Устройство для считывания графической информации Советский патент 1983 года по МПК G06K11/06 

( УСТРОЙСТВО для СЧИТЫВАНИЯ. ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

1

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и гложет быть использовано для оперативного преобразования и полуавтоматического ввода в ЭВМ сложной графической информации,.а также в различных специализированных системах автоматизированного проектирования.

Известно устройство для считывания графической информации, которое содер-„ жит планшет с системой ортогональных координатных шин, подключенных к коммутаторам, блок управления, соединенный с коммутаторами, со счетчикамии с триггером управления, элемен- ,j ты И, ИЛИ LI.

Недостаток этого устройства состоит в его невысокой точности.

Наиболее близким, к изобретению является устройство, содержащее план- 20 шет, выполненный в виде двух вааимноперпендикулярных систем координатных шин, подключенных к коммутаторам, съемник координат, соединенный через

усилитель и формирователь с вентилем связи, нуль-орган, входы которого подключены к усилителю и цифро-аналоговому преобразователю, а выход соединен с вентилем сброса, счетчик операций, подключенный к дешифратору, генератор импульсов., элементы И и ИШ счетчики грубого и точного отсчетов координат, причем вход счетчика точного отсчета соединен с форкирователем, а выходы подключены к цифро-аналоговому преобразователю, управляюи ие входы вентилей четырех операций подключены к доиифратору операций, а выход - к соответствукмцим узлам устройства, обеспечивающим последовательное формирование грубого и,точного отсчетов координат для обеих координатных осей 23.

Недостаток известного устро ства заключается в недостаточно высокой его точности.

Цель изобретения - повышение точности устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройство, содержащее планшет выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, входы которых соединены с первым счетчиком и с распределителем импульсов, подключенных к первому генератору импульсов, к элементу задержки, к первому дешифратору и к первому и второму счетчикам, первый блок памяти, второй генератор импульсов, соединенный с первым счетчиком, с вторым счетчиком и с третьим счетчиком, др1угой вход которого подключен к одному.входу элемента ИЛИ, а выход соединен с первым дешифратором перную группу элементов И, входы которых соединены с распределителем импульсов, с первыми вторым счетчикоми, подключенными к выходу элемента задерх ки, и последовательно со единенные съемник координат, усилитель, выход которого подключен к сдиому входу элемента ИЛИ, второй блок рамяти и нуль-орган, другой вход которого подключен к умножителю, соединенному с распределителем импульсов, с элементом задержки и с вторым генератором импульсов,а выход нульоргана подключен к другому входу эле мента ИЛИ, введены второй дешифратор вход которого соединен с вторым счет чиком, а выход подключен к первому блоку памяти и к умножителю, и после довательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь, вход ко;торого подключен к второму генератору импульсов, к элементу задержки и к первому блоку памяти, а выход подключен к одному входу умнох ителя, .вторая группа элементов И и второй цифро-аналоговый преобразователь, другой вход которого подключен к эле менту задержки и к второму генератор импульсов., а выход соединен с другим входом умножителя. На фиг, 1 представлена функционал ная схема устройства; на фиг. 2 амплитудно-пространственная характеристика индуктированного в съемнике сигнала ( по оси абсцисс откладывается расстояние центра кругового съемника от координатной шины; по оси ординат - амплитуда сигнала; а эпюры напряжений - на выходе цифро-аналогового преобразователя J. Изобретение направлено на уменьшение относительно высокой погрешнос ти известного устройства, связанной с тем, что в нем существенно нелинейная характеристика индуктируемого сигнала фактически аппроксимируется (фиг.2 а ) на рабочем участке АВ, соЬтветствунащему шагу укладки .координатных шин, в процессе формирования кода точного отсчета линейно изменяющимся эталонным напряжением на выходе цифро-аналогового преобразователя. Из-за несовпадения амплитуднопространственной характеристики сигналов съемника координат и относимой ее линейной характеристики эталона при расположении центра съемника, например в точке С фактически будет получен код, соответствующий точкеD, т„е. будет допущена погрешность. Очевидно, что эта погрешность может быть значительно уменьшена при аппроксимации рабочего участка АВ несколькими линейными отрезками изменения эталонного напряжения. Для примера ((зиг.2 б) показана аппроксимация рабочего участка тремя отрез.ками прямых. Такая кусочно-линейная аппроксимация наиболее просто реализуется с помощью указан ; ных выше дополнительных элементов и их связей. Устройство содержит планшет 1 с двумя взаимно перпендикулярными системами координатных шин, которые своими входами подключены к соответствую14ИМ коммутаторам 2 и 3, съемник Л координат, усилитель 5 первый блок 6 памяти, нуль-орган ( компаратор) 7, умножитель 8, первый 9, второй 10 и третий 11 счетчики, первый генератор 12 импульсов, кнопку Пуск 13, элемент ИЛИ 1, распределитель 15 импульсов, первый дешифратор 16, второй генератор 17 импульсов, элементы И 18 первой группы, второй блок 19 памяти, элемент 20 задержки, элементы И 21 второй группы, первый 22 и второй 23 цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП) и второй дешифратор 2. Устройство работает следующим образом. После установки съемника координат в считываемую точку, оператор нажатием кнопки 13 запускает генератор 17 импульсов, с выхода которого производятся начальные нулевые установки триггеров счетчиков грубого 9 и точного 10 отсчетов, цифро-аналогового умножителя 8 и ДАП 22 и 23, а на счетчик 11 операций устанавливается код 001 первой операции. Мри

этом импульсы генератора 12 по выхо- Если амплитуда индуктированного ду 001 распределителя 15 импульсов сигнала меньше меньшего из опорных поступают через коммутатор 2 на опро координатных шин планшета 1 и на сче ный вход счетчика 9 грубого отсчета. Этот синхронный опрос шин и подсчет их числа на счетчике 9 продолжается до тех пор, пока не будет возбуждена координатная шина, в зоне чувствител ности которой находится съемник k координат. Индуктированный в съемнике 4 координат сигнал через усилитель 5 подается в блок 19, выход которого подключен к .коммутатору 7 и через элемент ИЛИ И переключает счетчик 11 в положение очередной опе рации., Во второй операции производится преобразование амплитуды зафиксированного в блоке 19 сигнала в цифрово код точного отсчета координаты. Операция осуществляется путем последовательного сравнения на компараторе 7 амплитуды индуктированного сигнала с выходным напряжением, на опорные входы которого поданы выходные напряжения соответствующих цифро-аналоговых преобразователей 22 и 23.Коды, устанавливаемые на регист рах ЦАП 22 и 23, зарамее расчитаны и соответствуют амплитудам сигналов, индуктируемых в съемнике координат при расположении последнего на границах отрезков аппроксимации амп.литудно-пространственной характеристики. При подаче на опорные входы со ответствующих величин напряжений и при поступлении по счетному входу умножителя 8 серии импульсов с выхода распределителя 15 импульсов напря жение на выходе умножителя 8 изменяется ступенчато-линейно, принимая в т.м. значение, равное амплитуде индуктированного сигнала. Одновременно число импульсов по выходу. 010 распределителя 15 импульсов накапливает ся на счетчике 10 точного отсчета. Когда амплитуды индуктированного сиг нала и напряжения на выходе умножите Ля 8 сравняются, то компаратор 7 выдаст си гнал об окончании операции то ного отсчета. При этюм на счетчике 1 точного отсчета фиксируется число, пропорциональное амплитуде индуктиро ванного сигнала и в сочетании с кодо счетчика 9 грубого отсчета образующе полный код координаты X считываемой точки. ровней, ТО на данном участке аппро1 симации сравнения не произойдет. Счетчик 10 при этом занимает состояние, соответствующее границе аппроксимации на данном участке, дешифратор 2k выдает сигнал, передающий через элементы И 21 коды с регистра ЦАП 22 на регистр ЦАП 23 и заносящий новый код с блока 6 на регистр ЦАП 22, этим самым умножитель 8 подгот;1вливается к преобразованию амплитуды индуктированного сигнала в соответстВИИ с линейной аппроксимацией на очередном участке. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не произойдет сравнение амплитуд на компараторе 7, когда описанным выше образом операция точного отсчета прекращается, а счетчик 11 операций устанавливается в положение операции 011, в которой по выходу 011 сигналом с распределителя 15 импульсов через элементы И 18 содержимое счетчиков 9 и 10 выдается в приемное устройство (например, канал ЭВМ) и этим же сигналом через элемент 20 задержки производятся начальные установки триггеров счетчиков 9 и 10, а также триггеРОВ умножителя 8 и дополнительных, ЦАП 22 и 23 для формирования кода координаты У. Координаты У считываются аналогичным образом по тому же замыканию, кнопки Пуск 13 в течение операций 100, 101 и 110 с использованием тех же элементов функциональной схемы и соответствующего коммутатора 3 координатных шин У. Предлагаемое устройство позволит повысить точность считывания примерно в 2-3 раза при одновременном уве- личении шага укладки координатных шин до 20 мм. Окончательное значение показателя точности определяется числом участков аппроксимации и величиной шага укладки координатных иин. При незначительном увеличении дополнительных затрат (примерно 270-ЗООруб) на один экземпляр устройства оСшчнрй стоимости 25-30 тыс.руб. в результате повышения точности расширяется сфера использования устройства считывания графической информации. Коэффициент 1,05 роста производительности труда кодировщика дает примерный экономический эффект в размере 1,0.799 1,5 тыс. руб. на один экземпляр устройства. Формула изобретения Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, входы которых соединены с первым счетчиком и с распределителем импульсов, подключенным к первому генератору импульсов, к элементу задерики, к первому дешифратору и к первому и второму счетчикам, первый блок памяти, второй генератор импульсов, с6единенный с первым счетчиком, с вторым счетчиком и с третьим счетчиком, другЬй вход которого подключен к одно му входу элемента ИЛИ, а выход соединен с первым дешифратором, парную группу элементов И, входы которых соединены с распределителем импульсов, с первым и вторым счетчиками, подключенными к выходу элемента задержки, и последовательно соединенные съем,ник координат, усилитель, выход котот рого подключен к одному входу олемента ИЛИ, второй блок памяти и нуль38орган, другой вход которого подключей к умножителю, соединенному с распределителем импульсов, с элементом задрржки и с вторым генератором импульсов, а выход нуль-органа подключен к другому входу элемента ИЛИ, о.т личающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит второй дешифр.)тор. вход которого соединен с вторым счетчиком, а выход подключен к первому блоку памяти и к умножителю, и последовательно соединенные первый цифроаналоговый преобразователь, вход которого подключен к второму генератору импульсов, к элементу задержки и к первому блоку памяти, а выход подключен к одному входу умножителя, вторую группу элементов И и второй цифро-аналоговый преобразователь, другои вход которого подключен к элементу задержки и к второму генератору импульсов, а выход соеди нен с другим входом умножителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3918133, кл. 178-18, опублик. 19/. 2.Автор.ское свидетельство СССР № 66522, кл. G06 К 11/06, 1973 (прототип).