Устройство для считывания и распознавания изображений на карте с электропроводящими элементами Советский патент 1984 года по МПК G06K11/00 G06K9/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированньвс картографических системах для автоматического считьшания и распознавания элементов содержания карт, . Известны устройства для считывани и распознавания картографических изображений, содержащие оптически связанные источник излучения и оптоэлектронный блок считывания с шаговьм .приводом, соединенный с дешифратором блок формирования значений функций, соединенный с блоком вьщачи координа буферный блок памяти, соединенней с блоками регистрации и управления, блок формирования координаты, вход которого подключен к депшфратору, а выход - к блоку вьздачи координат ХО Основной недостаток этих устройст связан с необходимостью изготовления карт, на которых классификационный признак элементов содержания заклады ваетЬя в оптические, магнитные и дру гие свойства изображений или в способ их начертания (при черно-белом и полнении) . Процесё получения таких карт чрезвычайно трудоемок, а методы считывания и распознавания обеспе : их чивают идентификацию только типа изо линий. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для считьтания и распозна вания изображений на карте с электро проводящими элементами, содержащее первый планшет для размещения на нем карты, элементы содержания которой выполнены электропроводящими и соеди нены с контагтными площадками этого планшета, второй планшет, расположенный в однойплоскости с первым и формирующий электромагнитное поле для измерения координат, координатный механизм перемещения, установлен ный на планшетах и связанньй с кареткой, на которой установлен съем-тАк координат, с помощью электромагнитного поля связанный со втор.ым планшетом и соединенньй с блоком определения координат, информационные, выходы которого подключены к соответствукщим входам блока обмена информацией, блок задания высот изопиний, выходы которого через контактные площадки первого планшета подключены к электропроводящим элемента содержания карты, и вторую каретку. жестко механически связанную с первой, имеющую контактный датчик, входящий в соединение с элементами содержания карты, подключенньй к одному из выходов блока определения координат и к управляющему входу блока обмена информацией 23. Недостатками этого устройства являются сложная конструкция, малое быстродействие и низкая помехозащищенность. Целью изобретения является повышение быстродействия и помехозащищенности- при считывании и распознавании элементов содержания карты., Указанная цель достигается тем, что устройство для считывания и распознавания изображений на карте с электропроводящими элементами, содержащее планшет с контактными площадками, блок определения координат, одни из входов которого соединены с выходами соответствующего датчика положения координатного механизма, а информационные выходы - с одними из входов блока вьщачи кодов, сканирующий элемент и блок.управления, содержит последовательно соединённые счетчик и дешифратор, а также последовательно включенные шифратор и элемент ИЛИ, выход которого и выходы шифратора соединены с другими входами блока выдачи кодовJ входы шифратора подключены к контактным площадкам планшета, входы блока управления соединены с выходами датчиков положения координатного механизма, а выходы - со входами управления координатного механизма, входом счетчика и управляющими входами блока определения координат, другой вход которого подключен к одному из выходов дешифратора, другие выходы которого соединены со входами сканирующего элемента. Кроме того, сканирующий элемент вьшолнен в виде ряда контактных линейно расположенных элементов. |. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства. Устройство содержит планшет. 1 с электропроводящими контактными площадками, специ.ально подготовлеиньй, например, по тех юлогии печатных плат, носитель 2 информации (карту), блок 3 управления, состоящий из схемы 4 управления сканированием, содер ащей наборное поле из двух групп 5

и 6 тумблеров, задающих формат области сканироваГния, кнопку 7 ПУСК, переключатели 8 и 9 для задания направления обхода поля считывания, триггер 10 установки направления движения исполнительного механизма по координате У, триггер 11 установки направления движения исполнительного механизма по координате X, триггер 12 с формирователем 14, осуществляющие запись кода рассогласования в счетчик 16, и триггер 13 с формирователем 15, осуществлякнцие запись кода рассогласования в счетчик 17, счетчика 16 управления поперечным (по оси ОУ) и счетчика 17 управления продольным (по оси ОХ) .перемещениями сканирующей головки, триггера 18 управления, дешифраторов 19 и 20 и генератора 21, координатный механизм 22, состоящий из цифроаналогового преобразователя 23 величины рассогласования по координате У, цифроаналогового преобразователя 24 величины рассогласования по координате X, усилителей тока 25 и 26,.механизма 27 поперечного и механизма 28 продольного перемещения каретки, датчика 29 положения каретки по координате У и датчика 30 положения каретки по ко- ординате X, каретку 31 со сканирующим элементом (на фиг.1 не показан), блок 32 определения координат, состоящий из счетчика 33 числа элементов разложения по строке локальной развертки, счетчика 34 числа полос сканирования локальной разверткой и счетчика 35 числа строк в полосе сканирования, схему 36 выдачи кодов, состоящую из регистра 37 координат X, регистра 38 классификационных признаков, регистра 39 координат У и элемента 40 задержки, блок 41 локальной развертки, включающий в .себя счетчик 42 и дешифратор 43, и блок 44 форми- рования классификационных признаков, состояпщй из шифратора 45 на основе диодной матрицы и .многовходного элемента ШШ 46.. .

Планшет 1 служит для закрепления носителя информации и обеспечения надежного соединения его контактных площадок с контактными площадками носителя.

Носитель 2 информации является специализированным и изготавливается например, из лавсановой пленки, эле;менты содержания карты на лицевой

стороне носителя вьшолнены металлизированными и через соединительные электропроводящие дорожки на его тыльной стороне соединены с контактными площадками.

Блок 3 обеспечивает управление координатным механизмом 22, блоком 32 определения координат и блоком 41 локальной развертки.Координатный механизм 22 осуществляет перемещение каретки в пределах поля считывания по сигналам блока 3 управления и формирование сигналов обратной связи для точного позиционирования каретки.

Каретка 31 предназначена для установки на ней сканирующего элемента. Состоящего из ряда элементов сканирования, расположенных в линию.

Блок 32 предназначен для формирования кодов координат.

Схема 36 служит для фиксации кодов координат, кодов классификационных признаков и формирования сигнала сопровождения (синхросигнала) при передаче их в ЭВМ (на чертеже не показана) .

Блок 41 локальной развертки предназначен для организации периодического опроса элементов сканирования по строке локальной развертки.

Блок 44-по сигналам с контактных площадок планшета 1 формирует классификационные коды (коды принадлежности сканируемьк точек к соответствующим контурам изображения) и сигнал переписи их, а также содержимого счетчиков блока 32, в выходные регистры схемы 36. i

Устройство работает следующим образом.

Размещают носитель 2 информации на рабочем поле планшета, совмещают контактные площадки картЫс контактными площадками планшета, включают средство прижима носителя к полю считьшания например вакуумную установку (на чертеже не показана), обеспечивающую соединение контактных площадок карты и планшета, включают, устройство .и производят начальную установку сканирукяцей головки, например, в левый нижний угол карты.

Устанавливают с помощью группы тумблером 5 длину полосы сканирования а с помощью тумблеров 6 - ширину полосы сканирования (задают коды рассогласования по координатам X и У), с помощью переключателей. 8 и 9 задаю направление обхода выбранного формат поля считывания, включают устройство и производят начальную установку три геров 12 и 13 (цепи начальной устано ки не показаны). Запускают устройств с помой ью кнопки 7 ПУСК. При этом происходит установка триггеров 10 и 11 в заданное переключателями 8 и состояние. Триггер 12 через формирователь 14 передает на счетчик 16 управляющий сигнал, по которому код рассогласования с тумблерного набора 5 пёреписываед-ся в счетчик 16, а триггер 18 переключается и запускает генератор 21. Из счетчика 16 код рассогласования поступает на цифроаналоговый преобразователь 23, сигнал с эыхода которого через усилитель тока 25 приводит в движение механизм 27 поперечного перемещения каретки. Каретка 31 начинает перемещаться по оси ОУ. Одновременно с вы хода генератора 21 импульсы счета на чинают поступать в счетчик 42 41локальной развёртки и счетчик 33 блока 32 определения координат. С по мощью дешифратора 43 коды счетчика 42преобразуются в сигналы, поступаю щие последовательно йа каждый из электродов с санирующего элемента, И тем самым осуществляется локальная развертка считываемого изображения. Текущие координаты;положения скани руняцего электрода записываются в счетчик 33 блока 32. Управление сканированием организовано таким образом, что за время опроса (по оси ОХ) одной строки локальной развертки каретка 31 перемещается вдоль полосы сканирования (по оси ОУ) на один минимальный шаг. Механизм 27 поперев ного перемещения механически связан с датчиком 29 положения, который через кал1дый минимальный шаг перемещения каретки вырабатывает импульс обратной связи, поступающий на вычи тающий вход с етчика 16 ria сутлог рунщий вход счетчика 35. По мере перемещения каретки код рассогласования на выходе счетчика 16 уменьшАется и, когда он становится равным нулю, механизм 27 останавливается, сигнал дешифратора 19 переключает триггер 10, устанавливает триггер 112 в исходира состояние и переключает триггер 13, который через форми ;рователь 15 передает на счетчик 17 управляняций сигнал, по которому код рассогласования тумблерного набора 6, равный числу элементарных шагов, необходимых для смещения каретки по оси ОХ, Переписывается в этот счетчик, а триггер 18 возвращается в исходное состояние и запирает генератор 21. Локальная развертка прекращается, код. рассогласования счетчика 17 поступает на цифроаналоговый преобразователь 24, сигнал с выхода к6 тррого через усилитель тока 26 управляет перемещением механизма 28 продольного (по оси ОХ) перемещ ния каретки 31., Каретка начинаетперемещаться на следуклцую полосу сканирования. Механизм 28 механически связан с датчиком 30, котЬрый .через каждый минимальный шаг перемещений каретки по оси ОХ вырабатывает импульс обратной связи, поступающий на вычитаюш 1йвход счетчика 17. По мере перемещения каретки на следующую полосу сканирования код рассогласования .на выходе счетчика :17 уменьшается и, когда он становится равным нулю, механизм 28 останав ливается, дешифратор 20 заносит в счетчик 34 единицу, устанавливает триггер. 13 в исходное состояние и переключает триггер 12, по выходному . сигналу KdTOporo в счетчик 16 вновь переписьшается код рассогласования с тумблерного набора 5, а триггер. 18 запускает генератор 21, происходивперемещение каретки 31 вдоль второй полосы сканирования в обратном (по оси ОУ) направлении. При этом импульсы с датчика 29 поступают на вычитающий вход счетчика 35 и все описанные процессыповторяются. Считывание и распознавание элементов содержания карты при движении вдоль полосы сканирования осуществляется следующим образом. Импульсы-с генератора 21 поступают в блок 41, который обеспечивает последовательный опрос элементов сканирования, расположенных на каретке 31. Электрический контакт элементов сканирования с элементами содержания карты приводит к возникновению на элементах содержания карты электрических сигналов. Эти сигналы через соединительные дорожки на тыльной стороне карты и через контактные площадки карты 2 и планшета 1 поступаю- на соответствующие входы блока 44 формирования классификационнык признаков. Выходной код блока 44 зависит от того, на каком из его входов появится сигнал. Поскольку на карте элемен- ты содержания одного класса, например изолинии одинакового уровня, объединены между собой соединительными дорожками и подключены к одной контактной площадке, -а другим элементам содержания карты соответствуют свои контактные площадки, то каждому одноименному контуру сканируемого изображения присваивается соответствующий код (классификационный признак.

В момент пересечения строкой локальной. развертки одного из элементов содержания карты сигнал с соответствующей контактной площадки планшета 1, пройдя шифратор 45 и элемент ИЛИ 46, осуществляет запись кода, формируемого шифратором 45, в регистр 38, а также переписывает содержимое счетчика 33 числа элементов разложения по строке локальной развертки и счетчика 34 числа полос сканирования в регистр 37 координат X, а содержимое счетчика 35 числа строк локальной развертки - в регистр 39 координат У. В результате в схеме 36 вьщачи кодов в момент каждого пересечения элемента содержания карты строкой сканирования формируются коды координат сканируемой точки и код принадлежности точки к данному контуру изображения (классификационный признак). Сигнал с элемента 40 задержки сопровождает информацию со схемы 36 при передаче в ЭВМ.

Сканирование изображения продолжается до полного покрытия карты растром.

В предложенном устройстве уменьшены габариты и вес координатного механизма, а, значит, и его энергетические затраты, повышено быстродействие и помехозащищенность считывания и распознавания элементов содержания карты.

Быстродействие устройства по сравнению с известным возрастает во столько, раз, сколько элементарных датчиков установлено в.сканирующей головке.

Помехозащищенность устройства увеличивается за счет использования цифрового (а не аналогового) способа кодирования элементов содержания карты. Действительно, в предлагаемом устройстве электрический сигнал на элементах содержания карты принимает только два значения, соответствующих двум логическим уровням: 1 или О.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИЯ И РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА КАРТЕ :С ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИ, со:держащее планшет с контактными площадками, блок определения координат, одни из входов которого соединены с 1вых6дами coofветствующего датчика положения координатного механизма, а информахцюнные выходы - с одними из входов блока выдачи кодов, сканирукмций элемент и блок управления, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия и помехозащищенности, оно содержит последовательно соединенные счетчик и дешифратор, а также последовательно включённые шифратор и элемент ИЛИ, выход которого и выходы шифратора соединены с другими входами блока выдачи кодов, входы шифратора подключены к контактным площадкам планшета, входы блока управления соединены с выходами датчиков положения координатного механизма, а выходы - с входами управления координатного меха- низма, входом счетчика и управляищими входами блока определения координат, другой вход которого подключен к одному из выходов депмфратора, другие выходы которого соединены с входами сканирующего элемента. 2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что сканирующий элемент вьшолнен в виде ряда контактных линейно расположенных элементов. isd 4; 00 4 00