Brevet FR2044838A1 — publié le 19710226

La présente invention concerne généralement et g ■ ■ ..essentiellement pour objet un procédé pour .analyser automatiquement le contour d'une figure ou analogue sur une feuille de dessin et un appareil pour l'exécution de ce procédé ainsi que les 5 diverses applications et utilisations résultant de sa mise en oeuvre et les systèmes, ensembles1, dispositifs, machines, circuits, équipements et installations pourvus de tels appareils. . ■ Quand on-désire convertir une figure drune surface 10 relativemeit grande telle qu'une photographie ou un motif ou dessin écrit- ou inscrit à la main en- signaux électriques, il est usuel de balayer ou d'explorer toute la surface de la, feuille au moyen d'un tube de prise de vue, de détection d'images ou analogue Avec un "tel système cependant, des 15 régions ou zones de la feuille, non directement reliées à la figure,' sont également balayées, explorées ou analysées, de sorte que cela prend longtemps pour balayer en diminuant ainsi le rendement de-fonctionnement dugrstème. C'est par conséquent un but de cette invention de créer 20 un nouveau procédé de lecture automatique du contour d'une figure représentée sur une feuille de dessin pour convertir le contour en des signaux électriques. Un autre but de cette invention est de créer un procédé et un appareil perfectionnés susceptibles de décrire le contour 25 ' d'une figure avec une grande précision. Conformément à cette invention, la variation du ton ou de la teinte de tout point, lieu ou tache ponctuelle d'un dessin est décelée par un détecteur et convertie en un signal électrique. Un moyen, réagissant au signal de sortie provenant 30 * du détecteur, est prévu pour produire un signal! afin .de décider si le contour de-la figure est ou non à suivre et pour déplacer le détecteur pour exécuter l'opération de lecture Ainsi le détecteur est déplacé jusqu'à un point pré&étermlné sur le . dessin conformément au signal précité, la direction de lecture 35 à chaque opération de lecture est emmagasinée dans une mémoire et le jugement d'appréciation quant à décider si le contour de ' la figure est ou non à suivre est effectué conformément à la 70 19880 2 2044838 direction de lecture précédente De cette manière, le"contour de la figure peut être automatiquement décrit correctement et avec précision. ■ l'invention sera mieux comprise et d'autres "buts, 5 caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description explicative qui va suivre, en se reportant aux dessins schématiques annexés, donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode dé réalisation de l'invention et dans lesquels : 10 - la figure 1 représente un schéma synoptique fonctionnel uu système entier utilisé pour exécuter le nouveau procédé de lecture automatique du contour d'une figure ;■ - la figure 2 est une vue en perspective, partiellement arrachée,, d'un détecteur employé dans le système représenté 15 sur la figure :1 ; - la figure 3 est une vue en perspective d'un mécanisme d'entraînement utilisé dans le système représenté sur la figure. 1 et montrant la corrélation existant entre un papier d'enregistrement portant la figure à suivre et le détecteur ; 20 - la figure 4 est un diagramme dest-iné à montrer la corrélation existant entre une opération de balayage en rond du détecteur et le signal de sortie d'un capteur ou analogue produit par l'opération de balayage quand le contour d'une figure sur la feuille de dessin est suivi ; et 25 - la figure 5 représente un exemple de directions prédéterminées de référence pour déterminer la direction du détecteur pour suivre le contour de la figure. En se reportant maintenant à la figure 1, il y est représenté un schéma synoptique fonctionnel du système entier 30 de -cette invention comprenant un moyen de traitement 10, un capteur ou analogue 20 et un mécanisme d'entraînement 30, Le capteur 20 fonctionne de façon à lire les informations de positionnement du contour d'une figure à suivre et représentée sur une feuille de dessin et envoie les informations"lues au 35 moyen de traitement 10. Le moyen de traitement 10 traite de . façon appropriée ces informa.tions de façon à commander le mécanisme d'entraînement 30 conformément aux signaux' électriques 70 ,10860 3 2044838 engendrés en tant qu.e résultat d'un tel traitement en .entraînant ainsi le eapteur 20 dans une direction prédéterminée et dfune distance prédéterminée. Le eapteur 20 lit ensuite de nouveau l'information de position du contour de figure à la 5 nouvelle position. Les opérations décrites ci-dessus sont , répétées poursuivre le contour, de la figure. Des- signaux .électriques, produits pendant les opérations respectives de lecture, peuvent, être appliquées à.un circuit drentrée d'un calculateur ou ordinateur électronique ou analogue non.-10 représenté, quand on le désire. La structure de chacune des parties ou pièces composantes est la suivante : le capteur 20 comprend un détecteur 2t . destiné.-à. convertir le ton. ou la teinte de la figure du dessin en des signaux électriques et un circuit de traitement 22 pour 15 traiter de façon appropriée le signal de sortie, du détecteur 21. .Dans, .ce mode-de réalisation, le détecteur 21 est représenté comme .étant d'un type optique ayant la structure représentée .sur., la .figure 2. Comme cela est représenté sur la figure 2, le détecteur 21 comprend un boîtier ou une enveloppe cylindrique 20 opaque 24 comportant une extrémité supérieure fermée 25 et une .extrémité de fond, inférieur tronconique comportant un orifice de fond inférieur 26, et un cylindre 27 disposé concentriquement dans le boîtier 24 avec une extrémité reliée'à l'extrémité supérieure 25 et l'extrémité inférieure écartée de llorifice 26. 25 Un élément récepteur de lumière, p;r exemple un élément photoélectrique convertisseur 28., est disposé dans le cylindre 27 et une source lumineuse 29 est disposée dans un espace délimité entre.le boîtier 24 et le cylindre 27. Quand le capteur 20 est_dans, son état actif ou de fonctionnement, de la lumière 3o est projetée ou émise vers l'extérieur à travers l'orifice 26 . par la source 29. L'élément photoélectrique convertisseur 28 fonctionne de.façon.à recevoii" la lumière projetée sur un point en train d'être balayé, sur la figure et réfléchie par celui-ci et la convertit en un signal électrique. 35 ■ Le circuit de traitement 22 fonctionne façon à façonner ou à conformer la forme d'onde du signal électrique provenant de 1'élément photoélectrique convertisseur 28 pour discriminer ou 70 19S80 4 204483S discerner le ton ou la teinté de la figure an 'produisant ainsi un signal de sortie binaire "1" et "0" eu plusieurs signaux- de sortie. Le mécanisme d3entraînement 30 comprend deux moteurs 3î 5 et 32 fonctionnant pas à pas et un circuit d& commande 33 pour commander les.moteurs pas à pas en "réponse à un signal fourni par le moyen de traitement 10, les détails du mécanisme' d'entraînement étant représentés sur la figure 3» Comme cela est représenté sur la figure 3« le mécanisme 10 d'entraînement comprend un tambour rotatif 34 comportant un-arbre 35 et un papier d'enregistrement 36 s portant ' une figure à décrir^ipar le détecteur 21 ? passe autour de la périphérie du tambour rotatif 34- le tambour tournant 34 est entraîné par le moteur pas à pas 31 par l'intermédiaire dfune courroie 38 pour entraîner le papier drenregistrement 56 dans une direction indiquée par une flèche (axe des X). Le papier d'enregistrement 36 est déplacé entre une bobine d'alimentaiion -40 et une bobine d'enroulement 41 par l'intermédiaire'de rouleaux de guidage 42 et 45 qui fonctionnent de façon à forcer 20 le papier d'enregistrement 36 à être directement en contact avec la surface périphérique du tambour rotatif 54. Une courroie sans fin 46 passe autour d'une paire de poulies espacées 44 et 45 et le détecteur 21 est fixé en un emplacement prédéterminé le long de la longueur de la courroie 46» Il doit être entendu que ^5 le détecteur 21 est disposé de façon que soe. orifice de fond inférieur 26 soit orienté vers l'axe du tambour rotatif 34 et qu'il est déplacé le long de la surface du tambour -54 dans'une direction indiquée par une flèche'(axe des Y). La' poulie 45 est entraînée par le moteur pas à pas 52 de l'ase des Y, En réponse 3° à une impulsion provenant du circuit de commande 33, chacun des moteurs pas à pas 31 et 32 tourne d'un pas suivant un angle défini pour déplacer le papier d'enregistrément 36 et le--détecteur 21 d'une distance définie. Ainsi les moteurs pas a~pas"31 et 32 effectuent ion mouvement relatif d'environ Gs'i mm. par exemple 35 ■ entre le papier d'enregistrement 36 et le détecteur 21 à chaque pas. Ainsi on peut voir que le mécanisme d"'entraînement possède les mêmes structure et fonction que l'appareil d'enregistrement BAD ORIGINAL 70 19880 5 2044838 graphique ou traceur de courbespar accroissements X, Y de la technique antérieure. En se référant de nouveau à la figure 1, le moyen de traitement 10 comprend une mémoire à programme 11 emmagasinant 5 un programme nécessaire pour les opérations de balayage et de lecture de la figure, un décodeur ou analogue 12 pour lire le programme fourni par la mémoire à programme 11, un circuit de commande séquentielle ou de séquences 13 pour commander la séquence opératoire ou d'opérations de diverses parties ou pièces . 1 o composantes qui seront décrites plus loin et un groupe de registres 14 constitué par plusieurs registres de décalages connectés en série. La mojorité de ces registres de décalages fonctionne, de façon à emmagasiner temporairement un signal provenant d'un circuit d'entrée-sortie 15 tandis que des registres 15 de décalagesre.stanls fonctionnent pour emmagasiner des constantes, des modes, des adresses de mémoire, des adresses de retour et analoguesi Ces registres à décalages fonctionnent en réponse à un signal de commande séquentielle fourni par le circuit dè commande séquentielle 13 décrit ci-dessus. Un circuit 20 opérationnel 16 est prévu pour exécuter des opérations et traitements tels qu'une addition, une soustraction, un produit - logique et une addition logique, etc, en réponse à un signal fourni par le. groupe de registresde décalages 14. Le type des opérations est sélectionné par un signal dé commande séquentielle 25 d'opérations fourni par le circuit de commande séquentielle 13. Un compteur d'instructions ou analogues 17 est prévu pour désigner l'adresse dans la mémoire 11 emmagasinant le programme. Ainsi le compteur d'instructions 17 contient le contenu d'une zone représentant l'adresse de transfert ou à saut au moment 30 de l'ordre de transfert ou à saut mais aussi les contenus des registres de décalagesd'adresses de retour dans le groupe de registres 14 quand 1'ordre est retourné par un sous-programme. Il est également prévu un tableau de commande ou panneau de commutation 18 comprenant divers commutateurs et indicateurs 35 nécessaires pour faire fonctionner le système. Quand un commutateur de démarrage (non représenté) d'un tableau de commande .18 est enfoncé, les divers composants, 70 19880 6 2044838 représentés sur la figure 1, commencent à fonctionner, de sorte que le détecteur 21 du capteur 20 commence à suivre la figure conformément au programme emmagasiné dans la mémoire 11. Le détecteur 21 est entraîné par le mécanisme d'entraînement 30 5 pour exécuter une opération de balayage en rond d'une région ou surface sensiblement carrée contera nt la figure sur le papier d'enregistrement 36 qui est à suivre. Un tel balayage en rond peut être accompli par une commande appropriée des moteurs pas à pas 31 et 32 du mécanisme d'entraînement 30 10 réalisée par le circuit de commande 33• Le nombre de points à. enregistrer graphiquement ou à reporter par lfopération de balayage en rond peut être choisi égal à une valeur quelconque par l'ordre provenant du tableau de commande 18. Dans un exemple représenté sur la figure 4, dix points sont reportés 15 ou enregistrés graphiquement dans la direction de l'axe des X et dix points sont enregistrés graphiquement ou reportés dans la direction de l'axe des Y. En conséquence, un nombre total de 40 points est enregistré graphiquement ou reporté à chaque" opération de balayage en rond. 20 La figure 4 représente un diagramme destiné à expliquer le fonctionnement du détecteur 21 pour décrie une portion 48 de la surface du dessin contenant une figure ou courbe 47 d'une configuration quelconque à suivre, p^t p^, ... p^Q désignent des points le long desquels le détecteur 21 est déplacé 25 relativement au papier d'enregistrement 36 pendant une opération de balayage en rond. Des points blancs et noirs en ces lieux représentent le résultat obtenu en traitant le signal de sortie du détecteur 21 au moyen du circuit de traitement 22 quand le- détecteur balaye ces lieux ou points. Plus particu-30 . lierement, des points noirs aux lieux ou points à et Pjg à indiquent que le circuit de traitement 22 a estimé que ces lieux ou points sont'hoirs" en tant que résultat du traitement du signal de sortie du détecteur 21 tandis que des points blancs aux points ou lieux P 0 à P,,- indiquent que' 35 1° 35 le circuit de traitement 22 a estimé que ces lieux ou points sont "blancs". Ceci signifie qu'il y a des différences dans le ton oui la teinte entre les lieux ou points P.„ et P.0 èt entre les I | 1 o ?Pi§iio 7 2044838 lieux ou points et P_,_ et cette information est emmagasinée •• 36 35 ou mise en mémoire. Cette information emmagasinée est comparée avec une .information obtenue par l'opération de "balayage précédente pour déterminer que l'information la plus proche 5 de l'information précédente est celle qui -détermine la direction de lecture.. .Un..procédé de détermination de la direction dans laquelle le .détecteur 21 est à mouvoir ou doit lire sera maintenant décrit en se référant à la figure 5» Comme cela est représenté 10 sur la.figure 5, plusieurs, par exemple huit directions de référence sont prédéterminées et ces directions de référence sont désignées par les symboles de code "1", n2n, ... "8" dans le sens de rotation des aiguilles d'une montre par exemple. Quand on.suppose que la direction de lecture décrite ci-dessus 15 est représentée par le point alors on fait correspondre ce point à la direction de référence 'M'1 et un signal, . correspondant- . à la direction "l'y est fourni au circuit de commande 33 du mécanisme d1 entraînement 30 par les registres 14 ' - par l'intermédiaire du circuit d'entrée-sortie 15. Sa 20 conséquence le détecteur 21 est déplacé jusqu'au centre de l'opération de balayage suivante sur une distance prédéterminée en exécutant ainsi l'opération de lecture, j,e balayage du contour.contour et le mouvement du centre de balayage sont répétés alternativement en suivant' ainsi de façon continue 25 ..le contour d'une figure. Afin d'empêcher une variation de la direction de lecture chaque, fois que l'opération de balayage est- accomplie, la direction de lecture précédente est emmagasinée dans les registres 14, de sorte que le lecture - suivant est orientée vers la 30 direction emmagasinée obtenue pendant l'opération de balayage précédente pour la lecture du contour. Comme dans cet exemple, il y a quarante points ou lieux sélectionnés à enregistrer graphiquement ou à reporter, lenuméïo de ces points ou lieux .est emmagasiné ou mis en mémoire pour déterminer la direction 35 de lecture précédente En outre, comme la distance de lecture à chaque pas est constante en représentant la direction de lecture par un repère 7019880 2044838 ou symbole de code n2 2 1 3 t ., par exemplej il est possible de reproduire facilement le contour de la figure. Bien q-ue, dans ce mode de réalisation-, un détecteur photoélectrique ait été représenté? il est évident que -5 divers autres types de détecteurs peuvent également être utilisés y compris- un détecteur magnétique bien connu et un détecteur électrique, selon les caractéristiques de la feuille de dessin et la propriété de l'encre d'impression. ■En outre, pour simplifier la construction du détecteur 10 mobile sur- la surface du dessin, l'élément photoélectrique convertisseur et la source lumineuse peuvent être maintenus fixes en des points éloignés de la tête de 'lecture, mobile sur le dessin et la tête peut être connectée à la source . lumineuse et à l'élément photoélectrique c- o nv e r t i s s eur par 15 l'intermédiaire de guides drondes lumineuses réalisés en fibres de verre optiques Bien que cette invention ait été représentée et décrite en se référant a un.mode de réalisation préféré de celle-ci, il doit être entendu- que cette invention n'est pas.limitée à 20 ce mode de réalisation particulier et que de nombreux changements et modifications peuvent être effectués sans s'écarter du véritable esprit et cadre.de l'invention telle que définie dans les revendications annexées. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée, au mode 25 de réalisation décrit et représenté qui n'a été donné qu'à titre d'exemple. .En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens, décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci sont exécutées selon .1 ' esprit de 1-' invention. 70 19880 2044838 RE V.E ÏTBICAÏIOU-S 1. - Procédé pour décris automatiquement le contour d'une figure, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations consistant à lire le ton ou la teinte d'un point sur un dessin au moyen d'un détecteur, à utiliser le signal de sortie dudit 5 détecteur pour prendre une décision ou porter un jugement concernant le tracé du contour d'une figure sur ledit dessin et à déplacer ledit détecteur jusqu'à un point prédéterminé sur ledit dessin conformément au résultat -dudit jugement, ledit jugement étant effectué en se référant à la direction de 10 l'opération de lecture précédente. 2. -Appareil destiné à exécuter le procédé selon la revendication 1, caractérisé en "ce que le détecteur précité comprend un boîtier cylindrique comportant une partie . inférieure ou de fond, un cylindre monté concentriquement 15 dans ledit boîtier, une source lumineuse disposée dans un espace délimité entre ledit boîtier et ledit cylindre et un élément récepteur de lumière disposé dans ledit cylindre. 3. - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le détecteur précité est déplacé par un mécanisme 20 . comprenant un premier moteur pour déplacer ledit détecteur dans une direction et un second moteur pour déplacer le dessin précité dans une direction différente. 4.Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le jugement ou l'appréciation précité est effectué 25 par des moyens formant mémoires destinés à emmagasiner la direction de lecture à chaque opération de lecture et par des moyens réagissant au signal de sortie desdits moyens formant mémoires pour sélectionner la direction de lecture parmi un certain nombre de directions détectées par une opération de 30 balayage précitée. 5. - A titre de produit industriel nouveau, une courbe ana- • lysée , caractérisée en ce qu'elle est décrite par le procédé selon la revendication 1 .