Устройство для считывания графической информации Советский патент 1978 года по МПК G06K11/00 

Устройство включает планшет / с уложенными на его поверхности токопроводящими рамками 2; узел 3 визирования, содержащий блок 4 грубого отсчета координат, блок 5 точного отсчета координат, выполненные в виде катушек считывания к блок 6 вычерчивания информации, ключ 7, расположенный в корпусе узла 3 визирования, блок 8 усиления, блок 9 уиравления, блок 10 опроса рамок; блок 11 подключения групп рамок, первые элементы ИЛИ, выполненные в виде диодных сборок 12, триггер 13, сумматор 14, второй элемент ИЛИ 15; блок определения положения катушек считывания 16, блок 17 памяти.

Устройство работает следующим образом.

При установке острия блока 6 узла 3 визировання в точку А на поверхности планшета / замыкается ключ 7 и включается в работу блок 9 управления, осуш;ествляя вначале установку в исходное состояние соответствуюпдих блоков, связанных с ним. При этом триггер 13 устанавливается таким образом, что обеспечивает через блок // подключения групп разрешения на опрос всех групп рамок одновременно. Первым импульсом, поступающим на вход блока 10 опроса рамок, дается разрешение на опрос первых рамок, а следующим импульсом, сдвинутым на полпериода относительно первого импульса, поступающим на другой вход блока 10 опроса рамок, осуществляется опрос первых рамок всех групп одновременно. (При значительной ширине шага квантования число одноименных рамок и число групп оказывается иебольшим, а расстояние между одноименными рамками исключает возможность их одновременного влияния иа катушки узла 3 визирования). По окончании импульса опроса в случае отсутствия индуиированного сигнала в блоке 4 грубого отсчета в сумматор 14 записывается число, соответствующее ширине шага квантования рабочей поверхности планшета. Для случая, показанного на фиг. 2, при шаге квантования в 10 мм в сумматор 14 записывается число 10. Второй имлульс на входе блока 10 опроса рамок обеспечивает опрос сдвииутым импульсом вторых рамок всех групп и очередную запись в сумматор 14 числа 10 и т. д. Процесс опроса и записи иродслжается до момента поступления с блока 4 грубого отсчета через блок 8 иа блок 9 управления сигнала, индуцированного в результате опроса соответствующих рамок и свидетельствующего о том, что центр катущки (острие пишущего элемента блока 6) находится внутри рамки с даиным номером. Блок 9 управлеиия прекращает переключение рамок, а вышеуказаниый индуцнрованный сигнал, иа триггер 13, сбрасывает его, благодаря чему через блок // подключения групп отключаются все группы рамок. На этом процесс поиска номера рамки заканчивается и прекращается формирование числа в сумматоре 14.

Следует заметить, что внутри рамки в витках катущки всегда будет наводиться сигнал одной полярности (допустим, положительной), который воспринимается и усиливается блоком 8. При нахождении витков катушки за пределами рамки в зоне

чувствительиости катушки в ней будет индуцироваться сигнал другой полярности, который не восприиимается усилителями. Это позволяет при иостроении блока усилителей использовать довольио простые

схемы.

Тактирующие импульсы переключаются иа выход блока 9 управлепия, связанный через элемент НЛП 15 с блоком 11 подключения групп. Начинается последовательпое подключение групп рамок и опрос сдвинутыми импульсами рамки с найденным ранее номером в каждой группе. Запись чисел, соответствующих ширине участка, заключенного между одноименными строками одноимениых рамок соседних групп, осуществляется в сумматор 14. В нашем случае при числе рамок в группе равном 4 в сумматор 4 после каждого импульса опроса при отсутствии индуцированного сигнала с катушки блока 4 грубого отсчета будет записываться число 40. С поступлением указанного сигнала на блок 9 уиравления поиск групп и запись соответствующих чисел в сумматор 14 заканчивается.

Блок управления опять переключается на последовательное подключение рамок через блок 10 опроса рамок с целью более точного определения положения центра ззла 3 визирования. Включается в работу блок

16. Если в процессе иредыдзщего поиска была иайдена рамка с номером К в некоторой грЗппе, то дальнейщий опрос будет начинаться с (К+1)-й, рамки этой группы. Если опять появляется сигнал в катушке

грубого отсчета, то он через блок 8 и блок 16 дописывает в сумматор 14 число, соответствующее ширине шага квантования (в нашем случае число 10). Значение точного отсчета иачииает формироваться с появлением индуцированных сигналов в катушках блока 5. В первом такте появления сигналов блок 16 выделяет и запоминает номер младшей катушки из числа катущек, витки которых находятся частично внутри

данной опрашиваемой рамки и «чувствуют импульс опроса. На время второго такта (когда опрашивается следующая рамка) блок 16 отключается. В третьем такте появления сигналов на катушках точного отсчета блока 5 блок 16 выделяет номер старшей катущки, находящейся внутри опрашиваемой рамки и «чувствующей импульс опроса. (Следует заметить, что блок 5 состоит из (K-f 1) концентрически расположенных катушек, условно делящих шаг

квантования па К равных частей. Прн этом каждой катхшке ноисваивается номер: каTyiiiKe с нанболыннм диаметром - О, сдедующей-1 н т. д., катушке с наименьшим дна метром дается номер - К. В нашем случае в блоке точн,ого отсчета делят шаг квантования, равный 10 мм, на 5 равных частей, ширина каждой из которых равна 2 мм).

Для случая положения точки А, представленного на фиг. 2, в нервом такте блок 16 выделит номер младшей катушки - 3, а в третьем такте иомер старшей катушки - 2. Выделеиные номера позволяют нерениеать числовые ноправки, закрепленные за каждой катушкой - значения точного отсчета из блока 17 памяти в сумматор И кодов координат (для нашего случая значение точного отсчета будет 3 + 2 5).

В результате оиределяется положение точки Л по одной координате (допустим, X):

-в нропессе поиска номера рамки в сумматор 14 записано число 30;

-в процессе поиска номера группы ь сумматор 14 не добавлялось ничего (так как с опросом первой группы получен индуцированный сигнал в катушке грубого отсчета блока 4 и запись в сумматор числа 40 не осушествляется;

-на следуюшем этапе в сумматор дописано число 10, а через блок 17 памяти добавлено значение точного отсчета - 5.

Координата определяется суммой полученных чисел 30-fO-b 10 + 5 45. Нуль по данной осп координат при таком методе измерения координат оказывается на расстоянии 1 мм от начальной стороиы первой рамки.

Чувствительность катушек выбрана таким образом, чтобы нри сдвиге центра блока визироваиия вправо на половину деления (1 мм от катушки с номером 3 прн опрсделепип значения точного отсчета сигнал не поступал. В результате иа выходе блока 16 выделяются номера катушек 4 и 2, и поправка к чпслу грубого отсчета будет 4+2 6.

При положении центра узел 3 визирования точно над стороной рамки сигнал в катуп1ке блока 4 грубого отсчета появляется при опросе только одпой рамки, поэтому добавление числа в сумматор 14 через блок 16 не будет осуществляться, а значение точного отсчета будет максимальным (для пешего случая 5 + 4 9).

При сдвиге вправо на полделения от стороиы рамки в сумматор 14 поступит добавка через 16 (у нас она равна 20), но значение точ::эго отсчета не перепишется из блока /7 палтяти в младшие разряды сумматора 14 кодов координат из-за отсутствия третьего такта появления сигналов с катушек точного отсчета через блок 16 (сигнал в катушках точного отсчета иосле фиксацип исла грубого отсчета появится только дважды).

Заипсь числа точпого отсчета осуществ.1яетс,я то,) в третьем такте.

В процеесе измерения координат можег быть такой случа. При иоиске рамок М|ОЖ ю остановиться на одной нз послсдг.нх рамок в груиис. Формирование значенпй точного отсчета потребует перехода иа рамки следующей группы, для чего введена связь выхода последнего разряда блока 10 опроса рамок через элемент ИЛИ 15 со входо: блока // подключения групп. Впутри блока 10 опроса рамок имеется обратная связь с выхода на вход, обесиечнваюшая подключс: ис иервой рал1ки при переходе на следующую группу в процессе определег.пя значений точного отсчета.

Таким образом нрп шаге квантования поверхности Г1ланшета рамками равном 10 мм и шаге установки шести концентрпческпх 1сатуи.ек точного отсчета равном 2 М-М- достигается дискретность считывания коордииат в 1 мм, а точность определения коордг1иат в идеальиом случае будет колебат1,ся в пределах ±0,5 м-м. Внутренний диаметр системы катушек блока 5 точного отсчета выбирается кратным шагу кваитовапия с таким расчетом, чтобы исключить влияние противоположных сторон катушек иа чувствптельность участков катушек, находяшихся внутри опрашиваемой рамкн.

Введение новых блоков и новых конструктивных связей позволяет в 2 раза повысить точность счи.тывания графической ииформац :п и существенно увеличить его быстродействие.

Формула н 3 о б р е т е и и я

Устройство для считывания графнчсской информации, содержаш,ее планшет, вьь полнеипый в виде системы двух ортогоиальиых токоироводящих рамок, объедииснных через первые элементы ИЛИ в групны и иидуктивно связанных через блоки грубого и точного отсчета координат, выполненных в виде катушек считывания, с блоком усиления, выход которого подключен к блок Хиравлепия, подключеииому через блок опроса рамок к токопроводящим рамкам, блок иамяти, триггер и второй элемент ИЛИ, о т л и ч а ю щ с е с я тем, что, с целью повьтшепия точпостп и быстродействия устройства, оно содержит блок определения положения катушек счптываиия, входы которого соединены с блоками усиления и упгпв;-ен 1я. а выход подключен к блоку иамят1;. су:.;матоп. соединенный с блоками уира1:леп ;я, п;1 л;:т;- i; с:фсде;ч-м; я иоложеиия катуи;ск С1 1:тывання, б.:ок иодключения групп рамо:-:, входы которого иодключены к ,1ония, к триггеру, соедппемпому с блока:,1и усилення и управления, и через второй элемент I-LTVI к блокам ойроса рамок н зправления, а выходы соединены с первыми элементами ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:5

i. Патент США Лд 3818133, кл. 178-18 1974. 2. Авторское свидетельство СССР 467377, кл. G 06 К И/ОО, 1975.

,

г

IJlJ

,..

С

ii

I i

Т i i

I1 гtK

g I

-,

(/ I

а Q к-1

i J/Jju с j-a/v