Устройство для вычисления координат отображаемых объектов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 14448 а) 4 0 09 С 1/О б 15 ПИСАНИ Т ТЕЛЬСТВУ Н АВТОР вя- теОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СССРВ 498632, кл. С Об К 15/20, 1974.Авторское свидетельство СССРВ 664184, кл. О 09 О 1/08.,1978.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КООРДИНАТ ОТОБРАЖАЕМЫХ ОБЪЕКТОВ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при разработкустройств отображения координатнойинформации для автоматизированныхсистем управления и систем автоматического проектирования. Цель изобретения - расширение области применения устройства путем вычисления координат отображаемых объектов с учетом рекуррентного изменения ракурсанаблюдения в трехмерном пространств которая достигается введением блоков 1 4 - 7 памяти, блоков 12 - 21 элементов И, блоков 22-23 элементов ИЛИ, элементов ИЛИ 24-26, элементов И 27 и 28, генераторов 29 и 30 тактовой частоты, триггера 31, регистров 32 и 33, счетчика 35, дешифратора 36 и соответствующих функциональных с зей. Преобразование информации о кущих координатах отображаемых объектов осуществляется в соответствии с параметрами, задаваемыми оператором АСУ. К числу таких параметров относятся сдвиги информации об отображае-, мых объектах и ия повороты в трехмер" ном пространстве. Эти параметры зада- а ют ракурс наблюдения отображаемого процесса (объекта), За счет накопления преобразований (сдвигов и поворо" тов) устройство, обеспечивает рекуррентное формирование ракурса наблюдения прн егр изменениях, что позволяет добиться ощущения динамичного из менения точки наблюдения и сканирова- ния линии визирования. 1 ил.1 О 0 О 0 1 0 О О 0 1 О Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано при разработке устройств отображения координатной информации для автоматизированных систем управления и систем автоматического проектирования,Цель изобретения - расширение области применения устройства путем вы Очисления координат отображаемых объектов путем рекуррентного изменения ракурса наблюдения в трехмерном пространстве,На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит управляющий 1и информационный 2 входы (первая ивторая входные информационные магистрали), выход 3 (выходная информа Оционная магистраль), а также со второго по пятый блоки 4 - 7 памяти,первый блок 8 памяти, три синуснокосинусных преобразователя 9, 10 и11, десять блоков 12 - 21 элементов 25И, два блока 22 и 23 элементов ИЛИ,три элемента ИЛИ 24,25,26, элементыИ 27 и 28, генераторы 29 и 30 тактовых импульсов, триггер 31, регистры32 и 33, умножитель 34, счетчик 35, 30дешифратор Зб, элемент 37 задержки.Блоки 4 - 8 памяти предназначеныдля упорядоченного хранения элементов матрицы размером 4 х 4. В исходном состоянии в блоках памяти хранятся единичные матрицы.Устройство работает следующим образом.В исходном состоянии в блоках 4-7памяти хранятся элементы единичныхматриц, в блоке 8 памяти и на выходе ре"гистра 32 хранятся значения элементоврезультирующей матрицы преобразования, полученные в предшеств ющем цикле изменения ракурса наблюдения (пег,ред первым изменением ракурса - элементы единичной матрицы). Триггер31 находится в нулевом состоянии, иединичный сигнал с его инверсноговыхода разрешает прохождение информации о текущих координатах (Х) отображаемых объектов через блок 23 элементов ИЛИ на первый вход умножителя 34. Выход регистра 32 через блок22 элементов ИЛИ подключен к второму входу умножителя 34. Сигналом с55инверсного выхода триггера 31 разрешается прохождение информации с выхода генератора 30 через элементы И 28, ИЛИ 26 на управляющий вход выбора режима работы умножителя 34, Тем самым определяется периодичность выполнения операции умножения вектора Х на результирующую матрицу Б . , Частота следования сигналов с выхода генератора 30 должна быть согласована с частотой поступления информации о текущих координатах Х. Результат перемножения ХЯр черезблок 21 элементов И поступает в регистр 33, соединенный с выходной магистралью 3 устройства, Выходная магистраль может быть соединена, например, с устройством визуализации данных (не показано),При изменении параметров ракурса наблюдения по магистрали 1 на вход устройства поступает импульс сопровождения информации (ИСИ), вектор значений сдвигов В (й , й , 6) по соответствующим осям координат, вектор углов оворота Ы (, А, Ыу) вокруг соответствующих осей координат. Указанные данные могут поступать, например, от пульта ввода инФормации рабочего места оператора АСУ (не показан).ИСИ поступает на вход триггера 31 и устанавливает его в единичное состояние. Тем самым разрешается прохождение информации через блок 12 элементов И, элемент И 27, обнуляет" ся регистр 32 и запрещается прохождение информации через блоки 19 и 21 элементов И, а также элемент И 28. Устройство переводится в режим вычисления нового значения результирующей матрицы преобразования текущей информации Бр.Информация о величинах сдвига изображения й , й, бпоступает 1 через блок 12 элементов И на информационный вход блока 4 памяти. Значения Й, 6, Й записываются в соответствующие ячейки (регистры) блока 4 таким образом, что в нем формируется матрица вида: ИнФормация с в, О, Ычерез. блок 12 элементов И поступает соответственно на первые входы синусно"14448 косинусных преобразователей 9, 1 О и11, На выходе каждого преобразователя формируются значения функций яви соя соответствующего аргумента.Полученные значения поступают на информационные входы соответствующихблоков 5, 6 и 7 памяти, в которыхформируются следующие матрицы соответственно: 10 яп00 соя о 00 0 10 соя ЫА О 15 О 01 1 О 0 0 0 соя с(яхп сО О -яхпо соя о( 0 Ах 20 0 1 сояо(, О яп Ф ОО 1 0 О -ядпЫО сояс 0 О 0 О 1 30 С выхода генератора 29 тактовая частота поступает через элемент И 27 , на счетный вход счетчика 35. На выходах дешифратора 36 в зависимости от состояния счетчика 35 Формируются единичные сигналы, управляющие работой устройства в режиме вычисления значения результирующей матрицы преобразования Бр.При поступлении первого тактово го импульса в счетчик 35 на первом выходе дешифратора 36 формируется единичный сигнал. По этому сигналу через элементы ИЛИ 24 и 25 произво дится считывание информации из блока 8 и прохождение считанной информации через блок 17 элементов И, а также блок 23 элементов ИЛИ на выход ,умножителя 34 в качестве первого операнда, Этим же сигналом дешифрато ра производится считывание содержимого блока 4, которое через блок 13 элементов И, блок 22 элементов ИЛИ поступает на вход умножителя 34 в качестве второго операнда.Умножитель 34 осуществляет умножение поступивших на его входы операндов (матриц Я р и А ) по сигналу управления, в качестве которого выс 754тупает единичный сигнал с первого выхода дешифратора 36, Сигнал управления поступает через элемента ИЛИ 24 и 26 на управляющий вход умножителя 34. Этим же сигналом через элемент 27 задержки разрешается прохождение результата перемножения (БА ) с выхода умножителя 34 через блок 20 элементов И в блок 8При поступлении второго импульса генератора 29 в счетчик записывается двойка и управляющий единичный сигнал Формируется на втором выходе дешифратора 36. По этому сигналу через элемент И 27 разрешается считывание информации из блока 8 памяти и прохождение считанной информации через блок 17 элементов И, блок 23 элементов ИЛИ на вход умножителя 34 в качестве первого операнда. Этим же сигналом дешифратора производится считывание содержимого блока 5 памя" ти, которое через блок 14 элементов И, блок 22 элементов ИЛИ поступает на вход умножителя 34 в качестве второго операнда. Умножитель 34 осуществляет перемножение матриц (ЯА ) и результат перемножения (Б ") поступает в блок 8 памяти.Аналогично устройство работает и при поступлении третьего и четвертого импульсов с генератора 29. В результате выполнения заданной последовательности операций в блоке 8 памяти Формируется результирующая матрица (Яр), полученная последовательным перемножением матриц Б х х А) А 2) Ах) А)фПри поступлении пятого импульса генератора 29 единичный управляющий сигнал Формируется на пятом выходе дешифратора 36, По этому сигналу производится стирание информации и фор" мирование единичных матриц в блоках 4 - 7 памяти, обнуление триггера 31 (тем самым запрещается прохождение импульсов с генератора 29 и входной информации через блок 12 элементов И), считывание содержимого блока 8 памяти и прохождение считанной ин" формации через блок 18 элементов И в регистр 32 и далее через блок 22 элементов ИЛИ на вход умножителя 34 в качестве второго операнда.Сигнал с инверсного выхода тригге", ра 31 разрешает прохождение входной информации (Х) о текущих координатах отображаемых объектов через блок 19лизации устройства в виде спецвычислителя на быстродействующих элементах время .вычисления новой результирующей матрицы невелико и не приводит к существенным искажениям информации отображения.Предлагаемое устройство обладаетболее широкими возможностями, так как позволяет осуществлять преобразования сдвигов и поворотов отображаемых объектов в трехмерном пространстве. При этом за счет накопления преобразований обеспечивается рекуррентное Формирование ракурса наблюдейия при его изменениях, что позволяет добиться ощущения динамичного изменения точки наблюдения и сканирования линии визирования, Применение изобретения позволяет облегчитьориентировку оператора за счет того, что отпадает необходимость запоминания положения объектов в исходной системе координат.Быстрота и качество анализа отображаемой информации существенно за-. висят от ракурса, под которым рассматривается объект (процесс). При этом в каждом конкретном случае можно подобрать свой наилучший ракурс наблюдения, который у разныхоператОров может быть разным. УстройЭО 5 14448элементов И, блок 23 элементов ИЛИ на вход умножителя 34 в качестве первого операнда, Одновременно этим же сигналом триггера разрешается прохож 5 дение тактовой частоты с генератора 30 через элементы И 28, ИЛИ 26 на управляющий вход умножителя 34, Кроме того, разрешается выдача результата перемножения вектора текущих координат (л) на результирующую матрицу преобразования (Я) через блок 21 элементов И на выходной регистр 33, выход которого является выходом устройства. 15Таким образом, устройство в режиме преобразования текущих координат (Х) осуществляет их преобразование в соответствии с параметрами, задаваемыми результирующей матрицей пре О образования Б . При переводе устрой" ства в режим йзменения параметров преобразования (йрием новых значений ,3, Ы и Формирование новой Я р), текущие координаты отображаемых объектов 2 Б игнорируются на время вычисления новой результирующей матрицы преобразования. Следует отметить, что при реа 75 6ство позволяет обеспечить наиболее реальный процесс взаимного движения наблюдателя и отображаемых объектов за счет того, что параметры новаго ракурса наблюдения (коордннаты точки наблюдения и направление линии визирования) задаются относительно предшествующего.Формула изобретенияУстройство для вычисления координат отображаемых объектов, содержащее первый блок памяти, синусно-косинусные преобразователи и умножитель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства путем вычисления координат отображаемых объектов с учетом рекуррентного изменения ракурса наблюдения в трехмерном пространстве, оно содержит первый и второй генераторы тактовой частоты, с второго по пятый блоки памяти, десять блоков элементов И, дешифратор, счетчик, триггер, два элемента И, три элемента ИЛИ, элемент задержки, два блока элементов ИЛИ и первый и второй регистры, первый вход первого блока элементов И и установочный вход триггера являются управляющим входом устройства выход первого блока элементов И соединен с информационным входом второго блока памя ти и входами сииусно-косинусных пре" образователей, выходы которых подключены к информационным входам соответственно третьего, четвертого и пятого блоков памяти, выход первого генератора тактовой частоты соединен с первым входом первого элемента И, второй вход которого и второй вход первого блока элементов И подключены к прямому выходу триггера, соеди-, ненному с входом сброса первого регистра, выход первого элемента И соединен со счетным входом счетчика, выход которого подключен к входу дешиф" ратора, первый, жарой, третий и четвертый выходы которого соединены с адресными входами соответственно второго, третьего, четвертого и пята" го блоков памяти, первыми входами соответственно второго, третьего,четвертого и пятого блоков элементов И и входами первого элемента ИЛИ, выхо" ды с второго по пятый блоков .элемен тов И ы выход первого регистра под1444875 Составитель И.Загинайко Техред М.Ходанич Корректор В,Бутяга Редактор И.Рыбченко Заказ 6510/53 Подписное Тираж 459 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ключены к входам первого блока элементов ИЛИ, выход которого соединен с первым информационным входом умно- жителя, второй информационный вход5 которого соединен с выходом второго блока элементов ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами шестого блока элементов И, второго и третьего элементов ИЛИ, вто рой вход третьего элемента ИЛИ соединен с выходом второго элемента И, а выход - с управляющим входом умножителя, пятый выход дешифратора соединен с управляющими входами с второ го по пятый блоков памяти, входами сброса счетчика и триггера, вторым входом второго элемента ИПИ и первым входом седьмого блока элементов И, второй вход которого подключен к вы ходу первого блока памяти, соединенному с вторым входом шестого блока элементов И, выход которого соединен с первым входом второго блока элементов ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу восьмого блока элементов И, первый вход которого является информационным входом устройства, выход умножителя подключен кпервым входам девятого и десятогоблоков элементов И, вторые входы которых соединены соответственно черезэлемент задержки с выходом первогоэлемента ИЛИ и инверсным выходомтриггера, подключенным к второмувходу восьмого блока элементов И, выход второго элемента ИЛИ соединенс управляющим входом первого блокапамяти, информационный вход которогосоединен с выходом девятого блокаэлементов И, выход десятогЬ блокаэлементов И подключен к входу второго регистра, выход которого является выходом устройства, первый входвторого элемента И соединен с Выходом второго генератора тактовой частоты, а второй вход - с инверснымвыходом триггера.