Способ считывания графической информации и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G06K11/06 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании устрой ройств полуавтоматического кодирования и ввода в ЭВМ информации, представленной в графической форме. Известен способ считывания графической информации, который основан на разбиении поля считывания на дискретные участки, формировании электромагнитного поля путей поочередной подачи импульсов тока в проводники планшета, ограничивакмцие дискретные участки, преобразовании электромагнитного поля в управ(1яющий сигнал, выделении дискретного участка считываемой точки по моменту изменения полярности управ ляющего сигнала формировании разностного электромагнитного поля путем од новременной подачи импульсов тока в проводники планшета, ограничивающие выделенный участок, соответственного изменения амплитуды импульсов тока в 2. указанных проводниках до момента повторного изменения полярности управляющего сигнала и определении „координаты считываемой точки fl . Известно устройство для реализации способа, которое содержит планшет с ортогональными координатными шинами, коммутаторы, соединенные с распределителем импульсов, и блоки формирования координат t О Этот способ и устройство основаны на использовании линейной зависимости ЭДС, индуктируемой ,в катушке съемника импульсом тока в проводнике планшета, от смещения центра катушки относительно оси проводника. Недостатком способа и устройства является то, что отсчет координаты производится в два этапа, поэтому код грубого отсчета необходимо суммировать с кодом точного отсчета, для чего в устройстве нужен сумматор, а также блок изменения амплитуды импульсов тока, что усложняет устройство, снижая его надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ считывания графической информации,s основанный на разбиении поля считывания на дискретные участки, формировании разностного электромагнитного поя , смещающегося вдоль координатной оси путем одновременного возбуждения 10 координатных шин, ограничивающих дискретные участки импульсами с парафазным высокочастотным заполнением, преобразовании электромагнитного поля в сигнал фиксации координаты и формировании 5 кода путем непрерывного счета импульсов до момента получения сигнал а фиксации 2 ,

Устройство для реализации способа содержит планшет, выполненный в виде 20 системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, блоки формирования парафазных импульсов возбужения, входы которых соединены с рас-25 пределителем импульсов и с генератором частоты, соединенными между собой, а выходы - с соответствующим коммутатором, усилитель, соединенный со съемником координат и одним входом фазово- 30 го детектора, другой вход которого подключен к генератору частоты, последовательно соединенные фильтр, вход которого подключен к выходу фазового етектора, нуль-орган,преобразователь. 35 временного интервала в код, выход .ко-, торого подключен к выходу устройства 2 .

Недостаток способа и устройства заключается в невысокоС1 точности считывания графической информации. до

Цель изобретения - повышение томности считывания графической информа ции.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, основанному на разбиении поля считывания на дискретные участки, формировании разностного электромагнитного поля путем одновременного возбуждения дискретных участков импульсами с парафазным высокочастотным заполнением, преобразовании, его в последовательность опорных сигналов и задержке их на кратные периоды времени, Q)opмиpoвaнии порового напряжения, последовательно суммируют 55

амплитуды опорных .сигналов с амплитудами задержанных сигналов соответствующих периодов времени, интегрируя

их, сравнивают суммарную амплитуду с пороговым напряжением и по результату сравнения судят о величине считанной координаты.

В устройство для реализации способа ,содержащее планшет, выполненный , в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, формирователи парафазных импульсов, входы ;которых соединеныс генератором частоты и с распределителем импульсов, а выходы подключены к входам соответствующих коммутаторов, усилитель,соединенный со съемниками координат и с фазовым детектором, другой вход которого подключен к генератору частоты, соединенному с распределителем импульсов, выход которого подключен к преобразователю временного интервала в код, введены последовательно соединенные первый фильтр, входы которого подключены к фазовому детектору, второй фильтр, другой вход которогр под.ключен к распределителю импульсов, интегратор, пороговый элемент и дефференцирующий элемент, выход которого подключен к преобразователю временно го интервала в код.

На фиг. 1 и 2 изображены диаграммы которые поясняют сущность предложенного способа ; на фиг. 3 - блок-схема устройства; на фиг. 4 - временная диз грамма работы устройства.

Предлагаемый способ считывания графической информации основывается на следующем.

Формируется разностное электромагнитное поле, которое получается в результате суперпозиции полей, создаваемых четырьмя или более координатными шинами, возбуждаемыми одновременно-импульсами с парафазным заполнением, причем на две соседние шины подан импульс одной фазы, а на две другиепротивоположной.

Электромагнитное поле индуцирует на съемнике координат ЭДС И., зависимость которой от смещения центра съемника (х) приведена на фиг. 1а.

Электромагнитное поле смещается вдоль координатной оси скачками за счет поочередного переключения возбуждающего напряжения в каждом коммутационном такте, в, результате чего сигнал, индуцируемый на съемнике (фиг. 16) представляет собой дискретную выборку амплитуд. За длительность одного такта поле смещается вдоль оси на величину шага укладки координатных шин планшета. По дискретному сигналу выборки производится восстановление огибающей исходного сигнала, смещение которой на оси времени пропорционально величине смещения центра съемника вдоль координатной оси. Процесс восстановления огибающей производится путем суммирования сиг- нала, принятого съемником (фиг. 2а, сплошная линия), и этого же сигнала, не задержанного на половину такта (фиг. 2а, пунктир), и повторного суммирования результирующего сигнала первого суммирования (фиг. 26) и такого же сигнала, .но задержанного на четверть такта. Результат второго суммирования приведен на фиг. 2в. На фиг. 2г и 2д показаны СИ1 и СИ2, по которым соответственно производится задержка сигналов первым и вторым фильтрами. Восставновленный сигнал интегрируется, в результате чего получается ;колоколообразный сигнал. Положение вершины кблоколообразного сигнала (фиг. ks) на временной оси совпадает с моментом изменения полярности исходного сигнала. Интегрирование сигнала позволяет учесть информацию о положении съемника из амплитуды дискретного сигнала,принимаемого съемником в так-, товые интервалы, предшествующие моменту фиксации кода координат. Для исключения влияния шумовых выборОв на точность фиксации координаты на дальнейшую обработку поступает час выходного сигнала интегратора, превысившая заданный пороговый уровень (фиг. г). Формирование импульса фиксации координаты производится путем дифференцирования сигнала, превысившего порог (фиг. ) . Фиксация производится по переднему фронту отрицательного выбро са на выходе дифференцирующей цепи. Устройство, реализующее способ, содержит планшет 1, образованный двумя системами взаимно ортсгональных координатных шин, которые подключены к выходам коммутаторов 2 и 3, формиро ватели S и -k парафазных импульсов воз буждения координатных шин по осям X и У, выходы которых подключены к входам коммутаторов, а входы - к выходам генератора 6 и распределителя 7 импульсов. Плоский емкостный съемник 8 координа-т и съемник 9 типа карандаш соединены с входом усилителя 10, выход которого подключён к последовательно соединенным фазовому детектору 11, первому 12 и второму 13 фильтрам (каждый из которых включает в себя блок задержки и сумматор соответственно 15 и I), интегратору 16, пороговому элементу 17 и дифференцирующему элементу 18. Опорные колебания для фазового детектора подводятся с одного из выходов генератора 6. Одни их входов сумматора и блока задержки объединены и образуют вход дискретного фильтра , выход блока задержки соединен с другим входом сумматора, .выход которого является выходом дискретного фильтра. На вторые входы блоков задержки каждого из фильтров подаются синхронизирующие импульсы СИ1 и СИ2 с выходов распределителя 7 импульсов. Выход дифференцирующего элемента 18 подключен к-одному входу п реобразователя 19 временного интервала в код, другой вход его соединен с распределителем 7 импульсов, а выходы преобразователя 10 подводятся к ЭВМ. Устройство работает следующим образом. Центр одного из съемников совмещают с кодируемой точкой чертежа. Распределитель 7 импульсов вырабатывает управляющие сигналы для формирователя 4 парафазных импульсов возбуждения координатных шин по оси X, ; который осуществляет коммутацию шин и синхронное с ней переключение фазы высокочастотных колебаний, подаваемых на другой вход формирователя парафазных импульсов возбуждения с генератора 6. Выходные сигналы формирователя А усиливаются по мощности в коммутаторе 2 и подводятся к координатным шинам. Для сокращения объема коммутационной аппаратуры координатные шины разбиты на группы, а выбор шин в группах с четными и нечетными номерами производится соответствующими коммутаторами. Из временной диаграммы процесса коммутации групп ишин (фиг,4а) видно, что в каждом такте оказываются одновременно возбужденными четыре координатные шины. В момент начала коммутационного цикла -ПО сигналу с распределителя 7 импульсов разрешается подсчет синхроимпульсов счетчиком преобразователя 19. По мере поочередной коммутации координатных шин электромагнитное поле приближается к съемнику 8 и возрастает ЭДС, индуцируемая на съемнике (момент t на фиг. 4б). С выхода фазового детектора 11 сту пенчатый дискретный сигнал поступает на вход первого дискретного фильтра 12, блок If задержки которого работает по оси СИ1. Результат суммирования прямого и,задержанного сигналов с выхода сумматора 15 подается на следующий дискретный фильтр 13i блок I задержки которого работает по СИ2, С сумматора 15 сигнал , форма которого приведена на фиг. 2в, подается на вхо интегратора 16, на выходе которого получается сглаженный колоколообразный сигнал (фиг. Ав). Наличие выходного сигнала с порогового элемента 17 свидетельствует о том, что выходной сигнал интегратора превысил установленный пороговый уровень. Этот уровень задается таким образом, чтобы вероятность превышения его шумовым выбросом была минимальна. Одновременно в гороговом Элементе 17 производится наполнительное усиление сигнала превысившего порог. Фиксация координаты производится по переднему фронту отрицательного выброса выходного сигнала дифференцирующего элемента 18. Введение новой последовательности операций и новых узлов и элементов позволили существенно повысить точность считывания графи1 еской информации. Формула изобретения 1. Способ считывания графической информации, основанный на разбиении поля считывания на дискретные участки формировании разностного электрома - нитного поля путем одновременного воз буждения дискретных участков импульсами с парафазным высокочастотным заполнением, преобразовании его в последовательность опорных сигналов и задержке их на кратные перибды времени и информировании порогового напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности считывания, последовательно суммируют амплитуды опорных сигналов с амплитудами задержанных сигналов соответствующих периодов времени, интегрируя их, сравнивают суммарную амплитуду с пороговым напряжением и по результату сравнения судят о величине считанной координаты, 2. Устройство для осуществления способа по П.1, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, формирователи парафазных импульсов, входы которых соединены с генератором частоты и с распределителем импульсовj а выходы подключены к входам соответствующих коммутаторов, усилитель, соединенный со съемниками координат и с фазовым детектором, другой вход которого подключен к генератору частоты, соединенному с распределителем импульсов, выход которого подключен к преобразователю временного интервала в код, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, оно содержит последовательно соединенные первый фильтр,, входы -которого подключены к фазовому детектору, второй фильтр, другой вход которого подключен к распределителю импульсов, интегратор, пороговый элемент и дифференцирующий элемент, выход которого подключен к преобразователю временного интервала в код. . Источники информации, принятые во внима ние при экспертизе Г. Авторское свидетельство СССР № , кл. G Об К 11/06, 19772. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2961179/18-2, кл. G Об К 11/00, 1980 (прототип).

1

j.-J

lit C I I i I 1111 II t TQ I I I I