Устройство для считывания графической информации Советский патент 1982 года по МПК G06K11/06 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, а именно к устройствам графического ввода, и может быть использовано для преобразова ния сложной графической информации (например, топографических карт) в цифровую форму с последующим введением ее в ЭВМ. Известно устройство для считывания графической информации, которое содержит планшет с координатными шинами, блок управления, включающий узел управления координатным перемещением и узел задания режимов, фотоголовку, блок памяти, блок измерения координат и блок управления считыванием. В этом устройстве предусмотрен ручной ввод дискретных и автоматическое отслеживание линейных элементов, причем ручной ввод используется для задания программы следящей развертки . Недостатком этого устройства является низкая точность и надежность ввода, обусловленные частыми сбоями при считывании сложной графической информации, содержащий большое количество ответвлений и пересечений. Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее повторитель линий, включающий планшет с электроприводом, на каретке которого установлен чувствительный элемент, блок контроля линейного слежения, вычислитель, включающий средства оцифровки линии по определенной программе в зависимости от характера линии, средства сверки оцифрованных данных с заложенными в вычислитель критериями сверки, запоминающее устройство (ЗУ) для временного хранения последних групп координатных данных, консоль управления вычислителем, блок управления вычерчиванием и телевизионный экран. В этом случае по мере продвижения чувствительного элемента вдоль линии координатные даннь1е поступают в вычислитель, где после оцифровки по определенной программе и сверки с установленными заранее критериями истинная информация поступае в ЗУ, а ошибочная стирается. Если по торитель линии случайно сбивается с линии, то оператор с консоли может вернуть повторитель, используя време но записанные координатные данные в точку на линии, которая была верно оцифрована. При этом ошибочные координаты стираются 2. Его недостаток заключается в низкой точности и надежности цифрования Требуемая достоверность цифрования может быть получена путем многократного редактирования оцифрованной гра фической информации. Из-за отсутствия оперативного контроля вводимой информации в реальном масштабе време ни оценить правильность ввода можно только после полного оцифрования графической информации, получения графической копии, сверки ее с оригиналом. Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее планшет привод которого соединен с первым распределителем импульсов, подключен ным к пульту управления, первый и второй коммутаторы, входы которых соединены с распределителями импульсов и с пультом управления, а выходы подключены к соответствующим сумматорам, блок памяти, соединенный с первым распределителем импульсов, блок формирования сигналов, выход которого подключен ко входу второго распределителя импульсов, элемент И, входы которого соединены с сумматора ми, а выход подключен к выходу устройства, регистры сдвига, соединенные с распределителями импульсов, с соответствующими сумматорами, входы которых подключены ко второму рас пределителю импульсов, и с блоком памяти, при этом выход первого регистра сдвига подключен к первому коммутатору, и последовательно оптически связанные источник излучения, фокусирующий элемент, первый светоделительный элемент, оптически связанный с планшетом, проецирующий элемен второй светоделительный элемент и матрицу светочувствительных элементов, входы которой подключены к соот ветствующим регистрам сдвига, а выхо соединен с блоком формирования сигналов, подключенным к пульту управления, введены блок контроля и коррекции информации, входы которого соединены с первым распределителем импульсов, с пультом управления и входом устройства, а выходы подключены к коммутаторам, к первому распределителю импульсов, и к выходу устройства, третий коммутатор, соединенный с регистрами сдвига, с блоком контроля и коррекции информации и с выходом устройства, полупрозрачный экран, оптически связанный со вторым светоделительным элементом и подключенный к пульту управления. Блок контроля и коррекции информации содер кит узел памяти, подключенный к формирователю координат, соединенному со входом блока, и к счетчику, и последовательно соединенные узел сравнения, подключенный к узлу памяти, третий распределитель импульсов, входы которого подключены к счетчику и входам блока, узел регистрации информации, подключенныйк счетчику, фртосчитывающий элемент, подключенный к третьему распределителю импульсов, и элемент И-НЕ, подключенный ко входу и выходу блока, к формирователю координат и к счетчику. На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 - схема блока контроля и коррекции информации. Устройство включает планшет 1 с двухкоординатным механизмом 2, привод 3, первый распределитель А импульсов, источник 5 излучения, фокусирующий элемент 6, первый 7 и второй 8 светоделительные элементы, проецирующий элемент 9, матрицу светочувствительных элементов 10, первый 11, второй 12 и третий 13 коммутаторы, сумматоры I и 13, первый 16 и второй 17 регистры сдвиге, элемент И 18, второй распределитель 19 импульсов, блок 20 контроля и коррекции информации, блок 21 формирования сигналов, пульт 22 управления, содержащий узел 23 ручного ввода и функциональную клавиатуру 2, полупрозрачный экран 25 и блок 26 памяти. На чертеже показана таже ЭВМ 27, представленная вычислительным блоком. При этом блок 20 контроля и коррекции информации, содержащий узел 28 сравнения, узел 29 памяти, счетчик 30,третий распределитель импульсов 31,элемент И-НЕ 32, формирователь J3 координат, узел 3 регистрации информации и фотосчитывающий элемент 35. Устройство работает следующим образом. Световой поток от источника 5 излучения, пройдя фокусирующий элемент 6, попадает на первый светоделительный элемент 7, который, отклоняя его на 90 по оптической связи. например, гибкому регулярному световоду, направляет на планшет 1. Отраженный от планшета 1 световой поток, промОдулированный изображением черте жа, по той же оптической связи посту пает опять на первый светоделительнь Й элемент 1, который, поворачивая его на 90, направляет на проецирующий элемент 9. Далее световой поток делится вторым светоделительным элементом 8 на две части, в результате чего на полупрозрачный экран 25 и матрицу светочувствительных элементов 10 проецируются два идентичных изображения. Перед началом графического ввода совмещают системы кЬординат планшета, чертежа и полупрозрачного экрана Совмещение может быть выполнено путем ввода координат точек верхнего левого и верхнего правого углов чертежа с полупрозрачного экрана 25 узлом 23 ручного ввода в ЭВМ 27, в которой программно осуществляется их пересчет. После совмещения систем координат планшета, чертежа и полупрозрачного экрана производится ручной ввод дискретных элементов чертежа. По команд с функциональной клавиатуры 2k пульт управления 22 двухкоординатный механизм 2 устанавливается в такое положение, чтобы на полупрозрачном экран 25 был виден дискретный элемент чертежа. Координаты дискретных элементо чертежа вводятся узлом 23 ручного ввода в ЭВМ 27, где осуществляется их пересчет в системе координат чертежа. Процесс считывания линейных элеме тов чертежа осуществляется в два эта па: сначала двухкоординатный механиз привода планшета программно по шагам выводится в-фрагмент чертежа, содержащий вводимый линейный элемент, за тем осуществляется отслеживание и считывание линейного элемента чертеж внутри этого фрагмента, по окончании 92 6 которого проводится контроль и коррекция вводимой информации. Реализация программного перемещения двухкоординатного механизма по шагам достаточно известна (например, задание программы по характеристическим точкам чертежа). Считывание внутри фрагмента осуществляется следующим образом: с помощью узла 23 ручного ввода с полупрозрачного экрана 25 вводятся координаты начала линии х, у, которые через коммутаторы 11 и 12, сумматоры 1 и 15 и регистры 16 и 17 сдвига поступают на управляющие входы матрицы светочувствительных элементов 10. Сигналом с функциональной клавиатуры Ik осуществляется запуск блока 21 формирования сигналов, который преобразует выходной сигнал матрицы 10 светочувствительных элементов в сиг-. нал управляющей логики. Выходной сигнал блока 2.1 формирования сигналов запускает распределитель 19 импульсов, который синхронизирует работу устройства в режиме считывания. По первому тактовому импульсу координаты из регистров 16 и 17 сдвига через коммутаторы tl и 12 записываются в сумматоры Т и 15. По второму тактовому импульсу сумматоры Н и 15 производят операцию сложения координат начала линии с приращениями .координат . По третьему тактовому импульсу значения Xij, jr из сумматоров 1А и 15 через регистры 16 и 17 сдвига поступают на управляющие входы матрицы светочувствительных элементов 10. При обнаружении линии блок 21 формирует сигнал, по которому распределитель 19 импульсов выдает четвертый тaкtoвый. импульс, разрешающий прохождение координат из регистров 16 и 17 сдвига через третий коммутатор 13 и ЭВМ 27i которая осуществляет пересчет координат вводимой точки, в блок 26 памяти. Элемент И 18 запрещает выдачу приращений координат из ЭВМ 27 при отсутствии информации в суммаТО0ах 1 и 15. Далее координаты второй точки линии записываются по тактовым импульсам через коммутаторы 11 и 12 в сумматоры k и 15. и процесс поиска очередной точки линии чертежа продолжается аналогично поиску и цифрованию предыдущей. Пересечение считываемой линии с границей фрагмента определяется распределителем k импульсов, который включает блок 20, При этом информаци записанная в блоке 26, поступает в ЭВМ 27, которая осуществляет обратный пересчет координат считанной ЛиНИИ в системе координат полупрозрачн го экрана, служащего планшетом. Вычисленные координаты поступают на Один из входов блока 20. Распределитель 31 управляет перемещением фотосчитывающего элемента 35 по траектории, определяемой координатами на ег входе. При несовпадении траекторий проецируемой линии и считанной фотосчитывающий элемент 35 выдает на эле мент 32 И-НЕ и на формирователь 33 координат сигнал, по которому в формирователь 33 координат записывается начало и конец ошибочно введенного участка линии. Элемент 32 И-НЕ определяет по поступающей на его вход ин формации пересечение введенной линии с границами фрагмента и при наличии ошибочно введенной информации выдает импульс на вход счетчика 30 и узла памяти 29. Одновременно этим же импульсом включается режим автоматичес кой коррекции информации. Режим автоматической коррекции информации осуществляется в два этапа. Первый этап - поиск на фрагменте чертежа начала ошибочно введенного участка линии. При этом матрица светочувствительных элементов 10 следит за линией по траектории, выдаваемой из блока 26 через ЭВМ 27, сумматоры 1А и 15, регистры 16 и 17 сдвига. Одновременно координаты этой пинии поступают на вход блока 20 в узел 28 сравнения, гдб они сравниваются с массивом координат начал ошибочно введенных участков линии, которые хранятся в узле 29 памяти. При обнаружении начала ошибочно введенного. участка линии узел 28 сравнения выдает сигнал в коммутаторы 11 и 12, в результате чего устройство переходит в режим автоматического ввода линии. При этом результаты повторного цифрования линии через коммутатор 13 поступают в узел 28 сравнения, где происходит сравнение с массивом координат концов ошибочно введенных участков линии, и в ЭВМ 27 При обнаружении конца ошибочно введенного участка линии по команде узла 28 процесс цифрования прекращается, и матрица светочувствительных элементов 10 про938 должает поиск очередного начала ошибочно введенного участка линии. После окончания процесса коррекции информации в пределах фрагмента включается режим контроля информации. Процесс контроля и коррекции информации может повторяться несколько раз. При переполнении счетчика 30 по его команде выключается распределитель 31, а узел 3 вычерчивает на прозрачном носителе, закрепленном на полупрозрачном экране, участки ошибочно введенной информации. Устройство при этом переходит в режим ручного ввода графической информаТаким образом, ошибочно введенные участки линии, если их не удалось скорректировать, корректируются вручную пультом 22 управления. По окончании коррекции информации внутри фра)- мента двухкоординатный механизм 2 перемещается в следующий фрагмент. Процесс считывания, контроля и коррекции бнутри следующего фрагмента повторяется аналогичным образом. Введение непрерывного автоматического контроля и коррекции ввода по фрагментам с совмещением его по времени с процессом цифрования позволяет значительно повысить надежность и точность ввода. Формула изобретения 1. Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет , привод которого соединен с первым распределителем импульсов, подключенным к пульту управления, первый и второй коммутаторы, входы которых соединены с распределителями импульсов и с пультом управления, а выходы подключены к соответствующим сумматорам, блок памяти, соединенный с первым распределителем импульсов, блок формирования сигналов, выход которого подключен ко входу второго распределителя импульсов, элемент И, входы которого соединены с сумматорами, а выход подключен к выходу устройства, регистры сдвига, соединенные с распределителями импульсов, с соответ-. ствующими сумматорами, входы которых подключены ко второму распределителю импульсов, и с блоком памяти, при этом выход первого регистра сдвига подклочен к первому коммутатору, и последовательно оптически связанные источник излучения, фокусирующий элемент , первый светоделительный элемент оптически связанный с планшетом, проецирующий элемент, второй светоделительный элемент и матрицу светочувствительных элементов, входы которой подключены к соответствующим регистрам сдвига, а выход соединен с блоком формирования сигналов, подключенным к пульту управления, о т ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, оно содержит блок контрбля и коррекции ин«11Орма ции, входы которого соединены с пер вым распределителем импульсов, с пуль том управления и вхолом устройства, а выходы подключены к коммутаторам к первому распределителю импульсов и к выходу устройства, третий коммутато соединенный с регистрами сдвига, с блоком контроля и коррекции информации и с выходом устройства, полупрозрачный экран, оптически связанный со 92 310 вторым светоделительным элементом и подключенный к пульту управления. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок контроля и коррекции информации содержит узел памяти, подключенный к формирователю координат, соединенному со вхоаом блока, и к ечетчику, и послеловательно соединенные узел сравнения, подключенный к узлу памяти, третий распределитель импульсов, входы которого подключены к счетчику и входам блока, узел регистрации информации, подключенный к счетчику, фотосчитываю(ций элемент, подключенный к третьему распределителю импульсов, и элемент И-НЕ, подключенный ко входу и выходу блока, к формирователо координат и к счетчику. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе I 1. Авторское свидетельство СССР ff 1 68270, кл. G Об К П/00, 1973. 2. Патент СУЛ W , кл. 178-6.8, опублик. 1971 (прототип).

di

2,

fOZn