Устройство для считывания и распознавания изображений на карте с электропроводящими элементами

СОЮЗ СОВЕТСНИХвивививвиввививРЕСПУБЛИН 09) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 4Гриценко,вичкой кибернетики) с контакт"ментов. а ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Институт техничАН БССР(прототип),(54)(57) 1, УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЬИ РАСПОЗНАВАНИЯ ИЗОБРАЖЕНИЙ НА КАРС ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩИМИ ЭЛЕМЕНТАМИдержащее планшет с контактными плщадками, блок определения коордиодни из входов которого соединенвыходами соответствующего датчикположения координатного механизма информационные выходы - с однииз входов блока выдачи кодов, ск ЗЛО С 06 К 11/00; С 06 К 9/00 рующий элемент и блок управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, чт , с целью повышения быстродействия и помехозащищенности, оно содержит после" довательно соединенные счетчик и дешифратор, а также последовательно включенные шифратор и элемент ИЛИ, выход которого и выходы шифратора соединены с другими входами блока выдачи кодов, входы шифратора подключены к контактным площадкам планшета входы блока управления соединены с выходами датчиков положения координатного механизма, а выходы - с входами управления координатного меха ф низма, входом счетчика и управляющи" ми входами блока определения коорди нат, другой вход которого подключен к одному из выходов дешифратора, другие выходы которого соединены с входами сканирующего элемента.2. Устройтво по п.1, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что сканирующий элемент выполнен в виде ряданых линейно расположенных элеИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в автоматизированньк картограФических системах для автоматического считывания и распознавания элементов содержания карт.. Известны устройства для счить 1 вания и распознаВания картографических изображений, содержащие оптически связанные источник излучения и опто электронный блок считывания с шаговым ,приводом, соединенный с дешифратором, блок формирования значений функций, соединенный с блоком выдачи координат, буферный блок памяти, соединенный с 15 блоками регистрации и управления, блок Формирования координаты, вход которого подключен к дешифратору, а выход - к блоку выдачи координат 1,20Основной недостаток этих устройств связан с необходимостью изготовления карт, на которых классификационный признак элементов содержания заклады" вается в оптические, магнитные и другие свойства изображений или в способ их начертания (при черно-белом исполнении). Процесс получения таких карт чрезвычайно трудоемок, а методы их считывания и распознавания обеспечиваютидентификацию только типа изо 30 линий.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для считывания и распознавания изображений на карте с электропроводящими элементами, содержащее первый планшет для размещения на нем карты, элементы содержания которой выполнены электропроводящими и соединены с конта." тными площадками этого 40 планшета, второй планшет, расположенный в однойплоскости с первым и формирующий электромагнитное поле для измерения координат, координатный механизм перемещения, установленный на планшетах и связанный с кареткой, на которой установлен съем-ййк координат, с помощью электромагнитного поля связанный со вторым планшетом и соединенный с блоком оп ределения координат, информационные. выходы которого подключены к соответствующим входам блока обмена информацией, блок задания высот изолиний, выходы которого через контакт ные площадки первого планшета подключены к электропроводящим элементам содержания карты, и вторую каретку,жестко механически связанную с первой, имеющую контактный датчик, вхо-. дящий в соединение с элементами содержания карты, подключенный к одному из выходов блока определения координат и к управляющему входу блока обмена информацией 122Недостатками этого устройства являются сложная конструкция, малое быстродействие и низкая помехозащищенность.Целью изобретения является повышение быстродействия и помехозащищенности при считывании и распознавании элементов содержания карты.Указанная цель достигается тем, что устройство для считывания и распознавания изображений на карте с электропроводящими элементами, содержащее планшет с контактными площадками, блок определения координат, одни иэ входов которого соединены с выходами соответствующего датчика положения координатного механизма, а информационные выходы - с одними иэ входов блока выдачикодов, сканирующий элемент и блок, управления, содержит последовательно соединенные счетчик и дешифратор, а также последовательно включенные шифратор и элемент ИЛИ, выход которого и выходы шифратора соединены с другими входами блока выдачи кодов входы шифратора подключены к контактным площадкам планшета, входы блока управления соединены с выходами датчиков положения координатного механизма, а выходы - со входами управления координатного механизма, входом счетчика и управляющими входами блока определения координат, другой вход которого подключен к одному из выходов дешифратора, другие выходы которого соединены со входами сканирующего элемента.Кроме того, сканирующий элемент выполнен в виде ряда контактных линейно расположенных элементов.1На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит планшет 1 с электропроводящими контактными.площадками, специально подготовленный, например, по технологии печатных плат, носитель 2 информации (карту), блок 3 управления, состоящий из схемы 4 управления сканированием, содер жащей наборное поле из двух групп 531243и 6 тумблеров, задающих формат области сканирования, кнопку 7 ПУСК, переключатели 8 и 9 для задания направления обхода поля считывания, триггер 10 установки направления движения исполнительного механизма по координате У, триггер 11 установки направления движения исполнительного механизма по координате Х, триггер 12 с формирователем 14, осуществляющие 1 О запись кода рассогласования в счетчик 16, и триггер 13 с формирователем 15, осуществляющие записькода рассогласования в счетчик 17, счетчика 16 управления поперечным (по оси 15 ОУ) и счетчика 17 управления продольным (по оси ОХ),перемещениями сканирующей головки, триггера 18 управления, дешифраторов 19 и 20 и генератора 21, координатный механизм 22, 2 О состоящий из цифроаналогового преобразователя 23 величины рассогласования по координате У, цифроаналогового преобразователя 24 величины.рассогласования по координате Х, усили телей тока 25 и 26,.механизма 27 поперечного и механизма 28 продольного перемещения каретки, датчика 29 положения каретки по кобрдинате У и датчика 30 положения каретки по координате Х, каретку 31 со сканирующим элементом (на фиг. 1 не показан), блок 32 определения координат, состоящий иэ счетчика 33 числа элементов разложения по строке локальной развертки, счетчика 34 числа полос сканирования локальной разверткой и счетчика 35 числа строк в полосе сканирования, схему 36 выдачи кодов, состоящую из регистра 37 координат Х, 4 О регистра 38 классификационных признаков, регистра 39 координат У и элемента 40 задержки, блок 41 локальной развертки, включающий в .себя счетчик 42 и дешифратор 43, и блок 44 форми рования классификационных признаков, состоящий из шифратора 45 на основе диодной матрицы и .многовходного элемента ИЛИ 46.Планшет 1 служит для закрепления 5 О носителя информации и обеспечения надежного соединения его контактных площадок с контактными площадками но сителя.Носитель 2 информации является 55 специализированным и изготавливается,. например, из лавсановойпленки, эле;менты содержания карты на лицевой 48 1стороне носителя выполнены металлизированными и через соединительныеэлектропроводящие дорожки на его тыльной стороне соединены с контактнымиплощадками.Блок 3 обеспечивает управление координатным механизмом 22, блоком 32определения координат и блоком 41локальной разверткиКоординатный механизм 22 осуществляет перемещение каретки в пределахполя считывания по сигналам блока 3управления и формирование сигналовобратной связи для точного позиционирования каретки,Каретка 31 предназначенадля установки на ней сканирующего элемента,состоящего из ряда элементов сканирования, расположенных в линию,Блок 32 предназначен для формирования кодов координат.Схема 36 служит для фиксации кодовкоординат, кодов классификационныхпризнакоВ и формирования сигнала сопровождения (синхросигнала) при передаче их в ЭВИ (на чертеже не показана) .Блок 41 локальной развертки предназначен для организации периодичес"кого опроса элементов сканированияпо строке локальной развертки,Блок 44 по сигналам с контактныхплощадок планшета 1 формирует классификационные коды (коды принадлежности сканируемых точек к соответствующим контурам изображения) и сигнал переписи их, а также содержимогосчетчиков блока 32, в выходные регистры схемы 36.Устройство работает следующим образом,Размещают носитель 2 информации нарабочем поле планшета, совмещают контактные площадки карты с контактнымиплощадками планшета, включают средство прижима носителя к полю считывания,например вакуумную установку (на чертеже не показана), обеспечивающуюсоединение контактных площадок картыи планшета, включают. устройство ипроизводят начальную установку сканирующей головки, например, в левыйнижний угол карты.Устанавливают с помощью группытумблером 5 длину полосы сканирования,а с помощью тумблеров 6 - ширину полосы сканирования (задают коды рассогласования по координатам Х и У), с48 5 1243 помощью переключателей. 8 и 9 задают направление обхода выбранного формата поля считывания, включают устройство и произвоДят начальную установку триггеров 12 и 13 (цепи начальной установки не показаны). Запускают устройство с помоЩью кнопки 7 ПУСК. При этом происходит установка триггеров .10 и 11 в заданное переключателями 8 и 9 состояние. Триггер 12 через формиро-. 10 ватель 14 передает на счетчик 16 управляющий сигнал, по которому код рассогласования с тумблерного набора .5 переписывается в счетчик 16, а триггер 18 переключается и запускает. 5 генератор 21, Из счетчика 16 код рассогласования поступает на цифроаналоговый преобразователь 23, сигнал с выхода которого через усили, тель тока 25 приводит в движение ме ханизм 27 поперечного перемещения каретки. Каретка 31 начинает переме. щаться по оси ОУ. Одновременно с вы хода генератора 21 импульсы счета начинают поступать в счетчик 42 блока 25 41 локальной развертки и счетчик 33 блока 32 определения координат. С помощью дешифраторь 43 коды счетчика 42 преобразуются в сигналы, поступающие последовательно на каждый из 30 электродов сканирующего элемента, и тем самым осуществляется локальная развертка считываемого изображения. Текущие координаты положения скани рующего электрода записываются в счетчик 33 блока 32. Управление сканированием организовано таким образом, что эа время опроса (по оси ОХ) одной строки локальной развертки каретка 31 иеремещается вдоль полосы сканирования (по оси ОУ) на один минимальный шаг. Механизм 27 попере 4. ного перемещения механически связан с датчиком 29 положения, которыйчерез каждый минимальный шаг перемещения каретки вырабатывает импульс обратной связи, поступающий на вычи тающий вход сМетчика 16 н на суммирующий вход счетчика 35, По мере перемещения каретки код рассогласования на выходе счетчиКа 16 уменьшается и, когда он становится равным нулю, механизм 27 останавливается, сигнал дешифратора 19 переключает триггер 10, устанавливает триггер 12 в исходное состояние и переключает триггер 13, который через форми" рователь 15 передает на счетчик 17 управляющий сигнал, по которому кодрассогласования тумблерного набора6, равный числу элементарных шагов,необходимых для смещения каретки пооси ОХ, переписывается в этот счетчик, а триггер 18 возвращается в исходное состояние и запирает генера-.тор 21. Локальная развертка прекращается, код. рассогласования счетчика17 поступает на цифроаналоговый преобразователь 24, сигнал с выхода которого через усилитель тока 26 управляет перемещением механизма 28 продольного (по оси ОХ) перемещния каретки 31.Каретка начинаетперемещаться на следующую полосу сканирования, Механизм 28 механически связан с датчиком 30, котЬрый .через каждый минимальный шаг перемещения каретки по оси ОХ вырабатывает импульс обратной связи,поступающий на вычитающийвход счетчика 17. По мере перемещения каретки на следующую полосу сканирования код рассогласования .на выходе счетчика17 уменьшается и, когда он становится равным нулю, механизм 28 останав ливается, дешифратор 20 заносит всчетчик 34 единицу, устанавливаеттриггер. 13 в исходное состояние и переключает триггер 12, по выходному ,сигналу которого в счетчик 16 вновьпереписывается код рассогласованияс тумблерного набора 5, а триггер 18запускает генератор 21, происходигперемещение каретки 31 вдоль второйполосы сканирования в обратном (пооси ОУ) направлении. При этом импульсы с датчика 29 поступают на вычита"ющий входсчетчика 35 и все описанные процессы повторяются. Считывание и распознавание элементов содержания картыпри движении вдоль полосы сканирования осуществляется следующим образом.Импульсы с генератора 21 поступают в блок 41, который обеспечивает последовательный опрос элементов сканирования, расположенных на карет" ке 31. Электрический контакт элементов сканирования с элементами содержания карты приводит к возникновению на элементах .содержания карты электрических сигналов. Эти сигналы через соединительные дорожки на тыльной стороне карты и через контактные площадки карты 2 и планшета 1 постчпают1124 7на соответствующие входы блока 44 формирования классификационных призна. ков. Выходной код блока 44 зависит от того, на каком из его входов появится сигнал, Поскольку на карте элемен ты содержания одного класса, например .изолинии одинакового уровня, объединены между собой соединительными дорожками и подключены к одной контактной площадке, а другим элементам со держания карты соответствуют свои контактные площадки, то каждому одноименному контуру сканируемого изображения присваивается соответствующий код (классификационный признак). 15В момент пересечения строкой ло- . кальной развертки одного из элементов содержания карты сигнал с соответству ющей контактной площадки планшета 1, пройдя шифратор 45 и элемент ИЛИ 46, 20 осуществляет запись кода, формируемого шифратором 45, в регистр 38, а также переписывает содержимое счетчика 33 числа элементов разложения по строке локальной развертки и счетчика 25 34 числа полос сканирования в регистр 37 координат Х, а содержимое счетчика 35 числа строк локальной развертки - в регистр 39 координат У. В результате в схеме 36 выдачи кодов в момент каждого пересечения элемента содержания карты строкой сканиро 348 8вания формируются коды координат сканируемой точки и код принадлежности точки к даннсму контуру изображения (классификационный признак)Сигнал с элемента 40 задержки сопровождает.информацию со схемы 36 при передаче в ЭВМ,Сканирование изображения продолжается до полного покрытия карты растром.В предложенном устройстве уменьшены габариты и вес координатного механизма, а, значит, и его энергетические затраты, повышено быстродействие и помехозащищенность считывания и распознавания элементов содержания карты,Быстродействие устройства по сравнению с известным возрастает во столько.раз, сколько элементарных датчиков установлено в сканирующей головке.Помехозащищенность устройства увеличивается за счет использования цифрового (а не аналогового) способа кодирования элементов содержания карты. Действительно, в предлагаемом устройстве электрический сигнал на элементах содержания карты принимает только два значения, соответствующих двум логическим уровням: "1" или "О".