Способ считывания графической информации и устройство для его осуществления

 

О fl И С А Н И Е ()976457

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. санд-sy (22)Заявлено 08.05 81 (21) 3287601/18-24 с присоединением заявки М (23)11риоритет

Опубликовано 23 . 1 1. 82 . Бюллетень М43

Дата опубликования описания 23. 1 1 82 (51)M. Кл.

G 06 К 11/06

9кударстмнкый квинтет

СССР ав делам нзебретеквй н открытий (S3) УЙК681. 3г7 . 12 (088. 8) P. И. Тавадзе, В. Б. Тимофеев и Д. А. Тодуа

Е ., .: )

Тбилисский научно-исследовательский институт

f приборостроения и средств автоматизации НаучмЬ- "(."":- „. производственного объединения "Элва"

% (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ СЧИТЫВАНИЯ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ!ЦЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано при создании устрой„Ф ройств полуавтоматического кодирования и ввода в ЭВМ информации, представленной в графической форме.

Известен способ считывания графической информации, который основан на разбиении поля считывания на дискретные участки, формировании электромаг- !о нитного поля путем поочередной подачи импульсов тока в проводники планшета, ограничивающие дискретные участки, преобразовании электромагнитного поля в управттяющий сигнал, выделении дискретного участка считываемой точки по моменту изменения полярности управляющего сигнала формировании раэностного электромагнитного поля путем од новременной подачи импульсов тока в

20 проводники планшета, ограничивающие выделенный участок, соответственного изменения амплитуды импульсов тока в указанных проводниках до момента Ilo вторного изменения полярности управляющего сигнала и определении .координаты считываемой точки (1)

Известно устройство для реализации способа, которое содержит планшет с ортогональными координатными винами, коммутаторы, соединенные с распределителем импульсов, и блоки формирования координат (1)

Этот способ и устройство основаны на использовании линейной зависимости

ЭДС, имдуктируемой в катушке съемника импульсом тока в проводнике планшета, от смещения центра катушки относительно оси проводника.

Недостатком способа и устройства является то, что отсчет координаты производится в два этапа, поэтому код

"грубого" отсчета необходимо суммировать с кодом "точного" отсчета, для

l чего в устройстве нужен сумматор, а такгне блок изменения амплитуды импуль976457 сов тока, что усложняет устройство, снижая его надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является споЪ соб считывания графической информации,g основанный на разбиении поля считыва" ния на дискретные участки, формировании разностного электромагнитного поля, смещающегося вдоль координатной оси путем одновременного возбуждения 10, координатных шин, ограничивающих дискретные участки импульсами с парафазным высокочастотным заполнением, преобразбвании электромагнитного поля в сигнал фикса ции координаты и формировании 15 кода путем непрерывного счета импульсов до момента получения сигнала фиксации (21 .

Устройство для реализации способа содержит планшет, выполненный в виде 20 системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, блоки формирования парафазных импульсов возбуждения, входы которых соединены с рас- И пределителем импульсов и с генератором частоты, соединенными между собой, а выходы - с соответствующим коммута-тором, усилитель, соединенный со съемником координат и одним входом фаэово- З0 го детектора, другой вход которого подключен к генератору частоты, последовательно соединенные фильтр, вход которого подключен к выходу фазового детектора, нуль-орган, преобразователь временного интервала в код, выход ко-,. торого подключен к выходу устройства(2 1.

Недостаток способа и .устройства заключается в невысокой точности". считывания графической информации. 40

Цель изобретения — повышение точности считывания графической информа = ции.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, основанному на разбиении поля считывания на дискретные участки, формировании разностного электромагнитного поля путем одновременного возбуждения дискретных участков импуль"ами с парафазным высокочастотным заполнением, преобраэ >вании. его в последовательность опорных сигналов и задержке их на кратные периоды времени; формировании порового напряжения, последовательно суммируют .амплитуды опорных .сигналов с амплитудами задержанных сигналов соответствующих периодов времени, интегрируя

I их, сравнивают суммарную амплитуду с пороговым напряжением и по результату сравнения судят о величине считанной координаты.

В устройство для реализации способа, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, формирователи парафазных импульсов, входы ,которых соединены с генератором частоты и с распределителем импульсов, а выходы подключены к входам соответствующих коммутаторов, усилитель,соединенный со съемниками координат и с фазовым детектором, другой вход которого подключен к генератору частоты, соединенному с распределителем импульсов, выход которого подключен к преобразователю временного интервала в код, введены последовательно соединенные первый фильтр, входы которого подключены к фазовому детектору, второй фильтр другой Вход которогр под.. ключен к распределителю импульсов, интегратор, пороговый элемент и дефференцирующий элемент, выход которого подключен к преобразователю временно—

ro интервала в кс>д.

На фиг. 1 и 2 изображены диаграммы, которые поясняют сущность предложенного способа ; на фиг. 3 - блок.-схема устройства; на фиг. 4 - временная диа грамма работы устройства.

Предлагаемый способ считывания гравсяческой информации основывается на следующем. формируется разностное электромагнитное поле, которое получается в результате суперпозиции полей, создаваемых четырьмя или более координатными шинами, возбуждаемыми одновременно-.импульсами с парафаэным заполнением, причем на две соседние шины подан импульс одной фазы, а на две другие— противоположной.

Электромагнитное поле индуцирует на съемнике координат ЭДС 11, зависимость которой от смещения центра съемника И =т(х) приведена на фиг. 1а.

Электромагнитное поле смещается вдоль координатной оси скачками эа счет поочередного переключения возбуждающего напряжения в каждом коммутационном такте, в результате чего сигнал, индуцируемый на съемнике (фиг . 1б) представляет собой дискретную выборку амплитуд.

3а длительность одного такта поле смещается вдоль оси на величину шага укладки координатных шин планшета.

По дискретному сигналу выборки производится восстановление огибающей $ исходного сигнала, смещение которой на оси времени пропорционально величине смещения центра съемника вдоль координатной оси.

Процесс восстановления огибающей производится путем суммирования сигнала, принятого съемником (фиг. 2а, сплошная линия), и этого же сигнала, не задержанного на половину такта (фиг. 2а, пунктир), и повторного сум- >$ мирования результирующего сигнала первого суммирования (фиг. 2б) и такого же сигнала, .но задержанного на четверть такта. Результат второго суммирования приведен на фиг. 2в. На 20 фиг. 2г и 2д показаны СИ1 и СИ2, по которым соответственно производится задержка сигналов первым и вторым .фильтрами.

Восставновленный сигнал интегрируется, в результате чего получается

:колоколообразный сигнал. Положение вершины коолоколообразного сигнала (фиг. 4в) на временной оси совпадает с моментом изменения полярности исход-, 30 .ного сигнала. Интегрирование сигнала позволяет учесть информацию о положении съемника из амплитуды дискретного сигнала, принимаемого съемником в так-, товые интервалы, предшествующие момен- З$ ту фиксации кода координат.

Для исключения влияния шумовых вы" боров на точность фиксации координаты . на дальнейшую обработку поступает часть выходного сигнала интегратора, превы- iO сившая заданный пороговый уровень (фиг. 4г).

Формирование импульса фиксации координаты производится путем дифференцирования сигнала, превысившего порог (фиг. 4д). Фиксация производится по переднему фронту отрицательного выброса на выходе дифференцирующей цепи.

Устройство, реализующее способ, содержит планшет 1, образованный двуЪ мя системами взаимно ортсгональных координатных шин, которые подключены к выходам коммутаторов 2 и 3, формирователи 5 и 4 парафазных импульсов воз5S буждения координатных шин по осям X и У, выходы которых подключены к входам коммутаторов, а входы — к выходам генератора 6 и распределителя 7 им-, 7 6 пульсов. Плоский емкостный съемник 8 координат и съемник 9 типа "карандаши соединены с входом усилителя 10, выход которого подключен к последовательно соединенным фаэовому детектору 11, первому 12 и второму 13 фильтрам (каждый из которых включает в себя блок задержки и сумматор соответственно 15 и 14), интегратору 16, пороговому элементу 17 и дифференцирующему элементу 18. Опорные колебания для фазового детектора подводятся с одного иэ выходов генератора 6. Одни их вхо- дов сумматора и блока задержки объединены и образуют вход дискретного фильтра, выход блока задержки соединен с другим входом сумматора,.выход которого является выходом дискретного фильтра. На вторые входы блоков задержки каждого из фильтров подаются синхронизирующие импульсы СИ1 и СИ2 с выходов распределителя 7 импульсов.

Выход дифференцирующего элемента

18 подключен к одному входу преобразователя 19 временного интервала в код, другой вход его соединен с распределителем 7 импульсов, а выходы преобразователя 10 подводятся к ЭВИ.

Устройство работает следующим образом.

Центр одного из съемников совмещают с кодируемой точкой чертежа.

Распределитель 7 импульсов вырабатывает управляющие сигналы для формирователя 4 парафазных импульсов возбуждения координатных шин по оси Х, который осуществляет коммутацию шин и синхронное с ней переключенйе фазы высокочастотных колебаний, подаваемых на другой вход формирователя 4 парафазных импульсов возбуждения с генератора 6. Выходные сигналы формирователя 4 усиливаются по мощности в коммутаторе 2 и подводятся к координатным шинам. Для сокращения объема коммутационной аппаратуры координатные шины разбиты на группы, а-выбор шин в группах с четными и нечетными чомерами производится соответствующими коммутаторами. Из временной диаграммы процесса коммутации групп и шин (фиг.4а) видно, что в каждом такте оказываются одновременно возбужденными четыре координатные шины.

В момент начала коммутационного цикла .по сигналу с распределителя 7 импульсов разрешается подсчет синхроимпульсов счетчиком преобразователя,.

976457

l9. По мере поочередной коммутации координатных шин электроиагнитное поле приближается к съемнику 8 и возрастает ЭДС, индуцируемая на съемнике (момент t на фиг. 4б).

С выхода фазового детектора ll ступенчатый дискретный сигнал поступает на вход первого дискретного фильтра

12, блок 14 задержки которого работа" ет по оси СИ1. Результат суммирования 14 прямого и,задержанного сигналов с выхода сумматора 15 подается на следующий дискретный Фильтр 13, блок 14 задержки которого работает по СИ2. С суиматора 15 сигнал, форма которого 1$ приведена на Фиг. 2в, подается на вход интегратора 16, на выходе которого получается сглаженный колоколообраз ный сигнал (фиг. 4в). Наличие выходного сигнала с порогового элемента 17 20 свидетельствует о том, что выходной сигнал интегратора превысил установленный пороговый уровень. Этот уровень задается таким образом, чтобы вероятность превышения его шумовым 2$ выбросом была минимальна. Одновременно в гороговом элементе 17 производится „эполнительное усиление сигнала превысившего порог.

Фиксация координаты производится 30 по переднему фронту отрицательного выброса выходного сигнала дифференцирующего элемента 18.

Введение новой последовательности операций и новых узлов и элементов З5 позволили существенно повысить точность считывания графической информации.

Формула изобретения

1. Способ считывания графической информации, основанный на разбиении поля считывания на дискретные участки 4 формировании раэностного электромагнитного поля путем одновременного возбуждения дискретных участков импульсами с парафазным высокочастотным заI полнением, преобразовании его в последовательность опорных сигналов и задержке их на кратные периоды вреиени и. информировании порогового напряжения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности считывания, последовательно суммируют амплитуды опорных сигналов с амплитудами задержанных сигналов соответствующих периодов времени, интегрируя их, сравнивают суимарную амплитуду с пороговым напряжением и по результату сравнения судят о величине считанной координаты, 2. Устройство для осуществления способа по п.l, содержащее планшет, выполненный в виде системы двух взаимно ортогональных координатных шин, подключенных к соответствующим коммутаторам, формирователи парафазных импульсов, входы которых соединены с генератором частоты и с распределителем импульсов; а выходы подключены к входам соответствующих коммутаторов, усилитель, соединенный со съемниками координат и с фазовым детектором, другой вход которого подключен к генератору частоты, соединенному с распределителеи импульсов, выход которого подключен к преобразователю временного интервала в код, о т л и ч а ющ е е с я теи, что, с целью повышения точности, оно содержит последовательно соединенные первый фильтр, входы которого подключены к фазовому детектору, второй фильтр, другой вход которого подключен к распределителю ииттульсов, интегратор, пороговый элемент и дифференцирующий элемент, выход которого подключен к преобразователю временного интервала в код.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

N 734752, кл. 6 06 K ll/06, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 2961179/18-24, кл. G 06 К 11/00, 1980 (прототип).

976457

Огр

f гр.

Рф .о

Рш. (О ЯО 8(5 .v. .(и.ч. р

3 у

1 .e., tg

2ш.й.

4ш:и.

8 июи

ВНИИПИ Заказ 9005/76 Тираж 731 Подписное филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4