Устройство для вычисления координат отображаемых объектов

(19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ПНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССР В 664184, кл, С 09 С 1/08, 1978.Авторское свидетельство СССР 1( 1444875, кл. С 09 С 1/08, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЧИСЛЕНИЯ КООР 11 ИНАТ ОТОБРАЖАЕ%1 Х ОБЪЕКТОВ(57) Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при разработке устройств отображения координатной информации для автоматизированных систем управления и систем автоматического проектирования. Цель изобре" тения - расширение области применения устройства путем пересчета коор(51) 5 С 09 Г 1/089 С 06 Р 3/153 динат точек отображаемых объектовотносительно выбранной точки слежения - достигается введением блока42 элементов И, элементов И 30 и 31,элементов 22 и 23 задержки, вычислителя 1, умножителя 3, блоков 13 и14 сравнения, триггера 20 и соответствующих функциональных связей.Устройство позволяет осуществлятьпересчет текущих координат Х . отображаемых объектов в соответствии спараметрами, задаваемыми результи"рующей матрицей преобразования 81Изменение параметров преобразовайияможет осуществляться рекуррентно какпри ручном изменении ракурса наблюдения, так и при автоматическом, припереводе устройства в режим слежения за произвольной заданной точкойотображаемого процесса. 1 ил.Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбьгть использовано при разработкеустройств отображения координатнойиндормации для автоматизированныхсистем управления и систем автоматического проектирования.11 ель изобретения - расширение области применения устройства путем. пересчета координат точек отображае"мых объектов относительно выбранной,точки слежения,На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит вычислитель 1,первый 2 и второй 3 умцожители, сицусцо-косицусцыепреобразователи 4,5 и 6, с первого по пятый блоки 7.-11 20памяти, регистр 12, первый 13 ивторой 14 блоки сравнения, первый15 и второй 16 генераторы тактовыхимпульсов, дешифратор 17, счетчик18, первый 19 и второй 20 триггеры, 25первый 21, второй 22 и третий 23элементы задержки, первый 24 и второй 25 элементы ИЛИ, первый 26 ивторой 27 блоки элементов ИЛИ, спервого по четвертый элементы И 2831, с первого по одиннадцатый блоки 32-42 элементов И, информационный 43 и управляющие 44 и 45 выходыустройства, первый информационныйвход 46, первый, второи и третий35управляющие входы 47-49 устройства,с второго по шестой информационныевходы 50-54 у(.тройства.Вычислительный блок 1 предназначен для вычисления значений вз.п исов углов поворота изображений вокруг осей Х и Х в режиме слеженияпо следующим формулам:Х с - с 1св.п (.1хГ(х,- ) + ( (,-д ) + (г,.-а,где Х= (ХсУсХ ) вектор координат точки(объекта) слежеция, полученный в ре"зультате пере"множеция входящего вектора координатточки слеженияХ на результирующую матрицу преобразо(1с БР) х 1) = (с 1 х,(1,(1 х) - вектор величины смещенияточки наблюдения по осямХ,У,Е,Вычислитель 1 может быть реализонац в виде микропроцессора, про"граммцо выполняюшего данные поеобразовация информации, или спецвычислителя для аппаратной. реализацииуказанных математических соотношений. Значения впса, сов спостух фпают одновременно на первый выходсвычислителя, а значения вдп сР исов сР- на второй; Умножитель 2предназначен для выполнения операцииумножения вектора значений на матри"цу. Умножитель 3 предназначен для вы"числеция произведения цепочки изпяти матриц размерностью 4 х 4. Синусно-косинусные преобразователи 4-6 информации предназначены для вычисления по входящему значению угла (с,значений вь.п а и сове(. Блоки памяти 7-11 предназначены для упорядо"ченного хранения элементов матрицразмером 4 х 4.Устройство работает следующимобразом.В исходном состоянии в блоках 710 памятй хранятся элементы единичных матриц, а в блоке 11 памяти хранятся элементы результирующей матрицы преобразования, полученные впредшествующем цикле изменения ракурса наблюдения (перед первым изменением ракурса в блоке 11 памятитакже ьхранится значение единичнойматрицы, а регистр 12 обнулен, цепи установки единичной матрицы вблоке 11 и обнуления регистра 12 непоказаны). Триггеры 19 и 20 находятся в нулевом состоянии, и единичный5 15398236сигнал с инверсного выхода тригге- ры) блока 7 таким образом, что в немра 19 разрешает прохождение информа- формируется матрица вида:Фции о текущих координатах (Х) отоб" ражаемых объектов через блок 32 элементов И с первого информационноговхода умножителя 2. Этот же сигналс инверсного выхода триггера 19 раз 0 0 0 О0 -с 1 1г 1 0 0 1 0 0 -с 1 -с 1х У з 1 пО сов О 0 1 0 0 0 0 0 сов83.п0 0 координатах.Результат перемножения Х Б поступает в регистр 12, соединеннйй через блок 41 элементов И с выходной информационной магистралью 43 2 устролсгва, разрешением на выдачурезультата перемножения на которуюявляется сигнал генератора 16, за"держанный на элементе 23 задержки навремя перемножения операндов в умно-,жителе 2. О 0 0 0 О соз цз 3.п ЧО -зп чсоз цО0 О 1 30 Ах з 1 п 0 0 0 сов Ч 0 0 1 игге а 19-з 1 п у 0 решает прохождение информации с выхо.да генератора тактовых импульсов 1 бчерез элемент И 29 на управляющийвход умножителя 2. Импульсы генератора 16 определяют периодичность выполнения операции умножения входящего вектора Х на результирующуюматрицу Бр, хранящуюся в блоке 11памяти, непосредственно связанном свторым информационным входом умножителя 2. При этом частота следования сигналов с выхода генератора 16должна быть согласована с частотойпоступления информации о текущих При изменении параметров ракурса наблюдения на второй, третий четвертый и пятый информационные входы 50-53 поступают соответственно значен 1 юя ЧУ Ч, ,П=Й 1 Уг 1) у определяющие параметры нового ракурса наблюдения. Указанные данные мо- гут поступать, например, от пульта ввода информации рабочего места оператора АСУ. Процесс установки нового ракурса начинается после поступления управляющего сигнал на вход 47 устройства. По этому сигналу триггер 19 устанавливается в единичное состояние, Тем самым запрещается прохождение информации через блок 32 элементов И и разрешается выдача информации о значениях, Ч", Цу через блоки 39, 38 и 37 элементов И соответственно на входы синусно-косинусных преобразователей 4, 5 и 6, а информации о значении величин сдвигов 1) (с 1,д у,с 1) -через блок 40 элементов И на вход блока 7 памяти. Значения й , 1 у, йзаписываются в соответствующие ячейки (регистНа выходах синусно-косинусныхпреобразователей 4-6 формируются значения вп и соз соответствующихаргументов. Полученные значения поступают на информационные входы бло"ков 8 и 9 памяти через соответствующие блоки 26 и 27 элементов ИЛИ,ана информационный вход блока 10 памяти непосредственно, В результатев блоках 8, 9 и 10 формируются сле дующие матрицы соответственно: Единичный сигнал тр р через элемент И 30 (открытый единичным сигналом с инверсного выхода триггера 20), элемент ИЛИ 25 .разрешает прохождение тактовых импульсов с генератора 15 через элемент И 28 на счетный вход счетчика 18. На выходах дешифратора в зависимости от состояния счетчика 18 формируются единичные сигналы, управляющие работой устройства в режиме вычисле- " ния значений результирующей матрицы преобразований Б.По первому сигналу дешифратора 17 разрешается прохождение информации из блоков 7-11 на информационные входы умножителя 3 (через блоки 33-36, 42 элементов И соответственно). Умножитель 3 по сигналу управления, снимаемому с первого выхода цешифратора 17, производит одновременное перемножение пяти1539823 матриц, поступающих на его входы в в качестве операндов, Результат перемножеция записывается в упорядоченном виде в соответствующие ячейки (регист" ры) памяти блока 11. Содержимое блока 11 и представляет собой новое значение результирующей матрицы преобразования информации Б.Сигналом, сцимаемйм с последнего выхода дешифратора 17, производитсяО стирание информации и формирование единичных матриц в блоках 7-10 памйти, обнуление счетчика 18 и сброс триггера 19. Тем самым запрещается прохождение тактовых импуль 15 сов с генератора 15 и разрешается прием информации о текущих координатах ., объектов изображения через блок 32 элементов И. Кроме того,разрРшается прохожцецие тактовых им 20 пУльсов генератора 16 через элемент И 29 в качестве сигналов управ ления умножителем 2. Таким образом, устройство вновь переведено в режим преобразования текущих координат Х в соответствии с параметрамп, задаваемыми вновь рассчитанной результирующей матрицей преобразования БПри поступлении ца управляющий30 вход 48 единичного. сигнала (сигцала о переводе устройства в режим свеже" ция) триггер 20 устанавливается в единичное состояние. Единичный сигнал с прямого выхода триггера 20 разрешает выполнение блоком 13 срав Неция эталонных атрибутов 1объ" Екта (точки) слежения с атрибутами Объектов К;, поступающих на информационный вход 46 устройства. Такими атрибутами могут быть либо номера объектов, либо их координаты, либо и то и другое. При К, Ф К; устройство продолжает осуществлять преобразование текущих координат Х; в соответствии с параметрами, задавае 45 мыми результирующей матрицей преобразования Б . В то же время нулевымсигналом с йцверсцого выхода триг"гера 20 осуществляется блокировкаизменения информации с д и50поступающих на информационные входы51 и 52. Тем самым после выбора точки слежения оператор лишается возможности сканировать линией визированияпо углами у что исключает возх 2можцость визуальной потери им выбранной точки слежения до окончательногоперевода устройства в режим слежения,При поступлении на вход 46 информации об объекте (точке) с 1. = Г, с выхода блока 13 сравнения снимается единичный сигнал, который выдает" ся на выход 44 устройства. Этот же сигнал через элемент 22 задержки разрешает выполнение операций вычислителем 1, На информационные входы вычислителя 1 поступают значения величин слежения 0 (поступающие на информационный вход 53) и значения нового вектора координат объекта слежения Х полученного в результате перемножения входящих координат объекта слежения Х; на результирующуюматрицу преобразования Б . Время задержки распространения сигнала на элементе 22 задержки определяется временем перемнЬжения в умножителе 2 и записи результата перемножения в регистр 12.Вычислитель 1 осуществляет рас" чет значений в 1 пи соз д поступающих для запоминания в блок 8 пас С мяти, и значений вдп Ци сов поступающих для запоминания в блок 9 памяти (по второй цепи записи ин" формации в блоки памяти 8 и 9 в это время информация поступать не может, так как блоки элементов И 38 и 39 закрыТы для прохождения информации),с Информация о значениях зп чи впр поступающих на входы блока 14 сравнения, используется для опре" деления необходимости корректировки результирующей матрицы преобразования координат в режиме слежения.с Так, если вп Ч = в 1 п= О,то точка слежения не изменила свое местоположение и необходимость корректировки отсутствует. В противном случае, с выхода блока 14 сравнения снимается единичный сигнал, который поступает через элемент ИЛИ 24 на установочный вход триггера 19 и перево" дит его в единичное состояние, Устройство переводится в режим корректировки результирующей матрицы преобразования координат Бр, Одновре" мецно запрещается прием входящей ин" формации через блок 32 элементов И, о чем сообщается единичным сигналом ;ца выход 45 устройства.Сброс режима слежения осуществляется подачей единичного сигнала на управляющий вход 49 устройства.Таким образом, устройство в режиме преобразования текущих координат39823 9 15Формула изобретения Х осуществляет их пересчет в соответствии с параметрами, задаваемыми результирующей матрицей преобразования Бр. Изменение параметров преобразования может осуществляться рекуррентно как при ручном изменении параметров ракурса наблюдения (задаваемых значениями сдвигов точки наблюдения вдоль соответствующих осей координат 13 (д , ду,д ) и поворотов изображения вокруг осей Х, У, Е (у, , Ч), так как и при автоматическом при переводе устройства в режим слежения за произвольной заданной точкой отображаемого процесса,В устройстве реализуется режим автоматического слежения за произвольной точкой отображаемого процесса, позволяет снизить загруженность оператора при анализе быстро меняющейся отображаемой информации. Реализация автоматического режима слежения позволит оператору быетро концентрировать свое внимание на интересующих его фрагментах анализируемого процесса, что в конечном итоге приводит к принятию им более качественных и обоснованных решений на применение того или иного управляющего воздействия. Устройство для вычисления коор-, динат отображаемых объектов, содержащее с первого по пятый бЛоки памяти, с первого по третий синусно-косинусцые преобразователи, с первого по десятый блоки элементов И, первый и второй блоки элементов ИЛИ, первый и второй элементы И, первый и второй элементы ИЛИ, первый и второй генераторы тактовых импульсов, первый триггер, регистр, первый умцожитель, счетчик, дешифратор и первый элемент задержки, первый вход первого блока элементов И является первым информационным входом устройства, второй вход соединенс инверсным вьг ходом первого триггера, выход первого генератора тактовых импульсов соединен с первым входом, первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу счетчика, выход кото-, рого соединен с входом дешифратора, последний выход которого соединен с управляющими входами с первого по четвертый блоков памяти и входамисброса счетчика и первого триггера,выходы с первого по четвертый блоковпамяти соединены с первыми входамис второго по пятый блоков элементовИ, выход второго генератор- тактовыхимпульсов подключен к первому входувторого элемента И, второй вход которого соединен с инверсным выходомпервого триг;ера, выход третьего синусно-косинусного преобразователясоединен с информационным входом чет"вертого блока памяти о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расшире"ния области применения устройствапутем пересчета координат точек отображаемых объектов относительно выбранной точки слежения, оцо содержит 20 одиннадцатый блок элементов И, третий и четвертьп элементы И, второй итретий элементы задержки, вычислитель,второй умножитель, первый и второйблоки сравнения, второй триггер,пер вый вход первого элемента ИЛИ является первым управпяющим входом устрой.ства, а выход соединен с установочным входом первого триггера, вторыми третьим управляющими входами уст ройства являются соответственно установочный вход и вход сброса второготриггера, прямой выход первого триггера соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов И и с шестого по девятый блоков элементов И, 35вторые входы с шестого по девятый блоков элементов И и первый вход первого блока сравнения являются соответственно с второго по шестой информационными входами устройства, прямойвыход второго триггера соединен свторыми входами четвертого элемента Ии первого блока сравнения, третий входкоторого подключец к выходу первого 45 блока элементов И, соединенному,спервым информационным входом первогоумножителя, второй информационныйвход подключен к выходу пятого блокапамяти, соединенному с первым входомодиннадцатого блока элементов И, второй вход которого и вторые входы свторого по пятый блоки элементов Исоединены с первым выходом дешифратора, выходы с второго по пятьп иодиннадцатого блоков элементов И под" 55ключены к соответствующим информационным входам второго умножителя,управляющий вход которого подключенк последнему выходу депцфратора, аСоставитель И, ЗагинайкоРедактор И. Рыбчецко Техред М.Моргецтал Корректор М.Пожо Нодписное Тираж 382 Заказ 222 ВНИИИИ Государственного комитета по эобретециям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Моекц, Ж, Рауюская наб., д. 4/5Производственно-цадател скй комбцца Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 153982 ыход - к входу пятого блока памяти, ицверсцый выход первого триггера является первым управляющим выходом устройст а р вторым угравляющим выходом5 которого является выход первого бло ка сравнения, соединенный через второй элемацт задержки с управляюиим входом вычислителя, первый ицформа" циоццый вход которого соединен с вы" ходом девятого блока элементов И, подключенным к информационному входу первого блока памяти, второй информационный вход вычислителя подключенвыходу регистра, соединенному с первым входом десятого блока элементов И, выход которого является информационным выходом устройства, выход второго элемента И соединен с управ" ляющим входом первого умножителя и 20 1 ерез третий элемент задержки - с вторым входом десятого блока элементов И, выход первого умцожителя под" включен к входу регистра, инверсный 1 ыход второго триггера подключен к 25 третьим входам седьмого и восьмого 3 12блоков элементов И и второму входутретьего элемента И, выход которогоподключен к первому входу второгоэлемента И 11 И, второй вход которогосоединен через первый элемент задержки с выходом четвертого элемента И,выход второго элемента ИЛИ подключенк второму входу первого элемента И,выходы вычислителя соединены с входами второго блока сравцеция и первымнвходами соответственно первого ивторого блоков элементов ИЛИ, вторыевходы которых подключены к выходампервого и второго синусно-косинусныхпреобразователей, выходы первого ивторого блоков элементов ИЛИ соединены с информационными входами соответственно второго и третьего блоковпамяти, выходы шестого, седьмого ивосьмого блоков элементов И подклю"чены к входам соответственно третьего, второго и первого синусно-косицусных преобразователей, выход второго блока сравнения соединен с вторымвходом первого элемента ИЛИ.