Устройство для считывания графической информации

(51)4 С 06 К 1 ЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ческого преобразователя и четвертого микрофона.2. Устройство по и. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что блок сравнения расстояний содержит восемь элементов И, выходы которых являются выходами блока, и шесть схем сравнения, входы которых являются входамИ блока, выход первой схемы сравнения соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход второй схемы сравнения подключен ко второму входу первого элемента И и первому входу третьего элемента И, выходС третьей схемы сравнения соединен со щ вторым входом второго элемента Ии третьим входом третьего элемента И, выход четвертой схемы сравнения подключен ко вторым входам третьего и четвертого элементов И, выход пя- Я того элемента И соединен с третьими входами второго и четвертого элемен- Втов И и вторыми входами пятого, шестого, седьмого и восьмого элементов И, выход шестого элемента И подкаочен к третьему входу первого элемента И и первым входам третьего, пято" го, шестого, седьмого и восьмого. элементов И. во СССР 1975. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИИ ОПИСАНИЕ ИЗОБ(71) Институт технической кибернетики АН БССР(56) Авторское свидетельст В 586474, клС 06 К 11/06(54)(57) 1 УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЧИТЬВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ по авт.св, У 586474, о т л и ч а ю щ е е с .я тем что, с целью повышения точности считывания координат, оно содержит четвертый микрофон, четвертый блок измерения координат и блок сравнения расстояний, входы которого соединены с выходами первого, второго, третьего и четвертого блоков измерения координат, а выходы - с одними из входов блока коррекции координат, другой вход которого подключен к выходу четвертого блока измерения координат, входы которого соединены соответственно с выходами генератора импульсов, электроакусти.тцц д1 1179Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности устройствам для считывания графической информации, основанным на измерении времени распространения ультразвуховой волны в воздухе и является усовершенствованием устройства по основному авт.св. %586474.Целью изобретения является повышение точности считывания координат.ОНа фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема блока сравнения расстояний; на фиг. 3 - схема работы устройства, на фиг. 4 - поле ошибок измерения координаты Х в относительных единицах для известного устройства с дву. мя цилиндрическими микрофонами, расположенными в точках М и М и одним линейным микрофоном, расположен-ным на линии М М (фиг.З); на фиг. 5 - поле ошйбок измерения координат Х и У в относительных единицах для предлагаемого устройства с четырьмя цилиндрическими микрофонами, расположенными в точках М, М 2, ИИ (фиг 3) еУстройство для считывания графической информации (фиг.1) содержит электроакустический преобразователь ЗО 1, четыре цилиндрических микрофона 2-5, расположенных по углам планшета 6, генератор 7 импульсов, блоки 8-11 измерения координат, блок 12 коррекции координат, блок 13 срав.З 5 нения расстояний, блок 14 управления и блок 15 возбуждения звуковых импульсов. Блоки 8-11 измерения координат содержат усилитель 16, амплитудный дискриминатор 17, триггер 18, 40 элемент И 19 и счетчик 20.Блок 13 сравнения расстояний содержит схемы 21-26 сравнения и восемь элементов И 27-34.Электроакустический преобразова,1 тель 1 акустически связан с четырьмя цилиндрическими микрофонами 2-5, а электрически соединен с первыми установочными входами триггеров 18 блоков 8-11 измерения координат 50 и свыходом блока 15 возбуждения звуковых колебаний. Цилиндрические микрофоны 2-5 через усилитель 16, амплитудные дискриминаторы 17 подключены к вторым установочным входам триггеров 18 соответствующих блоков 8- 11 измерения координат. Счетчики 20 блоков 8-11 измерения координат 395входами подключены к выходам соответ.ствующих элементов И 19, одни вхо,ды которых Подсоединены к генератору 7 импульсов, а другие входы - к выходам соответствующих триггеров 18. Выходы счетчиков 20 блоков 8- 11 измерения координат подключены соответственно к первым, вторым, третьим и четвертым входам блока 13 сравнения расстояний и блока 12 коррекции координат. Пятый и шестой входы блока 12 коррекции координат подключены соответственно к выходу блока 13 сравнения расстояний и к одному из выходов блока 14 управления, другой из выходов которого связан с входом блока 15 возбуждения звуковых колебаний.Кроме того, первые и вторые входы схем 21-26 сравнения соединены с первым и вторым, первым и четвертым, вторым и третьим, третьим и четвертым, вторым и четвертым, первым и третьим входами блока 13 сравнения расстояний соответственно, а выходы схем 21-26 сравнения подключены соответственно к первым входам элементов И 27 и 28, к второму входу элемента И 27 и первому входу элемента И 30, к второму входу элемента И 28 и третьему входу элемента И 29, к вторым входам элементов И 29 и 30, к третьим входам элементов И 28 и 30 и вторым входам элементов И 31 - 34, и третьему входу элемента И 27 и первым входам элементов И 29, 31-34, причем первые входы элементов И 28- 30, 32 и 33, вторые входы элементов И 30, 32, 34 и третьи входы элементов И 29, 30 являются инверсными, а выходы всех элементов И 27-34 являются выходом блока 13 сравнения расстояний.Устройство для считывания графической информации работает следующим образом.Четыре цилиндрических микрофона 2-5 расположены на планшете б таким образом, что их центры образуют квадрат,сторона которого равна эталонному расстоянию а,(фиг. 3).Число минимальных единиц шкалырасстояний устройства, соответствующее эталонному расстоянию а, , хранится в памяти блока 12 коррекции координат.+ Й Й иЙ Ф Й,4 Й Й 2 ия (4) позволя айной ошибкой ФФициента корр СООТНОШменьшей слзначения к сс наиислятьии К. стоясчет, ьшую еируют Во-вторых значениям Р 1 коррекции вь аиденн3 ф 4тся ко ф ПО ф 2 числя точк щ истинным в блоке 12 рдинатысчислении считывае При вточки оординат и в системе Х = а - В(Р., Р фр 7 ) Х = А(Рг, Рз) ь = в(р, р,)СЛИ Й С Й И Й СЙ сли Й СЙ з 11Измерение координат любой точки, например точки М (Фиг.3), начинают с совмещения визира электроакустическо. го преобразователя 1 с этой точки. Затем нажимают кнопку, помещенную на корпусе преобразователя. При этом импульс запуска с блока 14 управления через блок 15 возбуждения звуковых колебаний поступает на преобразователь 1 и триггеры 18 блока 8-11. Электроакустический преобразователь 1 излучает короткий ультразвуковой импульс, триггеры 18 устанавливаются в единичное состояние, разрешая прохождение импульсов заполнения от генератора 7 через элементы И 19 в счетчики 20.В моменты прихода ультразвуковой волны к микроФонам М 2-5 триггер 18 устанавливаются в "0" и поступление импульсов заполнения в счетчики 20 через элементы И 19 прекращается.В блоке 13 сравнения расстояний производится сравнение содержимых счетчиков и определяется, какие из четырех зарегистрированных чисел должны быть использованы блоком 12 коррекции координат для вычисления координат Х и У считываемой точки с наименьшей ошибкой.Ниже более подробно описывается работа блоков 12 и 13. Вычисление координат Х и У считанной точки в блоке 12 коррекции координат по результат измерен й Й 1 у Й 2 э Й у Й;эзаписанным соответственно в счетчиках блоков 8-11 происходит в два 5 этапа.Во-первых, поскольку частота импульсов генератора 7 постоянная, апараметры воздуха меняются, то измеренные величины Й Й 2, э 10 будут отличаться от истинных расстояний Р, Р , Р , Р на коэФФициент К,характеризующий изменение скоростизвука в воздухе, при изменении параметров воздуха, т.е.:152 2 (1)3 Э= КЙ20 В блоке 12 осуществляется вычисле.ние коэффициента К согласно соотношения (2) где а - вычисленное расстояние а 1Значение а находится из соотношения (3) координат ХОУ (Фиг.3) может быт пользована одна из шести пар ра нии. Р Р , Р Р Р Р , Ргрз, Р РЭР . Однако, как показывает ра при вычислении координат наимен случайную ошибку дадут только т пары расстояний, которые Фигур в соотношениях (5), примененных алгоритме работы блока 12.(5) если с 1 4 д и й с Д4 х= у = если Й Ф3 1 О в(р, р, ) - 1 Р 2 - ГИг.р.)1Р; и Р являются результатами коррек 3ции измеренных величин й й д1 ф 2 ф ЗфЙ 4 согласно (1),Как видно из соотношений (4) и (5), для вычисления в блоке 12 коэффициента коррекции и координат считанной точки с наименьшей случайной ошибкой необходимо сравнивать измеренные расстояния д , Й Й Й меж 1 ф 2.ф 3 4 ду собой. Такое сравнение выполняется в блоке 13 сравнения расстояний25 следующим образом.По команде от блока 14 управления шесть схем 21-26 сравнения попарно сравнивают коды из четырех счет 2здесь А(Р.Р. )3 2 ают чиков 20. На выходах этих схем уровень логической единицы соответствует случаю, когда коды, поданные на вторые входы, больше или равны кодам, поданным на первые входы. Результаты сравнений с выходов схем 21-26 сравнения объединяются согласно схеме, показанной на фиг. 2, восемью элементами И 27-34. Комбинации значений на выходах элементов И 27-30 однозначно определяют те соотношения между Й, Й , Й , Й ,которые имеют место в соотношенйях (4), а комбинации значений на выходах элементов И 31-34 однозначно определяют соотношения между Й Й Й Й1 ф 3 Фф используемые в (5) . Коды расстояний восьми элементов И 27-34 поступают в блок 12 и используются в нем в процессе обработки значений из счетчиков 20,1 оа ОЯО ЯЮдд ОО 2 О ЗО едакт Тираж 10 ПИ Государственного комитета СССРделам изобретений и открытийсква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 53 ВНИИП пис ак 113035) Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Фили Составитель В.КиселевКовальчук . Техред М,Кузьма Корректор С.Черн