Способ считывания графической информации и устройство для его осуществления(его варианты) Советский патент 1981 года по МПК G06K11/00 

(54) СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУИЩСТВЛЕНИЯ Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано, например, для создания автоматизированных устройст ввода в электронно-вычислительную машину (ЭВМ) графической информации Известен способ считывания графической информации, основанный на дис кретизации поля считывания с установлением соответствия каждой координатнод шине элементарной окрестности, равной шагу квантования в направлении соответствующей координатной оси 1 . Недоста ок этого способа - большая абсолютная погрешность измерения координат, зависящая от шага укладки координатных шин. Поскольку последние имеют конечные размеры и должны быть изолированы друг от друга, этот шаг не может быть выбран достаточно малым. Точность измерения координат составляет при этом величину 0,3-0,5 мм. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому -техническому решению является способ считывания графической информации, основанный на разбиении поля считывания на дискретные зоны, Лормяровании (ЕГО ВАРИАНТЫ) электромагнитного поля в зонах считывания и преобразования erd в электрические сигналы с амплитудами, пропорциональными расстояниям от считываемой точки до границы соответствующей дискретной зоны для считывания Г2 . Устройство, реализующее известный способ, содержит планшет с двумя группами ортогонсшьно ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управления и индуктивно связанных со съемником информации, подключенным к одним из входов аналогового блока памяти и блока управления, интеграторы и сумматор 2. Недостатками известного способа и устройства являются недостаточные точность и быстродействие считывания. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия. Указанная цель достигается в предлагаемом способе тем, что интегрируют электрические сигналы, суммируют проинтегрированные сигналы с одним из электрических сигналов и по полученному суммарному сигналу судят о координате считываемой точки. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для считывания графической информации, содержащем планшет с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управления и индуктивно связанных со съемником информации, подключенньм к одному из входов аналогового блока памяти и блока анализа и управления, интеграторы и сумматор, выходы аналогового блока памяти соединены со входами интеграторов, выходы которых подключены к одним из входов сум;матора, другой вход которого подключен к соответствующему выЦоду аналогового блока памяти, другой вход которого соединен с выходом бло ка анализа и управления, другой вход которого подключен к выходу сумматора . Указанная цель достигается тем,. что в устройство для С51итывания графической информации, содержащее планшет с двумя группами ортогональн ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управ лёния и индуктивно связанных со съем ником информации, подключенным к одному из входов блока анализа и управ ления и аналогового блока памяти, .ин тегратор и суматор, введен дополнительный, сумматор, входы которого соединены с выходами аналогового бло ка памяти, выход которого подключен ко входу интегратора, выход которого соединен с одним из входов сумматора другой вход которого подключен к выходу аналогового блока памяти, а выход - к другому входу блока анализа и управления. На фиг. 1 и 2 представлены блок-схема устройства, реа;лизующих предлагаемый способ, представляющие собой варианты; на Лиг. 3 показан Лрагмент координатной матрицы, в которую вмонтированы координатные шины и съемник координат, а также графики зависимости сигнала ЭДС от координаты; на; фиг. 4 показаны графики сигналов в характерных узлах схемы устройства по фиг.1, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 5 показаны графики сигналов в характер ных узлах схемы устройства по фйг.2. В состав первого устройства (фиг. входят планшет 1 с двумя группами от ортогонально ориентированных координатных шин, (X и У), связанных с выходами блока 2 анализа и управления, съемник 3 информации, связанный индуктивно с координатными шинами планшета 1, аналоговый блок 4 памят входами подключенный к съемнику 3, интеграторы 5 vH б аналоговых сигналов, связанные d выходами блока 4, а выходами - со входами сум матора 7, дополнительным входом подлюченного к выходу блока 4, а выхоом - к блоку 2 анализа и управления. Второе устройство для считывания рафической информации, реализующее казанный способ (фиг.2), аналогично стройству на фиг.1 содержит планшет 1 с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин (X и У), связанных с выходами блока 2 анализа и управления и индуктивно связанных со съемником 3 информации, подключенным к одним из входов блока 4 памяти и блока 2 анализа и управления, интегратор 5, сумматор 7, кроме того, содержит дополнительный сумматор 8, установленный между аналоговым блоком 4 памяти и интегратором 5. Предпагаеглый способ поясняется на примере работы устройства по фиг.1. Устройство для считывания графической информации (фиг.1) работает следующим образом. В исходном состоянии счетчики координат X и У блока 2 анализа и управления установлены в нуле1 ое состояние, а координатные шины обесточены. С момента пуска устройства, последовательностью импульсов тока, вырабатываемых в блоке 2 анализа и управления, производится поочередная коммутация координатных шин X. Количество импульсов .этой последовательности подсчитывается счетчиком координаты X блока 2 и фиксируется в нем в виде кода координаты коммутируемой шины в его старших разрядахj При этом поочередно через каждую шину пропускаются импульсы тока, а в окружающем ее пространстве создается переменное электромагнитное поле. В момент времени t (фиг.4) коммутации i-ой (i -1 ,. , . ,п) шины X,находящейся в установленной зоне считывания, создается электромагнитное поле, достаточное для проведения измерений интенсивности. Сигнал: , ЭДС е (фиг.З), наведенный в съемнике 3, поступает одновременно в блок 4, расширяясь по длительности (запоминается), и в блок 2 анализа и управления. По этому сигналу в счетчике координаты X блока 2 фиксируется фоордината (i-1)ой шины, после чего производится ее возбуждение импульсом тока. В результате возбуждения (1-1)-рй шины в момент времени . в съемнике 3 наводится сигнал ЭДС взаимоиндукции (фиг.З), противоположной отношению к е; полярности (в частном случае,при е. О, сигнал ) . Поступая в блок 4, сигнал е v, подобно сигналу е , расширяется по длительности. Сигналы е{-4, и е , раоииренные по длительности и имеющие амплитуды .(t) и Щ it) (фиг.4), поступая в момент времени входы иг1теграторов 5 и 6 с соответствующих выходов блока 4, интегрируются. При этом на выходе интегратора 5 образуется линейно-иэмеляговдийся сигнал и (t) р У и.. (t) .(t) .t-t) а на выходе Интегратора б - линейно иэменяюцийся сигнал U,j(t) р5 U.(t) . (t)(t-t ),f2 -т где р - соответствующим образом подобранная постоянная времени интегрирования интеграторов 5 и б ; время начала интегрирования (для удобства в дальнейшем будем полагать р-1). Сигналы n(t) и n.j(t) суммируются сумматором 7 с сигналом U (t). На выходе сумматора 7 вырабатывается суммарный сигнал Uj,(t)U (t) + (t-t) и. (t)+ U.(t) ,(3 линейно изменяю1;ийся от U; (t) до и,- (t) . Время t , пропорциональ ное изменению сигнала от величины, равной Uj. , до момента смены его полярности (перехода через ноль), фиксируется в младших разрядах счетчика координаты X блока 2 в виде код числовой эквивалент которого соответ ствует ,расстоянию от (i-lj-o. коорди натной 1:ины до проекции центра съемника координат на плоскость матричного планшета. R момент времени t ц, соответствую щий смене полярности сигнала Uj,, по сигналу Un(t) (фиг.4), вырабатыва мому блоком 2, счетчик координаты X блока останавливается. Код, .зафиксированный в нем в момент останова, соответствует измеренной координате X считываемой точки графического изображения. Сигналом Uj. (t)/задержанным относительно сигнала UK.(t) на время tf;- t, производится запуск устройства для измерения координаты У., которое производит.ся в аналогичной последовательности. Для нормальной работы схемы устрой ства (фиг.1) необходимо, чтобы участок амплитудной характеристики съемника 3 в пределах шага координатных шин был линеен. Как показывают расчеты и экспериментальная проверка, эта линейность всегда имеет место вблизи перехода амплитудной характеристики съемника 3 (фиг.З) через ноль и для съемника, имеющего, например, радиус индукционно1й катушки г 25 мм, соетавляет величину порядка а 15-,20 мм При соответствующем выборе шага уклад ки координатных шин работа устройства происходит на линейном.участке гилплитудной характеристики съемника коорди нат и точность считывания обеспечивается всегда. При некоторых положениях съемника координат, когда проекция его центра находится над осью (1-1)-ой либо i-ой координатной шины или в ближайше окрестности оси, сигналы е,-. либо е. (фиг.З) имеют малые значения амплитуд, близкие либо равные нулю. В этом случае на точности считывания координат существенно сказывается воздействие сигнала помехи от невозбужденных координатных шин, сравнимого по амплитуде с е . В таком случае в блоке 2 предусматривается соответствующая логическая схема, которая при определенных значениях сигналов, меньше выбранного порогового значения е(,-., е „ вырабатывает упрёшляющий сигнал, по которому измерение координат производится в результате коммутации соседних (1-2)-ой и ()-ой щии. В зтом случае амплитуды наведенных ЭДС е, и е ,-4 больше максимально возможных амплитуд сигналов е. и е - , и точность считывания координат соответственно высока. Рассматриваем функционирование предлагаемого устройства в другом варианте его исполнения (фиг.2). Порядок работы устройства до момента формирования сигналов Uj (t) и U,.(t) аналогичен ранее рассмотренному. После появления на выходах блока 4 сигналов Uj (t) , U;(t) дополнительным сумматором 8 производится их алгебраическое суммирование, в результате чего на его выходе в моt образуется менты времени t суммарный сигнал u;...,(t)U; (t) -u,..(t), t . t Интегратором 5 производится интегрирование сигнала U{L4(t). Результа.т интегрирования - сигнал и, (t) J u.(t),/t) (t - t.,) (5) t ) суммируется сумматором 7 с сигналом и,- (t). Сумматорный сигнал t .,.. - k I- . U(t)(t-t) (б) линеПно- изменяющийся от уровня u{ (t) до ), поступая в блок 2, служит для определения координаты считываемой точки графического изображения таким же образом, как это происходит в первом устройстве. Таким образом, показано, что предлагаемый способ считывания графической информации и устройство для его осуществления обеспечивают существенное (в , k 1) повышение быстродействия при одновременном повышении точности. В свою очередь повышение быстродействия увеличивает производительность считывания графической информации и обеспечивает определенный экономический эффект, , Формула изобретения , 1. Способ считыйания графической нформации, основанный на разбиении. поля считывания на дискретные зоны, формировании электромагнитного поля в зонах считывания и преобразовании его в электрические сигналы с амплитудами, пропорциональными расстояниям от считываемой точки до гранищл соответствующей.дискретной зоны поля считывания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия считывания, интегрируют электрические сигналы, суммируют проинтегрированные сигналы с одним из электрических сигналов и по полученному суммарному сигналу судят о координате считываемой точки. 2. Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управления и индуктивно связанных со съемником информации, подключенным к одному из входов аналогового блока па мяти и блока анализа и управления, интеграторы и сумматор, отличающееся тем, что, с целью повыше ния точности и быстродействия устройства, выходы аналогового блока памяти соединены со входами интеграторов, выходы которых подключены к одним из входов сумматора, другой вход которого подключен к соответствующему выход аналогового блока памяти, другой вход которого соединен с выходом блока анализа и управления, другой вход которого подключен к выходу сумматора. 3. Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управления и индуктивно связанных со съемником информации, подключенным к одному из входов блока анализа и управления и аналогового блока памяти, интегратор и сумматор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит дополнительный сумматор, входы которого соединены с выходами аналогового блока памяти, выход которого подключен ко входу интегратора, выход которого соединен с одним из входов сумматора, другой вход которого подключен к выходу аналогового блока памяти, а выход к другому входу блока анализа и управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Чеголин П.М. и др. Автоматизация преобразования сложных форм графической информации, Минск, Наука и техника , 1973, с. 112. 2. Полуавтомат кодирования графической информации ПКГИО. Техническое описание. ОМЗ.044.703 ТО (прототип).

x

.

fi I

I

ft-/