Brevet FR2661760A1 — publié le 19911108

La présente invention concerne un dispositif de numérisation de graphiques par suivi de contours, adaptable en particulier à une table traçante qu'il permet de commander aussi bien en traçage de plans qu'en lecture de ces plans, tout en permettant également de mémoriser ces plans dans une mémoire de faible capacité. Les dispositifs connus à ce jour, de type à scanner et compression d'images, nécessitent une importante mémoire et sont mal adaptés à suivre des lignes courbes et à commander une table traçante. D'autres dispositifs, tels que celui décrit dans le brevet FR 2,548,412, présentent l'inconvénient de nécessiter une banque de données comportant tous les cas possibles et sont, de ce fait, peu adaptables aux besoins particuliers. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif qui permet de mémoriser des graphiques dans une mémoire électronique de faible capacité, en ne nécessitant pas de banque de données, et en étant compatible avec la commande d'une table traçante. Pour atteindre ce but le dispositif objet de la présente invention comporte une tête de lecture à caméra circulaire, un boîtier de formatage d'informations, un moyen de déplacement de la tête de lecture et/ou du dessin, un calculateur et une mémoire. Le déplacement de la tête de lecture par rapport au dessin est directement fonction des informations fournies par ladite tête de lecture, ce qui optimise la quantité d'informations transmises par cette tête et permet un stockage aisé des informations dans une mémoire de faible capacité. La description qui suit, faite en regard du dessin annexé dans un but explicatif et nullement limitatif, permettra de mieux comprendre les avantages, buts et caractéristiques de l'invention. Dans le dessin annexé - la figure 1 représente une vue générale schématique du dispositif selon l'invention - la figure 2 représente une vue schématique de la tête de lecture utilisée dans le dispositif présenté en figure 1 ainsi que du circuit électronique associé à cette tête de lecture - la figure 3 représente un circuit électronique analogique de mise en forme du signal issu d'une tête de lecture telle que représentée en figure 2. - la figure 4 représente un circuit d'interface d'un calculateur, de la tête de lecture et du moyen de déplacement de la tête de lecture par rapport à un graphique à traiter. Si on se réfère d'abord à la figure 1, on voit que le dispositif selon l'invention comprend une tête de lecture 1, une source de lumière 2 liée à la tête de lecture 1, un moyen d'extraction d'informations 3, une interface série-série 4, un calculateur 5, un graphique 6, un moyen de déplacement 7 du graphique 6 par rapport à la tête de lecture 1 et une mémoire 8. Par l'intermédiaire de fils électriques 9, la tête de lecture 1 est reliée au moyen d'extraction d'informations 3, qui est relié à l'interface 4, elle-même reliée au calculateur 5 et au moyen de déplacement 7. Enfin, le calculateur 5 est relié à la mémoire 8. La tête de lecture 1 comporte un ensemble, appelé capteur linéaire, de points photo-sensibles placés sur une ligne fermée, et un objectif permettant de focaliser sur ces points une image d'une petite partie du graphique 6. Elle émet successivement des signaux représentatifs des éclairements reçus par chacun de ces points, opération communément appelée balayage du capteur. Le capteur linéaire est préférentiellement circulaire, mais il peut également être rectangulaire ou carré. La source de lumière 2 est adaptée à éclairer ladite partie du graphique 6. Le moyen d'extraction d'informations 3 est présenté en regard des figures 2 et 3. Il est adapté à extraire l'information utile portée par le signal émis par la tête de lecture 1 et à éliminer le bruit de ce signal. L'interface série-série 4 permet d'utiliser des connecteurs standards du calculateur 5. Cette interface transforme les informations provenant du moyen d'extraction d'informations 3, qui arrivent successivement au cours du balayage du capteur en informations affichées simultanément sur son connecteur de sortie. Les informations affichées sur ce connecteur correspondent aux points du capteur qui perçoivent une image d'un trait ou d'un noeud du graphique 6. Le calculateur 5 est adapté à effectuer des calculs en fonction du signal reçu de la tête de lecture 1 par l'intermédiaire de l'interface série-série 4, à commander en conséquence le moyen de déplacement 7, et à enregistrer des informations graphiques dans la mémoire 8. Plus précisément, les commandes du moyen de déplacement 7 correspondent au suivi d'une des lignes repérées par le dispositif. Le graphique 6 est de type composé de traits. Le moyen de déplacement 7 du graphique 6 est à moteur électrique pas à pas et rouleaux ou de type utilisé dans les tables traçantes, notamment à moteur pas à pas. La mémoire 8 est de type connu utilisé notamment dans les ordinateurs, par exemple à disquette souple, à bande magnétique ou à disque dur. Pour repérer tous les points du graphique, ses lignes, ses connexions et croisements de lignes, appelés noeuds du graphique, et les zones délimitées par ces lignes, le calculateur 5 optimise le suivi de lignes et mémorise les informations reçues de la tête de lecture 1. Le fonctionnement du calculateur 5 est caractérisé par le fait que les commandes envoyées au moyen de déplacement 7 permettent en particulier le suivi d'une ligne, c'est-à-dire le déplacement de la tête de lecture 1, par rapport au graphique 6, vers un point du graphique 6 repéré pendant la prise de vue en cours. La source de lumière 2 est de préférence automatiquement adaptée en fonction de la réflectance intrinsèque du support. Cette adaptation est réalisée à l'initialisation de l'interface 4 par l'utilisateur ou par une commande envoyée par le calculateur 5. La mesure du signal moyen émis par la tête de lecture 1 permet de déterminer la puissance d'éclairement du graphique 6 en fonction de son coefficient de réflexion, de telle manière que les images captées par la tête de lecture 1 ne soient réduits, le paramètre déterminant le nombre d'images identiques étant fixé préalablement à l'initialisation du système et étant le plus souvent 2. L'interface 4 est reliée au calculateur 5, au moyen de déplacement 7 et à la tête de lecture 1, l'interface 4 communiquant alternativement avec le capteur d'image de la tête de lecture 1 et avec le moyen de déplacement 7 en fonction des ordres envoyés par le calculateur 5. Les cycles de fonctionnement de ces communications sont d'abord un ordre de déplacement transmis du calculateur 5 vers le moyen de déplacement 7 par l'intermédiaire de l'interface 4 puis une réception d'informations transmises de la tête de lecture 1 vers le calculateur 5 par l'intermédiaire de l'interface 4. La lecture des informations par la tête de lecture 1 peut être commandée soit par le calculateur 5 qui fournit une temporisation au moins égale au temps de déplacement de la tête de lecture 1 par rapport au graphique 6, soit par un signal fourni par le moyen de déplacement 7 en fonction de sa position. En particulier, si le moyen de déplacement 7 est une table traçante, le signal fourni correspond à la position basse de sa plume. Si on se réfère maintenant à la figure 2, on voit sur cette figure la tête de lecture 1 et le circuit d'extraction d'informations 3 face à une partie de graphique 6 comportant une ligne droite 60. La tête de lecture 1 comporte un capteur circulaire 10 constitué de points photosensibles 12, communément appelés pixels, et un objectif 11, le capteur 10 pouvant être un capteur en couronne de type RO64 RETICON à 64 photodiodes. Le circuit d'extraction d'informations 3 comprend un circuit amplificateur 13, un circuit à seuil 14, et un circuit de v mise à niveau 15. Une partie du graphique 6 comporte une ligne droite 60 sombre, une image 16 de cette ligne droite 60 étant formée sur le capteur 10 par l'objectif 11. Certains pixels 12 du capteur 10 sont éclairés, endehors de l'image 16, tandis que d'autres ne sont pas éclairés car ils reçoivent l'image 16. Le signal émis par chacun de ces pixels 12 correspond à l'éclairement reçu. La lecture successive de ces signaux au cours d'un balayage du capteur 10 et leur traitement permet à la tête de lecture 10 et au circuit d'extraction d'informations 3 d'émettre un signal série d'état, binaire, éclairé ou non, de chacun des pixels 12 du capteur 10. Pour éviter des éclairements parasites pouvant fausser les prises de vues effectuées par la tête de lecture 1, le capteur 10 est préférentiellement sensible dans l'infra-rouge et l'éclairage 2 qui éclaire le champ optique couvert par l'objectif 11 émet préférentiellement dans llinfra-rouge. Si on se réfère ensuite à la figure 3, on voit sur cette figure un circuit analogique réalisant les opérations présentées en regard de la figure 2. On y retrouve le circuit amplificateur 13, le circuit à seuil 14 et le circuit de mise à niveau 15, chacun de ces circuits comportant de manière connue en soi, un amplificateur opérationnel 17. Le circuit à seuil 14 ne possède en sortie que deux états, haut et bas, correspondant à des éclairements faible et fort des pixels 12. Le circuit de mise à niveau 15 est adapté à émettre des signaux correspondant à ces états haut et bas mais d'une tension de type TTL, c'est-à-dire à potentiel déterminé. Pour ce faire, le circuit 15 possède un transistor 18 et une diode 19. Si on se réfère ensuite à la figure 4, on voit sur cette figure un circuit électronique d'interface entre le calculateur 5, la tête de lecture 1 et le moyen de déplacement 7. Ce circuit d'interface comprend un microprocesseur 40, des connecteurs 41, 42, 43 et 44, une mémoire vive 45, une mémoire morte 46, des buffers 47, un circuit de déclenchement de lecture 48, des drivers 49, un composant d'adressage 50, un bus de données internes 51, des composants d'adressage 52, un switch, ou interrupteur multiple 53, un composant de transformation sérieparallèle 54, des bascules 55. Son fonctionnement est commandé par un programme chargé préliminairement dans la mémoire morte 46. Pour une compréhension plus aisée du fonctionnement du dispositif objet de l'invention, le circuit électronique comporte un microprocesseur 40 de type Z 80, le moyen de déplacement 7 est constitué d'une table traçante portant avec sa plume la tête de lecture 1 et la source de lumière 2 et les connecteurs 41 et 42 sont de type série RS 232 C. Les composants d'adressages 52 et 50 permettent au processeur de commander les différents composants du circuit et de valider des connexions sur les connecteurs 41, 42, 43 et 44. Les connecteurs 41 et 42 sont de type série, reliés respectivement à la table traçante 7 et au calculateur 5, le connecteur 43 est relié à la commande de la position de la plume de la table traçante 7 et le connecteur 44 est relié au circuit représenté à la figure 3. Il est à noter que le connecteur 43 correspond aux deux connexions supérieures du connecteur 41. Les sens de transmission d'informations des buffers 47 sont indiqués par des flèches en triangle. Le circuit 48 permet de déclencher une lecture de la tête de lecture 1 selon une impulsion électrique envoyée par la table traçante 7, cette impulsion électrique pouvant être émise en fonction de la position, haute ou basse, de la plume. Le switch 53 permet de configurer les entrées et sorties série en fonction de leur standard, ici RS 232 C. Le composant de transformation série-parallèle 54 transforme les informations parallèles apparaissant sur le bus 51 en informations séries envoyées aux buffers 47, et réciproquement. Un tel circuit permet au calculateur 5, connecté au connecteur 42, de communiquer successivement avec le moyen de déplacement 7, en commande, et avec la tête de lecture 1, en réception de données. Les figures 3 et 4 permettent de comprendre le fonctionnement du dispositif. A l'initialisation du dispositif, le calculateur 5 commande un déplacement du moyen de déplacement 7 puis lit la réponse de la tête de lecture. Il continue ainsi jusqu' à obtenir une information représentant un point du graphique 6. Ensuite, il traite les informations provenant de la tête de lecture 1 et commande le moyen de déplacement 7 de telle manière que la tête de lecture reste en permanence en face d'un point du graphique 6 et suive successivement l'ensemble de ses lignes. REVENDICATIONS 1) Dispositif de numérisation de graphiques comportant une tête de lecture (1), un calculateur (5), un moyen de déplacement (7) du graphique (6) par rapport à la tête de lecture (1) et une mémoire (8), caractérisé en ce que la tête de lecture (1) comporte un capteur d'image (10) constitué de points photosensibles (12) disposés selon une ligne fermée, en ce que le moyen de déplacement (7) opère des déplacements du graphique (6) selon deux axes, et en ce que le calculateur (5) commande le moyen de déplacement (7) de telle manière que la tête de lecture (1) suive en permanence une ligne du graphique (6). 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il possède une interface (4) série-série placée électriquement entre la tête de lecture (1) et le calculateur (5) et associée à un circuit d'extraction d'informations (3). 3) Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen de déplacement (7) est une table traçante. 4) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les points photosensibles (12) du capteur d'image (10) sont disposés sur un cercle. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les points photosensibles (12) du capteur d'image (10) sont disposés sur un rectangle ou un carré. 6) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit à seuil (14) adapté à binariser le signal issu de la tête d'image (1). 7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce qu'il comporte un microprocesseur (40). 8) Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le calculateur (5) communique alternativement avec le moyen (7) de déplacement du graphique (6) et avec le microprocesseur (40) et en ce que ce microprocesseur (40) perçoit les signaux émis du calculateur (5) vers le moyen de déplacement (7). 9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte une interface (4) reliée au calculateur (5), au moyen de déplacement (7) et à la tête de lecture (1), l'interface (4) communiquant alternativement avec la tête de lecture (1) et avec le moyen de déplacement (7) en fonction des ordres envoyés par le calculateur (5), de telle manière que le cycle de fonctionnement de ces communications comporte d'abord un ordre de déplacement transmis du calculateur (5) au moyen de déplacement (7) par l'intermédiaire de l'interface (4) puis une réception d'informations transmise de la tête de lecture (1) au calculateur (5) par l'intermédiaire de l'interface (4) associée au circuit d'extraction d'informations (3). 10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une source lumineuse (2) solidaire de la tête de lecture (1) et éclairant la partie du graphique vue par la tête de lecture (1). 11) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la source lumineuse (2) émet dans l'infra-rouge et en ce que la tête de lecture (1) est sensible dans l'infra-rouge. 12) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la source lumineuse (2) est automatiquement adaptée en fonction de la réflectance intrinsèque du support, cette adaptation étant réalisée à l'initialisation de l'interface (4) par l'utilisateur ou par une commande envoyée par le calculateur (5). 13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisé en ce qu'il est connectable à un porte-plume de table traçante standard. 14) Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il possède un circuit (48) de détection de la position, haute ou basse, de la plume de la table traçante. 15) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que plusieurs images étant reçues successivement par le circuit d'extraction d'informations (3), seules les suites d'images identiques sont exploitées par le dispositif, de telle manière que les risques d'erreurs soient réduits, le paramètre déterminant le nombre d'images identiques étant fixé préalablement à l'initialisation du système. 16) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 12, caractérisé en ce que la table traçante émettant des signaux en fonction de la position haute ou basse de sa plume, le circuit (48) reçoit ces signaux et commande le transfert d'images de la tête de lecture (1) vers le circuit d'extraction d'informations (3).