Способ считывания графической информации и устройство для его осуществления(его варианты)

Союз Советских Сощиалнстическмх РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ рп 877585(22) Заявлено 110779 (21) 279 бб 18/18-24с присоединением заявки Йо(23) ПриоритетОпубликовано 301081 Бюллетень М 40Дата опубликования описания 301081 6 06 К 11/00 Государственный комитет СССР по делан изобретений и открытийГ,И,Алексеев, Б,я,Жевелев, В.я.Зенин, В.И.Тихонейко 4,ф,и П.И.Светловс 1 ъ, ,РЯу ъ.," рз 1 ,)(и,Р гЦентральное конструкторское бюро с опытным производствойАН Белорусской ССР(54) СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к автоматике и вычислительной технике и можетбыть использовано, например, длясоздания автоматизированных устройствввода в электронно-вычислительнуюмашину (ЭВМ) графической информации.Известен способ считывания графической информации, основанный .на дискретизации поля считывания с установлением соответствия каждой координатнос шине элементарной окрестности, равной шагу квантования внаправлении соответствующей координатной оси 1.Недостаток этого способа - боль шая абсолютная погрешность измерения координат, зависящая от шага укладки координатных шин. Поскольку последние имеют конечные размеры и должны быть изолированы друг от дру" 20 га, этот шаг не может быть выбран достаточно малымТочность измерения координат составляет при этом величину 0,3-0,5 мм.Наиболее близким по технической 25 сущности к предлагаемому техническому решению является способ считывания графической информации, основанный на разбиении поля считывания на дискретные зоны, Формировании 30 электромагнитного поля в зонах считывания и.преобразования егб в электрические сигналы с амплитудами, пропорциональными расстояниям от считываемой точки до границы соответствующей дискретной зоны для считывания (.21.Устройство, реализующее известный способ, содержит планшет с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управления и индуктивно связанных со съемником информации, подключенным к одним из входов аналогового блока памяти и блока управления, интеграторы и сумматор (2) .Недостатками известного способа и устройства являются недостаточные точность и быстродействие считывания.Цель изобретения - повышение точности и быстродействияУказанная цель достигается в предлагаемом способе тем, что интегрируют электрические сигналы, суммируют проинтегрированные сигналы с одним из электрических сигналов и по полученному суммарному сигналу судят о координате считываемой точки.Укаэанная цель достигается тем, что в устройстве для считывания графической информации, содержащем планшет е двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управления и индуктивно связанных со съемником информации, подключенным к одному из входов аналогового блока памяти и блока анализа и управления, интеграторы и сумматор, выходы аналогового блока памяти соедине- О ны со входами интеграторов, выходы которых подключены к одним иэ входов сумлатора, другой вход которого подключен к соответствующему вы)оду аналогового блока памяти, другой 5 вход которого соединен с выходом блока анализа и управления, другой вход которого подключен к выходу сумматора.Указанная цель достигается тем,. 3) что в устройство для считывания . графической информации, содержащее планшет с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управ лення и индуктивно связанных со съем- ником информации, подключенным к одному из входов блока анализа и управления и аналогового блока памятиинтегратор и суматор, введен дополнительный. сумматор, входы которого Зо соединены с выходами аналогового блока памяти, выход которого подключен ко входу интегратора, выход которого соединен с .одним из входов сумматора, другой вход ко=араго подключен к вы- З 5 ходу аналогового блока памяти, а выход - к другому входу блока анализа и управления.На фиг. 1 и 2 представлены блок-схема устройства, реализующих 40 предлагаемый способ, представляющие собой варианты; на Фиг, 3 показан Арагмент координатной матрицы, в которую вмонтированы координатные шины и съемник координат, а также граФики зависимости сигнала ЭДС от координатыу на; Фиг. 4 показаны граФики сигналов в характерных узлах схемы устройства по Фиг.1, реализующего предлагаемый способ; на Фиг. 5 -показаны графики сигналов в характерных узлах схемы устройства по Фиг.2. В Состав первого устройства (Фиг.1) входят планшет 1 с двумя группами от ортогонально ориентированных координатных шин, (Х и У), связанных с выходами блока 2 анализа и управления, съемник 3 информации, связанный индуктивно с координатными шинами планшета 1, аналоговый блок 4 памяти,О входами подключенный к съемнику 3, интеграторы 5,и б аналоговых сигналов, входами связанные с выходами блока 4, а выходами - со входами сумматора 7, дОполнительным входом под- у ключенного к выходу блока 4, а выходом - к блоку 2 анализа и управления.Второе устройство для считывания графической информации, реализующее указанный способ (Фиг.2), аналогично устройству на Фиг.1 содержит планшет 1 с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин (Х и У)1 связанных с выходами блока 2 анализа и управления и индуктивно связанных со съемником 3 информации, подключенным к одним из входов блока 4 памяти и блока 2 анализа и управления, интегратор 5, сумматор 7, кроме того, содержит дополнительный сумматор 8, установленный между аналоговым блоком 4 памяти и интегратором 5.Предлагаемый способ поясняется на примере работы устройства по Фиг.1,Устройство для считывания графической информации (Фиг.1) работает следующим образом.В исходном состоянии счетчики координат Х и У блока 2 анализа и управления установлены в нулевое состояние, а координатные шины обесточены. С момента пуска устройства, последовательностью импульсов тока, вырабатываемых в блоке 2 анализа и управления, производится поочередная коммутация координатныхшин Х. Количество импульсов этой последовательности подсчитывается счетчикам координаты Х блока 2 и Фиксируется в нем в виде кода координаты коммутируемой шины в его старших разрядах При этом поочередно через каждую шину пропускаются импульсы тока, а в окружающем ее пространстве создается переменное электромагнитное поле.В момент времени 1 О (Фиг.4) коммутации 1-ой (1-1п)шины Х,находящейся в установленной зоне считывания, создается электромагнитное поле, достаточное для проведения измерений интенсивности. Сигназг ЭЛС е; (Фиг.3), наведенный в съемнике 3, поступает одновременно в блок 4, расширяясь по длительности (запоминается), и в .блок 2 анализа и управления. По этому сигналу в счетчике координаты Х блока 2 фиксируется фоордината (1-1)- ой шины, после чего производится ее возбуждение импульсом тока. В результате возбуждения (1-1)-ой шины в момент времени о в съемнике 3 наводится сигнал ЭДС вэаимоиндукции е-.л (фиг.3), противоположной отношению к е; полярности (в частном случае,при е= О, сигнал е; =.е; ). Поступая в блок. 4, сигнал е, подобно сигналу е , расширяется по длительности. Сигналы еи ел , расширенные по длительности и имеющие амплитуды 0(1) и У (1) (фиг,4), поступая в момент времени С на входы интеграторов 5 и 6 с соответствующих выходов блока 4, интегрируются. При этомна выходе интегратора 5 образуется линейно-изменяющийся сигнал .,= Р П; ., (И с 1=РП(М) ф а на выходе интегратора б - линейно ) изменяющийся сигналП (О = Р 5 Ц,(М а=РП. (М (- ), где р - соответствующим образом подобранная постоянная времениинтегрирования интеграторов5 иб;10время начала интегрирования(для удобства в дальнейшембудем полагать р) .Сигналы П(1) и П(1) суммируют" ся сумматором 7 с сигналом Б(О . 15 На выходе сумматора 7 вырабатывается суммарный сигнал окрестности оси, сигналы е;, либо е,(фиг.З) имеют малые значения амплитуд,близкие либо равные нулю. В этом случае на точности считывания координатсущественно сказывается воздействие5 сигнала помехи.от невозбужденныхкоординатных шин, сравнимого по амплитуде с е; или еВ таком случае в блоке 2 предусматриваетсясоответствующая логическая схема,которая при определенных значенияхсигналов, меньше выбранного порогового значения е(; 1 или ел вырабатывает управляющий сигнал, покоторому измерение координат производится в результате коммутации соседних (1-2)-ой и (1+1) -ой щин. Вэтом случае амплитуды наведенныхЭДС е;и е + больше максимальновозможных амплитуд сигналов е(и е; , и точность считывания координат соответственно высока,Рассматриваем функционированиепредлагаемого устройства в другомварианте его исполнения (фиг.2).Порядок работы устройства до момента формирования сигналов 0; (1)и у( (1) аналогичен ранее рассмотренному.После появления на выходах блока4 сигналов У;, О; л дополнительным сумматором 8 производитсяих алгебраическое суммирование, врезультате чего на его выходе в моменты времени 1 у1 образуетсясуммарный сигналП(Е) =и,.- и; (с.), . ) , (л)Интегратором 5 производится интегрирование сигнала О," (С) .Результат интегрирования - сигналП, (О= 1 П, (Ма=оВ) И - л)в, "суммнруется сумматором 7 с сигналомО;.1Сумматорный сигнал О й= У (с)( - йл) (б) линейно изменяющийся от уровйя Плдо Щ 1),поступая в блок 2, служит для определения координаты считываемой точкиграфического изображения таким жеобразом, как это происходит в первомустройстве.таким образом, показано, что предлагаемый способ считывания графической информации и устройство для егоосуществления обеспечивают существенное (в )с 2"раэ, )с ) 1) повышениебыстродействия при одновременном повышении точности. В свою очередь повышение быстродействия увеличиваетпроизводительность считывания графической информации и обеспечиваетопределенный экономический эффект. формула изобретения 1. Способ считывания графическойинформации, основанный на разбиении,П, =Ц; (О+(Е.-О ). (С)+ П, ),(Э)линейно изменяющийся от У; (1) до 200; (С). Время с- с ,пропорциональное изменению сигнала от величины,равной У; , до момента смены егополярности (перехода через ноль),Фиксируется в младших разрядах счетчика координаты Х блока 2 в виде кода,числовой эквивалент которого соответствует,расстоянию от (1-1)-ой координатной шины до проекции центра съемника координат на плоскость матричного планшета.ЗОВ момент времени й,с, соответствующий смене полярности сигнала Ц,посигналу О,с(1) (Фиг.4), вырабатываемому блоком 2, счетчик координатыХ блока останавливается, Код, .зафиксированный в нем в момент останова,соответствует измеренной координатеХ считываемой точки графическогоизображения. Сигналом Пс (1),"задержанным относительно сигнала Ок(О 40на время 1 - 1 , производится запускустройства для измерения координатыУ., которое производится в аналогичнойпоследовательности.Для нормальной работы схемы устрой ства (фиг.1) необходимо, чтобы участок амплитудной характеристики съемника 3 в пределах шага координатныхшин был линеен. Как показывают расчеты и экспериментальная проверка, эталинейность всегда имеет место вблизиперехода амплитудной характеристикисъемника 3 (фиг.З) через ноль и длясъемника, имеющего, например, радиусиндукционной катушки г в 25 мм, составляет величину порядка а15-20 мм 55При соответствующем выборе шага укладки координатных шин работа устройствапроисходит на линейном. участке амплитудной характеристики съемника координат и точность считывания обесйечи- рвается всегда,При некоторых положениях съемникакоординат, когда проекция его центранаходится над осью (1-1)-ой либоА-ой координатной шины или в ближайшей 55поля считывания на дискретные эоны, Формировании электромагнитного поля в зонах считывания и преобразовании его в электрические сигналы с амплитудами, пропорциональными расстояниям от считываемой точки до границы соответствующей. дискретной зоны поля считывания, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия считывания, интегрируют электрические сигналы, суммируют проинтегрированные сигналы с одним о иэ электрических сигналов и по полученному суммарному сигналу судят о координате считываемой точки.2. Устройство для считывания графической информации, содержащее план шет с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управления и индуктивно связанных со съем- ником информации, подключенным к щ одному иэ входов аналогового блока памяти и блока анализа и управления, интеграторы и сумматор, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устрой ства, выходы аналогового блока памяти соединены со входами интеграторов, выходы которых подключены к одним из входов сумматора, другой вход которого подключен к соответствующему выходу аналогового блока памяти, другойЗО вход которого соединен с выходом блока анализа и управления, другой вход которого подключен к выходу сумматора.3. Устройство для считывания графической информации, содержащее планшет с двумя группами ортогонально ориентированных координатных шин, соединенных с блоком анализа и управления и индуктивно связанных со съем- ником информации, подключенным к одному из входов блока анализа и управления и аналогового блока памяти, интегратор и сумматор, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно содержит дополнительный сумматор, входы которого соединены с выходами аналогового блока памяти, выход которого подключен ко входу интегратора, выход которого соединен с одним иэ входов сумматора, другой вход которого подключен к выходу аналогового блока памяти, а выходк другому входу блока анализа и управления.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Чеголин П.М. и др. Автоматизация преобразования сложных Форм графической информации, Минск, фНаука и техника, 1973, с, 112.2. Полуавтомат кодирования графической информации ПКГИО. Техническое описаниеОМ 3.044.703 ТО (прототип),877585 и едактор Е, Паакаэ 9618/75 Грнцен Тираж 748НИИПИ ГосударственноГопо делам иэобретений и3035, Москва, Ж, Рауш сно иал ППП фПатентфф, г. Ужгород, ул. Проектная,ит О еиг-гФ/ ф О е Ис феее тавитель В. Киселевред ЖКастелевич Коррек Подпиомитета СССРоткрытийская наб., д, 4/5