Способ считывания графической информации и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК G06K11/00 

чеилого к импульсным входам распределителей импульсов, узла стробирования логического блока и блока определения коорданат, выходы блока управления соединены с управляющими входами коммутаторов, распределителей импульсов, логического блока и блока определения координат 2. Недостаток этого устройства - ниэкая точность при считьюании с носителей информации различмой толщины. Целью изобретения является повьш1ени точности считьтания. Указанная цель достигается тем, что в способе формируют разностное элек тромагнитное поле путем одновременной подачи импульсов тока в проводники план шета, ограничивающие выделенный участо соответственно изменяют амплиту;: импу сов тока в указанных проводниках до момента повторного изменения полярности управляющего сигнала и определяют коорд нату считьтаемой точки, а также тем, что устройство содержит блок изменения амплитуды импульсов тока, один кокоторого соединен с выходом генератора импульсов, другой - с выходом логическо го блока, а выходы с другими входами коммутаторов. На фиг. 1 представлены экспериментально установленные зависимости сигнал лов электродвижущей силы (ЭДС), индуцируемой в катушке съемника координа до проводника планшета, возбуждаемого импульсом тока; на фиг. 2-участок планще 35 та, ограниченный двумя проводниками, на фиг. 3 - блок-схема устройства, реа лизующего предлагаемый способ считывания графической информации. Устройство содержит планшет 1, на котором расположены две ортогональные системы проводников, съемник 2 коорди--нат, представляющий собой однослойную . катушку индуктивности, усилитель-формирователь 3, узел 4 стробирования, генера тор 5 импульсов, блок 6 управления, логический блок 7, распределители 8 импул сов, коммутаторы 9,блок 1О изменения амплитуды импульсов тока и блок 11 определения координат. Предварительное грубое определение считываемой точки графика, т. е. выделение участка планшета, в котором находит ся эта точка, производится по изменению полярно ;ти управляющего сигнала со съеМ инка координат. При этом катушка ин/ук- тивности съемника эквивалентна рймке грубого отсчета Точное определение точки кодирования линии и графика поясняется фиг. 1, 2 и 3. Предлагаемый способ считьюания графической информации основьюаотся на принципе суперпозиции электромагнитных полей от двух проводников (рамок), возбуждаемых с помощью последовательностей импульсов тока, с взаимно изменяемыми амплитудами. Зависимости (фиг. 1) приведены для двух катушек съемника с различными радиусами. Первая - для радиуса 10 мм. Вторая - для радиуса 2О мм. Зависимость эта имеет сложную форму. Нулевое значение ЗДС, индуцируемой в катушке съемника координат, соответствует положению его центра на проводнике (рамке) планшета. Максимум ЭДС соответствует расстоянию, равному радиусу R катушки индуктивности съемника с небольшим сдвигом к проводнику (рамке)планшета. Спадающая ветвь зависимости соответствует удалению центра съемника от проводника (рамки) планшета на расстояние большее радиуса R. Восходящая ветвь зависимости имеет значительный, близкий к линейному, участок. Его длина равна 506О% радиуса R катушки съемника, а нелинейность не превышает нескольких процентров (1-2 %) Крутизна линейного участка зависит от амплитуды импульса тока последовательности, подаваемой в проводник (рамку) планшета. Незначи- тельная нелинейность участка восходящей ветви зависимости позволяет использоват его в предлагаемом способе считьюания графической информации. На фиг. 2 показан выделенный грубо участок планшета, ограниченный двумя проводниками А и В, в котором находится кодируемая точка пинии графика С. Расстояние (шаг) (X между проводниками А и В грубого отсчета определяется длиной линейного участка рассмотренной зависимости, и при радиусе катушки съемника равном 2О мм может . быть 10-15 мм. Точное положение . кодируемой точки С внутри выделенного участка определяется следующим образом. Дискретизирую т выделенный участок в соответствии с заданной точностью определения координат точки С. Для упрощения рассмотрим только определение координаты X . Границы дискретов от 1-го до П показаны штриховыми линиями. При одновременной подаче импул - СОВ тока одаого направления в проводник (рамки) А и В, в катушке съемника ин уцируется суммарная ЭДС. Причем знак и амплитуда суммарной ЭДС зависит от знаков и амплитуд ЭДС, инфицированных в катушке съемника от импульсов TOKia, подаваемых ь проводники А и В. В про водник А, расположенный слева от кодируемой точки С, с которой совпадает центр съемника, подаются импульсы постоянной амплитуды, а в проводник В - изменяемой амплитуды. Значение амплиту ды ЭДСд , индицируемой в съемнике, при возбуждении проводника А импульсами то ка и движении центра съемника вправо по оси X в точке С (фиг, 2) отрезком прямой линии, соответствующим линейно му участку рассмотренной зависимости. Учитьшая, что полярность индуцируемой в катушке- съемника ЭДСд может быть либо положительной, либо отрицательной, в зависимости от направления тока в проводнике и расположения центра съемника (справа или слева) относительно проводника, примем положительное зна чение йн СЦируемой ЭДСд . На фиг. 2 это показано расположением ее над осью X. Тогда от импульсов ттэка, подаваемых в проводник В, ЭДСц в катушке съемника имеют противоположную, отрицательную полярность, что показано отрезками прямых линий, расположенных под осью X. При равенстве амплитуд ЭДС и ЭДСп амплитуда суммарной ЭДСу , ин цируемой в катушке съемника, равна ну- лю, причем можно добиться, изменяя амплитуду импульсов тока в проводнике Bj того, что нулевые значения суммарно ЭДСу точно совпадают с границами дискретных участков. Это эквивалентно как бы введению проводников (рамок) в мест соответствующие границам дискретов вь деленного грубого участка планшета. Количество пар импульсов тока, подавае мых последовательно в проводники Аи; В, равно числу границ дискретных участ ков. Сигнал суммарной ЭДС, т. е. управляющий сигнал, внутри каждого дискрета при нахождении в нем центра съемника отличен от нуля, а амплитуда и его поЛ51рность определяются амплиту дами импульсов тока, подаваемых в проводники А и В. При прохождении цен- ; тра съемника координат, или что то же самое кодируемой точки С линии график в -ом дискрете, управляющий сигнал со съемника изменит свою полярность н 7 26 противоположн ю при подача в проводники А и В пары импульсов теока соответствующей + I границе дискрета, так как амплитуда ЭДСд станет меньше амплитуды ЭДС . ЭДС2(управляющий сигнал) станет отрицательным. Таким образом, из рассмотренияфиг. 2 видно, что дискрет, в котором находится кодируемая точка С, может быть выделен по факту изменения полярности сигнала ннд тиируемого в катушке съемника координат. Необходимые амплитуды имп -льсов возбуждения проводников планшета могут бъггь получены экспериментально. Устройство, реализующее данный способ, работает следующим образом. Совмещают центр съемника с кодируемой точкой линии графика. При этом блок б управления вырабатътает сигналы, обеспечивающие работу всего устройства, в целом. Координаты кодируемой точки непрерывно поступают в блок 11 определения координат. С помощью кнопки, расположенной в. корпусе съемника координат, подают сигнал в блок 11 определения координат по этому сигналу происходит выдача координат кодируемой точки во внешнее устройство. Координаты точк;и кодирования определ51ются в два этапа. На первом этапе осуществляется грубое определение ее координат. Работа устройства рассматривается только при определении коордянаты X По команде блока 6 управления импульсы генератора 5 поступают на распределитель 8 н далее через коммутатор 9 на проводники планшета. Управляющий сигнал со съемника 2 координат поступает на усилитель-формирователь 3 и через узел 4 стробирования в блок 6 управления, который фиксирует изменение его полярности, при этом поступление импульсов в распределитель 8 прекращается. Первое изменение полярности управляющего сигнала говорит о том, что грубо определено положение точки кодирования, т. е. грубо выделен участок планшета, в котором находится кодируемая точка линии графика. В.. блоке 11 определения координат позиционнъй код координаты X преобразуется в двоичнодесятичный. Далее по сигналу блока 6 управления включается логический-блок 7, который, решая заданную логическую функцию, включает в блоке 10 изменения амплитуды импульсов выходы, соот773ветствующие проводникам, ограничивающим грубо выделенный участок, одновременно с этим блок 6 управления че- pea коммутатор 9. подключает эти выходы к проводникам планшета. Проводники планшета, ограничивающие выделенный участок, с блока 10 изменения амплитуды импульсов поступают две последовательнести импульсов тока с соответствующими амплитудами. Вторичное изменение полярности управляющего сигнала со съем ника координат указывает на то, что произошло точное определение координаты точки кодирования. В блоке 11 определения координат унитарньш код, полученный при точном определении, преобразуется в двоично-десятичный и суммируется с кодом грубого отсчета. Определение координаты точки рования может иметь место, как в случае грубого, так и точного, отсчетов, При подаче импульсов тока в проводники планшета управляющий сигнал со съемника отсутствует. Это указьюает на ТО, что при грубом отсчете центр съем- 25 с ника находится на проводнике планшета, а при точном - на границе дискрета. В этих случаях подается еще один возбуждающий импульс в следующий проводник планшета при гру.бом определении, и пара импульсов при точном определении координаты. Блок б управления фиксирует изменение полярности уп равляющего сигнала и устройство в том и другом случае переходит к определению другой координаты кодируемой точки а блок 11 определения координат вносит соответствующую поправку в измеренную координату. Определение координаты У производит ся аналогично определению коорданаты X Предпагаемый способ и реализующее его устройство обеспечивает повышение надежности и точности считьюания графической информации по сравнению с из- вестными. Формула изобретения 1. Способ считывания графической ин- 0 формации с планшета, основанный на разбиении поля считывания на даскретные участки, ({ Р -ировании электромагнитного 28 поля путем поочередной подачи импульсов тока в проводники планшета, ограничивающие дискретные участки, преобразовании электромагнитного поля в управляющий сигнал и выделении дискретного участка считываемой точки по моменту изменения полярности управляющего сигнала, отличающийся тем, что, с : целью повышения точности считьшания графической информации, формируют разкостное электромагнитное поле путем одновременной подачи импульсов тока в проводники планшета, ограничивающие выделенный участок, соответственно изме- няют амплитуду импульсов тока в указанных проводниках до момента повторного изменения полярности управляющего сигнала и определяют координату считываемой точки. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее коммутаторы, въгходы которых соответственно соединены с ортогональными проводниками планшета, одни входы коммутаторов соединены выходами распределителей импульсов. съемник координат, подключенный через последовательно соединенные усилительформирователь и узел стробирования к одному входу блока управления, другой вход которого соединен с выходом генератора импульсов, подключенного к импульсным входам распределителей импульсов, узла стробирования, логического блока и блока определения: координат, въкоды блока управления соединены с управляющими входами коммутаторов, распределителей импульсов, логического блока и блока определения координат, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности считьтания графической информагции, оно содержит блок изменения амплитуды импульсов тока, один вход которого соединен с выходом генератора импульсов, pyгoй - с выходом логического блока, а выходы - с другими входами коммутаторов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 520603, кл. Q 06 К 11/00, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР № 467377, кл. Q Об К 11/00, 1973 (прототип). Э2)С(Й/ S(4

3ACJ

В