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Gerät zum Abtasten von Diagrammen Die Erfindung betrifft ein Gerät
zur Abtastung von Diagrammen, die auf flächenhaften Informationsträgem aufgezeichnet
sind und zur Abtastung auf eine Abtastfläche, insbesondere auf die Mantelfläche
einer rotierenden Trommel aufgespannt werden, wobei die jeweilige Abtastposition
eines einzigen die Abtastfläche überstreichenden Abtastorgans in digitaler Form
in einem Zähler verfügbar ist und bei der Abtastung eines wesentlichen Diagrammelements,
z. B. eines schwarzen Punkts, an eine nachgeordnete Datenverarbeitungsanlage übertragen
wird.
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Es sind bereits Bildfernübertragungsgeräte bekannt, in denen Bilder,
die auf eine Trommel aufgespannt sind, zeilenweise von einem Lichtstrahl abgetastet
werden. Die in Fotozellen erzeugten Spannungsschwankungen werden an einem entfernten
Ort einem Schreibgerät zugeführt, das ein Stück Papier gleichartig wie der abtastende
Lichtstrahl überstreicht und somit ein Faksimile des ursprünglichen Bildes erzeugt.
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Weiterhin ist es zur Analyse- von Radarbildern bekannt, synchron mit
dem Abtaststrahl Zähler zu betreiben, die die jeweilige Abta-stposition digital
wiedergeben. Findet der Abtaststrahl einen Zielpunkt, dann wird der augenblickliche
Zählerstand .als Koordinatenbeschreibung des Zielpunkts an ein Auswertegerät übergeben.
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Es besteht die Aufgabe, Diagramme (Zeichnungen, Kurven) digital
in eine Datenverarbeitungsanlage einzugeben, um sie dort weiter zu verarbeiten.
Die Zeichnungen werden zu diesem Zweck wie oben auf eine Abtastvorrichtung aufgespannt
und z. B. photoelektrisch Zeile für Zeile abgetastet. Das Ab-
tasten erfolgt
durch einen Abtastkopf, der entsprechend über die Zeichnung bewegt wird. Sobald
dieser Kopf eine Schwärzung findet, wird ein Impuls erzeugt, der die Eingabe der
die Position des Abtastkopfes kennzeichnenden Koordinaten in die Datenverarbeitungsanlage
bewirkt. Diese Koordinaten beziehen sich auf die Abtastfläche, nicht auf ein in
der Zeichnung benutztes Koordinatensystem, da die Zeichnung schief aufgespannt sein
kann.
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Erfindungsgemäß läßt sich das Ausrichten der Zeichnung auf der Abtastfläche
vermeiden bzw. es läßt sich eine fehlerhafte Ausrichtung korrigieren, indem man
in der Zeichnung eine oder mehrere Paßmarken randnah derart anbringt, daß das Abtastorgan
zu Beginn eines Abtastvorgangs vor der überstreichung des eigentlichen Diagramms
die Paßmarken überstreicht und die Position dieser Marken an die Datenverarbeitungsanlage
meldet, so daß diese die Positionen aller nachfolgend abzutastenden Diagrammelemente
auf die Paßmarken zu normieren vermag.
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Diese Paßmarken bestehen entweder aus mindestens zwei Punkten oder
aus einem Vektor, die sich in einer zum Zeichnungskoordinatennetz definierten und
bekannten Lage befinden. Durch Vergleich der gelesenen Koordinaten dieser Punkte
oder der gelesenen Koordinaten des Vektoranfangspunktes und seiner Richtung mit
dem Koordinatensystem der Abtastfläche lassen sich Korrekturwerte errechnen, die
die Dezentrierung der aufgespannten Zeichnung relativ zum Koordinatensystem der
Abtastfläche angeben. Diese Korrekturwerte werden mittels eines entsprechenden Rechenprogramms
zur Korrektur aller Eingabewerte benutzt.
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Die Paßmarken werden vorzugsweise so in der Zeichnung angebracht,
daß sie als erstes gelesen werden. Wird z. B. in Zeilen von links nach rechts, und
zwar oben beginnend, gelesen, dann sollten sich die Marken in einer der oberen Zeilen,
vor den Zeilen, die die eigentliche Zeichnung überstreichen, befinden.
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Eine weitere Vereinfachungsmöglichkeit ergibt sich, wenn der als Paßmarke
dienende Vektor oder eine die zwei als Paßmarken dienenden Punkte verbindende Linie
so gegen eine der Zeichnungskoordinaten geneigt ist, daß auch bei der äußerst möglichen
Verdrehung der Zeichnung in der Aufspannvorrichtung der Vektorursprung oder eine
bestimmte der beiden Paßmarken immer zuerst gelesen wird.
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Außerdem ergibt sich durch das Vorhandensein der Datenverarbeitungsanlage
die Möglichkeit, den Mechanismus der Abtastvorrichtung ohne zusätzlichen Mehraufwand
in der Datenverarbeitungsanlage zu vereinfachen, weil die Bewegungskoordinaten des
Abtastkopfes bei gleicher Abtastgenauigkeit
nicht mehr genau im
Winkel von 90' zueinander stehen müssen. Eine Abweichung. vom 90'-Winkel
zwischen den Koordinaten, deren Wert natürlich bekannt und konstant sein muß, läßt
sich bei der Berechnung des Korrekturwertes rechnerisch berücksichtigen, so daß
sich anschließend eine entsprechende Korrektur ausführen läßt. Der Vorteil, daß
eine derartige Abweichung des Koordinatenwinkels von 901 zulässig ist, liegt
darin, daß die Bewegung des Abtastkopfes in der einen Richtung aus der Bewegung,
in der anderen Richtung über eine einfache Zahnradübersetzung gewonnen werden kann.
Müßten die Bewegungskoordinaten des Abtastkopfes genau senkrecht zueinander
stehen, dann wäre eineSchaltvorflchtung erforderlich, diedenAbtastkopf in einer
Bewegungsrichtung -sprungweise immer dann um- einen Schritt weiterschaltet, wenn
er in der anderen Bewegungsrichtung eine vollständige Zeile (oder Spalte) abgetastet
hat.
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Abschließend werden die Figuren näher erläutert, die die geschilderten
Merkmale der Erfindung zeigen. F i g. 1 enthält ein Abtastgerät, bestehend
aus einer Trommel 1, die durch einen Motor 2 in rotierende Bewegung
versetzt ist.
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Auf der Motorwelle sitzt ein Zahnrad 3, das ein weiteres Zahnrad
4 antreibt, welches mit einer zur Trornmelachse parallelliegenden Spinde15 verbunden
ist. Auf der Spindel läuft ein Abtastorgan 6 in stetiger Bewegung während
eines Abtastvorgangs von links nach rechts durch, wie es der Pfeil 7 andeutet.
Während einer Tronimelumdrehung bewegt sich das Abtastorgan gerade um den Abstand
zwischen zwei nebeneinanderliegenden Spuren auf der Spindel.
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Ein elektronischer Zähler 8 ist vorhanden, der über einen feststehenden
Abtastkopf 9 Taktimpuse von einer Taktspur 10 der Trommel zugeführt
erhält und somit die jeweilige Position des Abtastorgans auf der Trommelmantelfläche
in digitaler Form verfügbar hält. Bei der Abtastung der Mantelfläche, auf die das
Papier 11 mit dem Diagramm aufgespannt ist, bewirkt z. B. eine Schwärzung
des Papiers, daß der Zählerstand auf eine Datenverarbeitungsanlage durchgeschaltet
wird. Der Durchschaltung dienen zwei Konjunktionstore 12 und 13, die vom
Abtastorgan gesteuert werden und den im Zähler 8 enthaltenen Angaben über
die Spurnummer und den Sek-
tor innerhalb einer Spur zugeordnet sind. Diese
Angaben werden schließlich über Anschlüsse 14 und 15
an eine nicht gezeichnete
Datenverarbeitungsanlage beliebiger Bauart übergeben.
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In Fig. 2 ist der Informationsträger mit dem Diagramm und den
beiden Paßmarken 16, 17 abgerollt nochmals dargestellt. Die die Paßmarken
verbindende Linie ist gegen das Koordinatennetz des Diagramms um einen Winkel
18 verdreht, der so gewählt ist, daß auch bei der größten noch möglichen
Verdrehung des Diagramms gegen das Bezugskoordinatennetz der Trommel
die dem linken Rand nähere Paßmarke 16 zuerst abgetastet wird. Diese Maßnahme
vereinfacht die Feststellung des tatsächlichen Verschiebewinkels zwischen dem
Diagramm
und der Trommel, der sowohl positiv als negativ sein
kann.
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Das erfindungsgemäße Abtastgerät ist also besonders einfach, da es
auf schrittweisen Vorschub des Abtastorgans verzichtet und trotzdem den durch eine
Spiralabtastung erzeugten Fehler eliminiert. Sie ist auch besonders robust, da eine
Justierung des Diagramms auf das Koordinatennetz der Trommel entfällt, ohne
daß dadurch Abtastfehler entstehen. All diese Vorteile werden erreicht, indem
die ohnehin zur Auswertung des Diagramms vorhandene Datenverarbeitungsanlage per
Programm zur Korrektur der Verdrehungs- und der Verschiebefehler, die durch ein
nicht zentriertes Aufspannen und das. Fehlen eines Schrittschaltwerks zum Weiterschalten
um eine Spalte oder Zeile entstehen, ohne zusätzlichen Aufwand an Schaltmitteln
eingerichtet wird.