Устройство для считывания графической информации

ОПИСАНИЕ р 11 453715ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистицеских Республик(32) ПриоритетОпубликовано 15.12,74. Бюллетень46Дата опубликования описания 03,02.75 1) М. Кл. 6 06 с 11/О Государственный комитетСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий 53) УДК 681,327,1(71) Заявител УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЫВАНИГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ Из тики ся д обретение относится к области автомаи вычислительной техники и применяетля ввода графической информации в ЭЦВМ, причем может быть использовано для кодирования в прямоугольных координатах 5 как двумерной информации - графиков, чертежей, и т. п., так и трехмерной информации в виде объемных моделей.Известно устройство для считывания графической информации, содержащее планшет, 10 визир-излучатель со схемой запуска, приемники ультразвука, соединенные с усилителями, генератор опорных сигналов с формирователями, счетчики и блок вывода кодов.Приемники ультразвука известного устрой ства имеют пространственную протяженность (линии в двумерном варианте устройства, плоскости - в трехмерном).Целью изобретения является повышение точности работы устройства, для чего в пред ла гаем ом устройстве установлены точечные приемники ультразвука со сферической диаграммой направленности, фазосдвигатель, через который генератор опорных сигналов соединен с одним из формирователей меандров, 2 б триггеры вычитания частот, подключенные к счетчикам, к соответствующим усилителям и формирователям опорных меандров, интеграторы, соединенные с блоком вывода кодов и со счетчиками, и делитель частоты, подклю ченныи к схеме запуска визира-излучателя и к одному из формирователей опорнык меандров, причем точечнье приемники ультразвука размещены на планшете на его координатных осях и в точке их пересечения.Блок-схема предлагаемого устройства изображена на чертеже.Устройство в двумерном варианте содержит планшет 1, визир-излучатель 2 и связанные с ним через воздушную среду три точечных приемника ультразвука 3, размещенных на координатнык осях планшета и в точке их пересечения. С выходом генератора опорнык сигналов 4 соединены вкоды двух одинаковых формирователей 5 опорных меандров, один непосредственно, а другой - через фазосдвигатель 6. К выходу одного формирователя опорных меандров подключен вход делителя частоты 7, выход которого соединен со входом схемы запуска визира-излучателя 8. Выход каждого приемника ультразвука подключен ко входу одной из трек одинаковых подсхем, содержащей усилитель 9, два триггера вычитания частот 10 и счетчик 11. При этом в подскеме выкод усилителя соединен с двумя переключающими вкодами каждого из двух триггеров вычитания частот, дза запрещающих входа одного из этих триггеров подключены к выходам для прямого и инверсного сигналов одного из формирователей опорных50 55 60 65 меандров, а два запрещающих входа другого триггера подключены к аналогичным выходам второго формирователя. Выходы двух триггеров вычитания частот соединены с двумя входами счетчика. Кроме того, устройство содержит два одинаковых интегратора 12 и блок 13 выводов на перфоратор и в ЭЦВМ, причем выходы счетчиков через интеграторы соединены со входами блока вывода таким образом, что счетчик подсхемы, подключенной к приемнику ультразвука, размещенному в точке пересечения координатных осей планшета, соединен с обоими интеграторами, а каждый из двух остальных счетчиков подключен к другому входу только одного соответствующего ему интегратора.Устройство работает следующим образом.Объект кодирования крепят на планшете 1, затем совмещают центр визира-излучателя 2 с точкой Оь фиксированной на планшете, и после этого устанавливают нуль в интеграторах 12 и начальные значения расстояний от центра визира-излучателя - точки М до приемников ультразвука 3 в точках А, В, С в счетчиках 11. После выполнения этих операций координаты точек кодируемого объекта будут соответствовать координатной системе с началом в точке О,. Если желают выбрать начало координат в другой точке планшета, например, точке О, то помещают после указанных операций визир-излучатель в точку О и повторно устанавливают нуль в интеграторах 12.В процессе обвода визиром-излучателем линий кодируемого объекта изменяют расстояние МА, МВ, МС и, соответственно, задержки сигналов, посылаемых визиром-излучателем и принимаемых в точках А, В, С, относительно опорного меандра. Принятый ультразвуковой сигнал с помощью усилителя 9, включающего настроенный на частоту излучаемых сигналов резонансный усилитель и схему для определения моментов перехода усиленного гармонического сигнала через нуль, превращается в периодическую последовательность импульсов длительностью порядка 0,2 мксек. Связь схемы запуска излучателя 8 с формирователем 5 опорных меандров через делитель частоты 7 обеспечивает излучение ультразвука на наиболее выгодной частоте с точки зрения дальности действия акустической связи между визиром-излучателем и приемниками ультразвука.При неподвижном визире, например, в начальной точке Оь импульсы, поступающие с выхода усилителя 9 на переключающие входы двух триггеров вычитания частот 10, строго синхронизированы с опорными меандра ми, поступающими на запрещающие входы этих же триггеров от формирователей 5. На одно плечо каждого триггера к моменту прихода переключающего импульса от усилителя действует запрещающий сигнал, в то время как переключающий импульс, действующий одновременно и на другое плечо триггера, запрсщаться не будет - на соответствующий запрещающий вход подается сигнал, инверсный по отношению к запрещающему, Ооа триггера при этом находятся в стабильном состоянии и не воздействуют на счетчик 11.Если визир-излучатель смещают из начальной точки настолько, что изменение в задержке импульсов, поступающих с выхода усилителя 9 на переключающие входы триггеров 10, относительно опорных меандров оказывается равным четверти периода следования меандров, то один из триггеров обязательно переключается в другое состояние. Это обусловлено тем, что фазосдвигатель 6, через который генератор опорных сигналов 4 подключен к одному из двух формирователей 5, осущестТвляет фазовый сдвиг сигналов на - , Следо 2вательно, отрезок времени между фронтами основного и сдвинутого по фазе опорных меандров равен одной четверти их периода, поэтому при указанном смещении визира-излучателя на запрещающих входах одного из триггеров к моменту прихода переключающего импульса от усилителя обязательно происходит смена сигналов: запрещающий сигнал действует на тот вход, на котором он раньше отсутствовал, и наоборот. Переключение одного из триггеров в другое состояние вызывает формирование одного импульса в счетчике 11, действующем по известной схеме последовательного реверсивного счета единичных перемещений, и сложение этого импульса - единичного перемещения с начальным значением расстояния от центра визира-излучателя до приемника ультразвука. При непрерывном движении визира-излучателя с постоянной скоростью относительно приемника ультразвука на выходах триггеров вычитания частот будут прямоугольные сигналы с длительностью импульсов, равной половине периода следования, смещенные по фазе относительно друг друга на четверть периода следования и имекнцие частоту где 1 О - частота опорных меандров,Ъ, - скорость движения визира-излучателя,Р - скорость звука в воздухе. Формула (1) получена из общеизвестной формулы, описывающей явление Допплера при движущемся источнике излучения. Частота 1 равна разности частот излучаемого и принимаемого сигналов, умноженной на коэффициент деления частоты опорного меандра при передаче этого сигнала к визиру-излучателю.Таким образом, в любой момент времени в трех счетчиках 11 будут содержаться действительные значения расстояний МА, МВ иМС. Переход от этих величин к координатамХ и У осуществляется по формулам(3)2 ВСгде АВ и ВС - расстояние между приемниками ультразвука в точках А и В, В и С, соответственно; Х, и У 0 - начальные значения координат.Вычисления по формулам (2) и (3) производятся путем цифрового интегрирования величин МА, МВ и МС по их приращениям и алгебраического суммирования двух интегральных сумм при получении одной координаты, Обе эти операции выполняются в одном интеграторе 12 для координаты Х и аналогично в другом интеграторе 12 для координаты У, Деление на АВ и ВС производится путем отбрасывания младших разрядов кодов Х и У. Коды Х и У из интеграторов поступают в блок 13 вывода кодов, откуда они выдаются параллельно-последовательно на перфоратор и параллельно в ЭЦВМ. Команду на вывод кода вырабатывает сам блок 13, производя проверку кода Х или У или кода Х и У одновременно на кратность заданному приращению координаты. В режиме разового кодирования команду на вывод кода подает оператор.Трехмерный вариант предлагаемого устройства включает полностью двумерный варианти содержит дополнительно точечный приемник ультразвука 3, размещенный в точке Р оси ОЛ, проходящей через точку В планшета, усилитель 9, два триггера 10, счетчик 11 и 5 интегратор 12. Координата Л может быть вычислена по формуле 7=1 МВ)- - гмбх) 2 ВО(4) 1 О Предмет изобретения Устройство для считывания графической 15 информации, содержащее планшет, визир-излучатель со схемой запуска, приемники ультразвука, соединенные с усилителями, генератор опорных сигналов, счетчики, блок вывода и формирователи, о т л и ч а ю щ е е с я 20 тем, что, с целью повышения точности работыустройства, оно содержит фазосдвпгатель, соединенный непосредственно и через генератор опорных сш налоь с формирователями опорных меапдров, триггеры вычитания час тот, подключенные к счетчикам, к соответствующим усилителям и формирователям опорных меандров, интеграторы, соединенные с блоком вывода и со счетчиками, делитель частоты, подключенньш к схеме запуска впзи- ЗО ра-излучателя и к одному пз формирователейопорных мсандров, а точечные приемники ультразвука размещены на планшете на его координатных осях и в точке их пересечения,453715 г.1 орректор Н. Стель Редактор е".апов Тираж 624овета Минткрытийаб д. 4/5 аказ 71/1 ОЦНИИ оста в и тель Т. Н ичи пороТехред Г Васильева Изд.1945Государственного комитета С по делам изобретений и о Москва, Ж, Раушская н Типография, пр. Сапунова, 2 Подписноев СССР