Устройство для считывания графической информации Советский патент 1987 года по МПК G06K11/00 

11297087

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам считывания графической информации, и может быть использовано в приборостроении и дру- 5 гиу. отраслях народного хозяйства, где необходимо решать задачу бесконтактного определения положения точек, линий и контуров на плоскости.

Целью изобретения является новы- О шение точности считывания графической информации за счет обеспечения режима, эхолокации при фазовых измерениях и селекции измерительных сигналов по частоте, 5

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Устройство содержит задающий генератор 1, делители 2-4 частоты, анаОтражатели 8 и 9 расположены под прямым углом друг к другу и обладают свойством избирательного поглощения (отражения) ультразвуковых сигналов определенной частоты. При этом один из отражателей настроен на поглощение акустического сигнала с частотой f ,,а другой - с частотой f„ .

В качестве звукоприемника 10 используется электроакустический преоб разователь, аналогичный примененному в качестве излучателя ультразвука.

Излучатель 7 и звукоприемник 10 ультразвука образуют один из основных узлов устройства - съемник 11 координат. Схема, образованная съемником 11 координат и отражателями 8 и 9, размещается на рабочем поле план шета 12, которым может служить пологовый сумматор 5, модулятор 6, под-20 верхность стола, планшет конструкто

вижный излучатель 7 ультразвука, звуковые отражатели 8 и 9, подвижный звукоприемник 10, объединенный с излучателем 7 в единый модуль - съемник 11 координат, планшет 12, блоки 13 и 14 преобразования координат X и Y, блок 15 коррекции координат. Задающий генератор 1 формирует опорный периодический электрический сигнал высокой частоты. Каждый из де лителей 2- и 3 частоты преобразует опорный сигнал высокой частоты в ультразвуковые сигналы несущих частот f и f соответственно.

Делитель частоты 4 преобразует опорный и модулирующий сигнал, частота fj которого выбрана такой, что его длина волны превьшает максимальные измеряемые расстояния, Сумматор

5 выполняет свою обычную функцию, Мо- 40 частоты тактовых импульсов и может

дулятор 6 передает модулированный сигнал на излучатель 7 ультразвука,

В качестве излучателя 7 может быть

использован любой электроакустический45 создаваемых взаимным влиянием измепреобразователь, эффективно работающий в воздушной среде, например электростатического типа.

Отражатели 8 и 9 выполнены резо- нансными, например, на основе резонаторов ГельмгОльца и представляют собой линейную конструкцию, состоящую из основания, на некотором расстоянии от которого крепится покровная пластина с отверстиями, расположенными в виде квадратной решетки, Со стороны основания к покровной пластине подклеивается пористый материал.

Отражатели 8 и 9 расположены под прямым углом друг к другу и обладают свойством избирательного поглощения (отражения) ультразвуковых сигналов определенной частоты. При этом один из отражателей настроен на поглощение акустического сигнала с частотой f ,,а другой - с частотой f„ .

В качестве звукоприемника 10 используется электроакустический преобразователь, аналогичный примененному в качестве излучателя ультразвука.

Излучатель 7 и звукоприемник 10 ультразвука образуют один из основных узлов устройства - съемник 11 координат. Схема, образованная съемником 11 координат и отражателями 8 и 9, размещается на рабочем поле планшета 12, которым может служить поверхность стола, планшет конструкто

ра, проекционньш экран, экран дисплея и т,д.

Блоки 13 и 14 преобразования координат преобразуют фазовый сдвиг между одним из сигналов излучателя 7 и сигналом, отраженным от соответствующего отражателя, в коды, пропорциональные декартовым координатам и обеспечивают выдачу этих кодов во внешнее устройство.

Полосовой усилитель (на чертеже не показан) в блоке 13 настроен на частоту f , а в блоке 14 - на частоту f2, что позволяет осуществлять частотную селекцию координат X и Yi Блок 15 коррекции координат компенсирует влияние изменений параметров воздушной среды на точность тывания, например, путем изменения

быть выполнен на основе измерительного блока, аналогичного блокам 13 и 14 преобразования координат.

Для исключения в устройстве помех.

0

5

рительных каналов, несущую частоту в блоке 15 коррекции необходимо брать отличной от частот f, и f.

Устройство работает следующим образом,

В момент включения устройства начинает работать задающий генератор , Сигналы генератора 1 с помощью делителей 2-4 частоты преобразуются в три сигнала с частотами f, -f , Сигналы с частотами f и Г, суммируются в cyMMaiTope 5 и, пройдя модулятор 6, модулируются сигналом с частотой f,

снимаемым с делителя Д частоты. Затем модулированный сигнал с помощью излучателя 7 преобразуется в акустический сигнал.

Ультразвуковые колебания разных чайтот, отраженные от соответствующих отражателей 8 и 9, достигают звукоприемника 10, преобразуются с его помощью в электрические сигналы, а затем селектируются полосовыми усилителями блоков 13 и 14 преобразования координат, в результате чего в каждом из каналов выделяются сигналы с частотами f и f.

При перемещении съемника 11 коор- динат изменяется разность фаз между излученным и принятым модулированными низкочастотными сигналами. При этом блоки 13 и 14 преобразования координат автоматически преобразуют эту разность фаз в коды координат.

Опознание координат X и У в предлагаемом устройстве осуществляется за

Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет звуковые отражатели, установленные на ортогональных сторонах планшета, подвижные излучатель ультразвука и звукоприемник, акустически связанные со звуковыми отражателями, последовательно соединенные задающий генератор, первый делитель частоты и модулятор , выход которого подключен к входу подвижного излучателя ультра звука, выход подвижного звукоприемника соединен с входами первого и второго блоков преобразования координат, выходы которых являются выходами устсчет частотной селекции отраженных

сигналов. Возможность одновременного 25 ройства, второй делитель частоты и измерения координат X и Y основывает- блок коррекции координат, входы кото- ся на том, что один из отражателей

рых соединены с выходом задающего генератора, выходы блока коррекции и первого делителя частоты подключены к управляющим входам первого и второго блоков преобразования координат, отличающееся тем, что., с целью повьшения точности, оно содержит третий делитель частоты и анало- говьй сумматор, входы которого подключены к выходам второго и третьего делителей частоты, а выход - к соот- ветствукяцему входу модулятора, причем звуковые отражатели выполнены в

избирательно отражает только один сигнал частоты f , а другой - сигнал

частоты f

2

Предлагаемое устройство использует фазовый способ измерения координат, обеспечивающий на порядок более высокую точность, чем импульсный, который положен в основу устройства- аналога. Отношение сигнал/шум в предлагаемом устройстве при одинаковых размерах планшета в 1,6 раза выше, чем у устройства-аналога за счет сокращения в два раза максимальных из- 40 виде резонансных поглощающих пластин, меряемых расстояний. Кроме того, быст- настроенных на различные длины акус- родействие предлагаемого устройства тических волн.

за счет параллельного во времени преобразования принимаемых зондирующих сигналов в два раза выше, чем у устройства-аналога, где происходит пос- л.едоБатальное во времени измерение координат У и X,

Формула изобретения

Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет звуковые отражатели, установленные на ортогональных сторонах планшета, подвижные излучатель ультразвука и звукоприемник, акустически связанные со звуковыми отражателями, последовательно соединенные задающий генератор, первый делитель частоты и модулятор , выход которого подключен к входу подвижного излучателя ультра звука, выход подвижного звукоприемника соединен с входами первого и второго блоков преобразования координат, выходы которых являются выходами устройства, второй делитель частоты и блок коррекции координат, входы кото-

рых соединены с выходом задающего генератора, выходы блока коррекции и первого делителя частоты подключены к управляющим входам первого и второго блоков преобразования координат, отличающееся тем, что., с целью повьшения точности, оно содержит третий делитель частоты и анало- говьй сумматор, входы которого подключены к выходам второго и третьего делителей частоты, а выход - к соот- ветствукяцему входу модулятора, причем звуковые отражатели выполнены в

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в акустических устройствах считывания графической инфйрмации, использующих фазовый принцип измерения расстояний в декартовой системе координат. Целью изобретения является повьшение точности устройства. Указанная цель достигается тем, что в устройство, содержащее планшет, звуковые отражатели, задающий генератор, два делителя частоты, модулятор, излучатель ультразвука, два блока преобразования координат и блок коррекции координат (для учета влияния изменений параметрив звукопроводящей среды на точность измерений) дополнительно введены третий делитель частоты и аналоговый сумматор, причем отражатели выполнены в виде резонансных поглощающих пластин, настроенных на две различные длины волн. I ил. (Л Ю со о 00 VI

фх

Редактор Т.. Парфенова

Составитель Т. Ничипорович

Техред Л.Сердюкова Корректор А. Ильин

Заказ 784/54Тираж 673

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, ft

ф

Подписное