Устройство для считывания графической информации Советский патент 1979 года по МПК G06K11/00 

На чертеже дана блок-схема предлагаемого устройства. Устройство для считывания графической информации содержит планигат 1, визир-изпучатель 2, три точечных приемки.ка 3 ультразвука, генератор 4 опорных сигналов) два формирователя 5 опорных меандров, один из которых подключен к выходу генератора 4, а второй - к выходу, фазосдвигателя 6; выход формирователя 5 опорных меандров соединен с входом делителя 7 частоты, выход которого соединен с входом схемы 8 запуска визир-излучателя, выход которой соединен с визир-изпучателем 2 и через воздушную среду с точечными приемниками 3 ультразвука, соединенными с усилителями 9. Устройство содержит также триггеры Ю вычитания частот с дискретными фильтрами на выходе, соединенные с выходами формирователей 5 опорных меандров, выходы триггеров 10 соединены с входами группового счетчика 11, выходы которого соединены с управляющими входами усилителей 9 и через групповой интегратор 12 с бдрком JC:3 вывода кодов через суммато 14, два формирователя 15 опорных меанд ров, подключенных к промежуточным выходам делителя 7, два триггера 16 вычитания частот, соединенных с выходами фо мирователей 15 опорных меандров; выходы триггеров 16 соединены с входами группового счетчика 11, выходы которого соединены с групповым интегратором 17, подключенным через сумматор 14 к блоку 13 вывода кодов. Кроме того, устройство содержит блок 18 анализа и коррекции погрешности измерения координат, входы которого Старт соединены с выходом делителя 7 частоты Стоп - с объединенным выходом усилителей 9, а также Заполнение - с генератором 4 через формирователь 5 опорны меандров и фазосдвигатель 6, а выход блока 18 соединен с входами триггеров 10 и 16; излучатель 19, соединенный с выходом схемы 8 запуска визир-изпучате ля через контакт 20 кнопки К, через которую соединен к визир-излучатель 2 и которая сблокирована с кнопкой дополнительного блока. Устройство работает следующим образом. Носитель с графической информацией крепят на планшете 1 и включают устройство, при этом с выхода схемы 8 запуска излучателей, сигнал через кнопку проходи на излучатель 19, установленный в начале координат на эталонном расстоянии, соответствукмем при нормальных условиях двоичному числу, содержащему единицу только в одном разряде. За время расяфостранения ультразвуковой волны от точки О до одного из приемников 3 в блоке 18 и в счетчике 11 будет накапливаться код. В зависимости от внешних условий данный код будет или не будет соответствовать эталону. Разность данных кодов и составит абсолютную погрешность измерения эталонного расстояния, В блоке 18 данная погрешность преобразуется в относительную и используется для задержки выходного сигнала с усилителя 9 путем преобразования кода погрешности во временной интервал зацикленной управляемой линии. Рассмотренный случай соответствует превышению температуры окружакщей среды по отношению к нормальным условиям, при этом абсолютная погрешность измерения выделяется с помощью вычитакяиего счетчика без дополнительных операций. После окончания цикла коррекции в групповом счетчике 11 будет установлен код, равный расстоянию от точки начала координат до приемников ультразвука П, Пд, Пз, после этого в групповой интеграторе 17 устанавливаются нули и координаты точек кодируемого объекта теперь будут вычисляться в координатной; системе с началом в точке О, при этом формулы для определения координат X, Y примут вид V .МсЛг-Мв 2 АВ При работе оператор замьгкает кнопку К, при этом сигнал с выхода схемы 8 запуска излучателей поступает на визир-излучатель 2. В процессе обвода визир-излучателем линий кодируемого объекта изменяoтcя расстояния от точки М до приет нйков /tj П, Пз и соответственно изменяются задержки сигналов, посылаемых визир-излучателем 2 и воспринимаемых приемниками 3 ультразвука относительно опорных . меандров. Принятый ультразвуковой сигнал с помощью резонансного усилителя ;9, Hdстроенного на частоту излучаемых сигналов, усиливается и формируется е последовательность коротких импульсов. Три усилителя 9 работают по очереди, причем включение каждого усилителя 9 на одну треть периода работы группового счетчика 11 производится сигналом этого счетчика. При этом сигналы на входе блока 18 представляют собой чередующиеся пакеты импульсов со сдвигами фаз, соот ветствующими удлинению визир-из пучатепя 2 до приемников 3 ультразвука.

Выдепенне едтшчных приращений расстояний ti (l 1, 2, з)протекает спедувалим образом. При неподвижном визрф-41злучателе 2 за период работы группо- вого счетчика на входы триггеров 10 вычитания частот поступают три пакета импульсов, фазы которых отражают положение визир-излучателя 2 до приемников 3 ультразвука. Так как каждый из формирователей 5 дает прямой и инверсный меандр, а за счет фазосдвигателя 6 и делителя 7 частот сигналы на выходах формирователей 5, соединенных с запрещающими входами триггеров, сдвинуты на 90 i система из двух триггеров позволяет улавливать сдвиги фаз принимаемых сигналов, равных четверти периода следования меандров. Принимаемые сигналы, кроме того, в процессе ввода корректируются постоянно в зависимости от изменения длины волны ультразвука и расстояния до визир- 25 излучателя 2. Поэтому при неподвижном визир-излучателе состояния триггеров периодически повторяются и не плывут в зависимости от внешних условий. Поскольку три пары состояний триггеров 1О вычитания частот запоминаются в групповом счетчике 11 за один период его работы и сравниваются с соответствукшими парами состояний триггеров в последующем периоде работы счетчика, то в счетчике 11 не выделяются единичные прирашения расстоя ний. Если же визир-излучатель 2 сместит ся из начальной точки настолько, что изменение в фазовом сдвиге импульсов какого-либо пакета на выходе блока 18 оказывается равным четверти периода следования меандров, то один из триггеро 10 обязательно переключится в другое состояние. Выделение приращения групповым счетчиком 11 производится по еледующему правилу. Сумма по модулю 2 предшествукщего состояния одного из триггеров 10 с последующим состоянием другого триггера 10 для того же приемника ультразвука дает единичное приращение расстояния одного знака, а сумма по модулю 2 второй пары разновременных состояний разноименных триггеров 10 дает единичное приращение расстояния про тивоположного знака. В случае од1ювременного выделения приращений с различными знаками они взаимно уничтожаются. Триггеры 16 вычитания и формирователи 15 опорных меандров дают возмож-

ность выделять крупные приращения расстояний tt , измеряемых целым числом единичных приращений и равным коэффиии- енту деления делителя 7. Выделение крупных- приращений происходит аналогично мелким с той лишь разницей, что запирание канала крупных прирашений происходит путем сравнения частот, излучаемых визир-излучател№ 1 2 и принимаемых приемниками 3 и поступающих через усилители 9, блок 18 коррекции на перекшочающие входы триггеров 16 вычитания частот рвапизуквцих логическую функцию исключающее или.

Групповой счетчик 11 содержит схему поочередного опроса усилителя 9, схему выделения крупных и мелких приращений, а также кольцевую последовательную счетную схему, состоящую из сумматора и регистра сдвига, в ней циркулируют расположенные друг за другом коды расстояний ti , ii , t . Групповые интеграторы 12 и 17 аналогичны по устройству и выполняемым функциям. Каждый из них содержит кольцевую последовательную счетную схему, состоящую из сумматора и регистра сдвига, периоды циркулирования кодов в интеграторах 12 и 17 и счетчике 11 одинаковы и равны периоду опроса усилителей 9. Групповые интеграторы 12 и 17 работают следующим образом. При каждом изменении расстояния на единицу как крупного, так и мелкого приращений происходит однократная передача соответствующего кода с учетом его знака и знака приращения из группового счетчика 11 в групповые 1 интеграторы 12 и 17. Возведение в квадрат производится сумматором и регистром сдвига. Известно, что .возведение в квадрат можно заменить суммированием основания с самим собой, которое производится столько раз, сколько единиц содержится в основании. Групповой интегратор 12 накапливает мелкие приращения квадратов расстояний, которые располагаются в регистре интегратора друг за другом в виде последовательных кодов. Групповой интегратор 17 выделяет аналогично крупные приращения квадрата расстояний t . Одновременно с выделением крупного приращения квадрата расстояния ii производится установка нуля в соответствукядей части регистра группового интегратора 12. Сложение мелких и крупных приращений квадратов расстояний производится с помощью сумматора 14.