, канал ЭВИ) и этим же сигналом через элемент 20 задержки производятся начальные установки тригге" ров счетчиков 9 и 10, а также тригге= ров умножителя 8 и дополнительных.

ЦАП 22 и 23 для формирования кода координаты У.

Координаты У считываются аналогичным образом по тому же замыканию. кнопки "Пуск" 13 в течение операций

"100", "101" и "110" с использованиен тех же элементов функциональной схе" мы и соответствующего коммутатора 3, коорди нат ных ши н У.

73 8 орган, другой вход которого подключен к умножителю, соединенному с распределителем импульсов, с элементом задвржки и с вторым генератором

5 импульсов, а выход нуль-органа подключен к другому входу элемента ИЛИ, о,т л и ч а ю щ е. е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит второй дешифратор, вход которого соединен с вторым счетчиком, а выход подключен к первому блоку памяти и к умножителю, и последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразоватепь, вход которого подключен к второму генератору импульсов, к элементу задержки и к первому блоку памяти, а выход подключен к одному входу умножителя, вторую группу элементов И и второй цифро-аналоговый преобразователь, другой вход которого подключен к элементу задержки и к второму генератору импульсов, а выход соединен с другим входом умножятеля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 11 3918133, кл, 178-18, опублик. 19/4, 2, Авторское свидетельство СССР

N 466522, кл, 506 K 11/06, 1973 (прототип) .

7 9990

1,5 тыс, руб. на один экземпляр устройства.

Фор мула . и зобрет ения

Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных яоординатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, входы которых соединены с первым счетчиком и с распределителем импульсов, подключенным к первому генератору импульсов, к элементу задери-> ки, к первому дешифратору и к.первому и второму счетчикам, первый блок памяти, второй генератор импульсов, с6единенный с первым счетчиком, с вторым счетчиком и с третьим счетчиком, 2в. другой вход которого подключен к одному входу элемента ИЛИ, а выход соединен с первым дешифратором, первую группу элементов И, входы которых соединены с распределителем импульсов, N с первым и вторым счетчиками, подключенными к выходу элемента задержки, и последовательно соединенные съем,ник координат, усилитель, выход котот рого подключен к одному входу эле- SO мента ИЛИ, второй блок памяти и нуль999073

ПОХРВУ4нОС1пЬ

Фиа8

8НИИПИ Заказ 1158/73 Тираж 704 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,