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Halbautomatisches Digitalisierverfahren
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Umwandlung von Bauplänen
für den Hoch- und Tiefbau in digitale computerverarbeitungsgerechte Daten Verfahren
zur Umwandlung von Karten, Plänen, technischen Zeichnungen etc. in computerverarbeitungsgerechte
Daten zur Steuerung von Zeichenautomaten sind beispielsweise durch die DE OS 29
50 546 bekannt. In diesem Zusammenhang ist es wirhtig, daß der Vorteil der computergesteuerten
Automation nicht wieder dadurch in Frage gestellt wird, daß der Aufwand der Umwandlung
der Vorlagen in die digitalen Daten seinerseits nicht zu groß ist. Unter Aufwand
ist hier neben dem gerätetechnischen Aufwand vor allem der Zeitaufwand zu verstehen.
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Im allgemeinen erweist sich eine rein manuelle Erfassung graphischer
Vorlagen durch Errechnen des Abstandes eines jeden Bildpunktes von einem Koordinatenursprung
der Maßkoten als viel zu aufwendig. Bei bekannten halbautomatischen Verfahren erfolgt
das Eingeben der Daten in den Rechner mittels eines elektronischen Stiftes, mit
dem die Vorlage durch Nachziehen der Linien und sonstigen Angaben abgetastet wird.
Nachteil dieses Verfahrens ist, daß der Stift stets manuell genau positioniert werden
muß, bevor ein Einzelpunkt erfaßt werden kann.
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Weiterhin sind fotoelektronisch gesteuerte Digitalisiersysteme bekannt,
bei denen das vollautomatische Nachfahren von
Linien mittels einem
Ordinatenwagen vorgenommen wird, der mit einer fotoelektrischen Abtasteinrichtung
ausgerüstet ist. Die Abtasteinrichtung muß dabei manuell jeweils an einen Anfangspunkt-
herangeführ-t werden.
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Auch flächenabtastende Digitalisiersysteme in Form von Scannern sind
bekannt; mit denen auf optisch-elektronischem Wege ein Rasterbild.von Hell- und
Dunkelpunkten aufgenommen wird.
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Die Dunkelpunkte werden -in einem zeitlich davon getrennten Rechenprozeß
in Zeichnungselemente umgewanelt, Um den Schwierigkeiten der genauen manuellen Positionierung
von Abtasteinrichtungen zu entgehen, ist in der angegebenen Literaturstelle auch
bereits vorgeschlagen worden, die exakte Lagebestimmung der Vektoren und graphischen
Formen einer graphischen Vorlage durch eine automatisch gesteuerte Erfassungsvorrichtung
wie z.B. einem Scanner und die Zuordnung der einzelnen graphischen Formen zu verschiedenen
Arten und Klassen durch ungenaues manuelles Digitalisieren an einem manuell bedienten
Digitalisier-System zeitlich vor oder nach der automatischen Erfassung vorzunehmen,
wobei die bei der ungenauen Digitalisierung erfaßten Koordinat-enwerte in einem
zeitlich getrennten oder gleichzeitig ablaufenden automatischen Sortier- und Vergleichsvorgang
gegen die genauen Koordinatenwerte, die durch die automatisch gesteuerte Erfassung
gewonnen wurden, ausgetauscht werden.
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Abgesehen davon, daß bei gleichzeitiger manueller und automatischer
fotoelektronischer Abtastung mit anschließendem Vergleich der technische Aufwand
recht erheblich ist, versagen--alle diese-bekannten Methoden dann-, wenn es sich
bei den Vorlagen um Baupläne handelt und die hieraus zu erfassenden computerverarbeitungsgerechten
Daten nicht wiederum zur automatischen Herstellung oder Vervielfältigung solcher
Baupläne
sondern vielmehr zur weiteren Verarbeitung bei hohen Genauigkeitsanforderungen,
beispielsweise im Rahmen einer rationellen industriellen Fertigung zur Steuerung
von Geräten und Einrichtungen, Verwendung finden sollen. Die Zeichenungenauigkeit
der Baupläne darf hier nämlich bei der Umwandlung nicht in die digitalen Daten eingehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Umwandlung von
Bauplänen für den Hoch- und Tiefbau in digitale computerverarbeitungsgerechte Daten
ein Verfahren anzugeben, das eine schnelle exakte Erfassung der daten unter Ausschluß
der Zeichenungenauigkeit der Baupläne ermöglicht.
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Dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die i", Kennzeichen
des Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.
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Bei der Erfindung wird davon ausgegangen, daß die umzuwandelnden Baupläne
zumindest hinsichtlich der Maßangaben auf der Ordinate und der Abzisse des Maßsystems
im allgemeinen fehlerfrei ausgeführt sind und daß durch Eintippen dieser Maßkoten
als Arbeitshilfe zunächst ein exaktes Maßlinienraster erzeugt werden kann. Durch
Uberlagern dieses Maßlinienrasters mit dem von einer Videokamera aufgenommenen Bauplanbild
lassen sich dann die exakten Eckpunkte des Zeichnungsgegenstandes in der angegebenen
Weise unter Verwendung einer Joystick-Steuerung oder eines Lichtgriffels für einen
Courser schnell und exakt in den Arbeitsspeicher des Computers einbringen.
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Gegenüber der rein manuellen Eingabe der Bauplanangaben in den Computer
reduziert sich dagegen der Zeitaufwand auf einen Bruchteil. Außerdem erfordert diese
Verfahrensweise einen minimalen Schaltungsaufwand für den Computer.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen
2 bis 8 angegeben.
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Anhand einer schematischen zeichnerischen Darstellung soll die Erfindung
im folgenden noch näher erläutert werden. In der Zeichnung bedeuten Fig, 1 eine
nach dem Verfahren nach der erfindung arbeitende Datenerfassungseinrichtung Fig.
2 ein die Arbeitsweise der Datenerfassungseinrichtung nach Fig. 1 näher erläuterndes
erstes Monitorbild Fig. 3 ein die Arbeitsweise der Datenerfassungseinrichtung nach
Fig. 1 näher erläuterndes zweites Monitorbild Die Datenerfassungseinrichtung DE
nach Fig. 1 zur Druchführung des Verfahrens nach der Erfindung weist einen Monitor
MO mit zwei Eingangen 1Q und 20, eine Videokamera VK mit einer Zoomat-Aufnahmeoptik
ZO und einem ausgangsseitigen Signalfor mer 5SF, einen Mikrocomputer MC, eine Eingabetastatur
TA sowie eine Joystick-Steuerung JS für den Mikrocomputer auf. Die mit dem Eingang
20 da Monitors MO verbundene Videokamera VK nimmt das Bauplanbild ZG' d@s Bauplans
BP mit dem Zeichnungsgegenstand ZG auf. Das Bildsignal wird Uber den Signalformer
SF, der das Bildsignal invertiert, dem Eingang 20 des Moni tors MO zugeführt, auf
dem als Bauplanbild ZG' der Zeichnungsgegenatand ZG in negativer Darstellung erscheint.
Die Negativdarstellung des Bauplanbildes ZG' ist in der Zeichnung durch unterbrochene
Linien angedeutet.
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Zur Umwandlung des Bauplans BP in digitale computerverarbeitungsgerechte
Daten werden die am Rand des Bauplans BP ange gebenen Maße über die Eingabetastatur
TA in den Mikrocomputer MC eingelesen. Der über einen Ausgang mit dem Eingang 10
des Monitors ebenfalls verbundene Mikrocomputer setzt diese Maßkoten in ein aus
waagrechten und senkrechten Maßlinien bestehendes Maßlinienraster MM um, wie es
auf dem in Fig. 2 dargestellten Monitorbild angegeben ist. Das negativ darge-
stellte
Bauplanbild ZG' wird nunmehr über die Zoomat-Aufnahmeoptik ZO der Videokamera VK
auf dem Monitor so eingestellt, daß es, wie ebenfalls im Monitorbild nach Fig. 2
erkennbar, im gleichen Abbildungsmaßstab dem Maßlinienraster MM optimal angepaßt
überlagert ist. Wegen der im allgemeinen vorhandenen Zeichnungsungenauigkeiten im
Bauplan BP gelingt diese Anpassung nur unvollkommen.
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Durch die Uberlagerung des Bauplanbildes ZG' mit dem Maßlinienraster
MM entsprechend Fig. 2 hat der Operator nunmehr die Möglichkeit den Zeichnungsgegenstand
ZG in der Genauigkeit des Maßlinienrasters MM unter Zuhilfenahme der Joystick-Steuerung
JS nach Fig. 1 mit dem in Fig. 2 dargestellten, ein Fadenkreuz darstellenden Courser
nachzuziehen. Hierzu braucht der Operator den Courser C lediglich nacheinander in
die Kreuzungspunkte 1, 2 .. 6 und zurück auf 1 des Maßlinienrasters MC vollständig
erfaßt und erscheint neben dem Bauplanbild ZG' (voll ausgezogene Linie) wie das
in Fig. 3 dargestellt ist.
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Anstelle einer Joystick-Steuerung kann für die Steuerung des Coursers
auch von einem Lichtgriffel Gebrauch gemacht werden.
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Auf die gleiche Weise lassen sich beliebige Zeichnungsgegenstände
von Bauplänen beliebiger Art zeitsparend und exakt in computerverarbeitungsgerechte
Daten umwandeln und für ihre weitere Ve.rwendung speichern.
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Die umgewandelten Bauplandaten können, wie das Fig. 1 zeigt, beispielsweise
über eine Datenausgabe DA für ihre Verwertung zur Steuerung von Fertigungseinrichtungen
an eine entsprechende Steuereinrichtung abgegeben werden. Das Uberspielen der Daten
kann wahlweise über Leitungen oder aber auch über eine Infrarotstrecke vorgenommen
werden. Weist der Mikrocomputer MC, wie das in unterbrochener Linie angedeutet ist,
ein Diskettenlaufwerk DW auf, so können die gewonnene Bauplandaten auch auf einer
Diskette abgespeichert und anschließend diese Diskette zur der ebenfalls ein Diskettenlaufwerk
aufweisenden Steuereinrichtung eines Fertigungsgerätes gebracht werden.
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Um für den Operator möglichst optimale Arbeitsbedingungen zu schaffen,
ist es sinnvoll, die Helligkeit des Bauplanbildes ZG' und des Bildes des Maßlinienrasters
MM für eine getrennte Einstellung zu gestalten. Am besten wird hierzu eine besondere
Einstellmöglichkeit bei der Videokamera VK vorgesehen.
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Damit sich das Bauplanbild ZG' der Videokamera VK mit dem vom Mikrocomputer
MC generierten Bild störungsfrei überlagern läßt, müssen beide Bildsignale miteinander
synchron sein. Dies wird zweckmäßig durch Ubernahme des Taktes der Videosteuereinrichtung
des Mikrocomputers herbeigeführt. In Fig. 1 ist dies durch ein Verbindungskabel
zwischen dem Mikrocomputer und dem Synchronisiereingang Se der Videokamera VK angedeutet.
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Mitunter kann die Steuerung des Coursers C durch einander eng benachbarte
Maßlinien des Maßlinienrasters MM erschwert sein.
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Um hier Abhilfe zu schaffen ist es vorteilhaft, den Maßkoten bei der
Eingabe in den Mikrocomputer MC über die Eingabetastatur TA eine fortlaufende Registriernummer
beizuordnen, mit deren Hilfe bei der Darstellung des Maßlinienrasters auf dem Monitor
in Form einer Computeranweisung einzelne Maßlinien im Bild hervorgehoben sind und
gleichzeitig der Courser nur hinsichtlich dieser hervorgehobenen Maßlinien sprungaktiv
ist.
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Zur Sicherung gegen falsche Maßkoteneingabe aber auch zum Schuzt gegen
Bauplanfehler ist es zweckmäßig, zunächst den Summenwert der Maßeinzelangaben einer
Maßkette MK und daran anschließend deren Maßeinzelangaben einzugeben. Auf diese
Weise kann erreicht werden, daß der Mikrocomputer MC jeweils die Übereinstimmung
des Summenwertes mit dem Wert der aufaddierten Maßeinzelangaben akustisch oder optisch
anzeigen kann.
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Um bei erforderlichen Teillöschvorgängen aufgrund fehlerhafter Coursersteuerung
nicht gleichzeitig ein Teil des Maßlinienrasters im Bildspeicher des Mikrocomputers
mit zu löschen, arbeitet die Videostecereinrichtung des Mikrocomputers vorteilhafterweise
mit mindestens zwei Bildspeichern, einem Bildspeicher für das Maßlinienraster MM
und einem Bildspeicher für den Zeichnungsgegenstand ZG zusammen. Hierdurch ergibt
sich die weitere Möglichkeit, den Signalinhalten der beiden Bildspeicher bei ihrer
Wiedergabe auf dem Monitor MO unterschiedliche Helligkeitswerte zuzuordnen, wobei
das Bild des Maßlinienrasters MM zweckmäßig gegenüber dem Bild des Zeichnungsgegenstandes
ZG in der Helligkeit abgeschwächt wird.
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8 Patentansprüche 3 Figuren