DE3545148C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein rechnerunterstütztes Linien­ abtastverfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ange­ gebenen Art.

Ein derartiges aus der DE-AS 21 21 691 bekanntes Verfahren bedarf auch anschließend an die Initialisierung des rechnerunterstützten Abtastens durch eine Bedienperson zumindest immer dann eine Intervention durch die Bedienperson, wenn der Abtaster entlang seines rechnergesteuerten Weges die abzutastende Linie verläßt. In diesem Fall wird das laufende Abtastprogramm manuell gestoppt und ein geeignetes Unterprogramm gestartet, welches eine Rückführung des Abtasters in den Linienbereich bewirkt.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Abtastverfahren der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß ein einmalig manuell gestarteter Abtastprozeß automatisch abläuft.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des Erfindungsgegenstandes näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Linienfolgevorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Darstellung eines optischen Abtastkopfes in der Linienfolgevorrichtung von Fig. 1;

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild der Linienfolgevorrichtung von Fig. 1;

Fig. 4 eine Darstellung eines auf einem Monitor in der Linienfolgevorrichtung von Fig. 1 dargestellten Bildes;

Fig. 5 einen das erfindungsgemäße Verfahren darstellenden Ablaufplan;

Fig. 6 eine Darstellung eines Abschnitts einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgetasteten Linie und spezifischer Punkte auf dem Abschnitt der Linie, die durch X-Y-Koordinaten identifiziert worden sind;

Fig. 7 eine schematische Darstellung einer von einem Computer in der Linienfolgevorrichtung von Fig. 1 erzeugten Digitalmatrix, die den in Fig. 6 gezeigten Abschnitt der Linie darstellt;

Fig. 8 ein Blockschaltbild eines Abschnitts der Linienfolgevorrichtung von Fig. 1, der zum Erzeugen einer Matrix, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist, verwendet wird;

Fig. 9 einen Ablaufplan eines Prozesses, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Festlegen der Länge einer senkrechten Linie Verwendung findet, die durch einen Punkt auf einer gerade abgetasteten Linie geht und innerhalb deren Begrenzungen enthalten ist;

Fig. 10 eine Darstellung eines Abschnitts einer Linie, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgetastet wird, und des weiteren ausgewählte Punkte und zugeordnete Mittelpunkte auf der gerade gefolgten Linie sowie einen Prozeß zum Festlegen der Mittelpunkte;

Fig. 11 einen im erfindungsgemäßen Verfahren Verwendung findenden Prozeß zum Festlegen einer Sequenz von Punkten, die im allgemeinen dem Lauf einer gerade abgetasteten Linie folgen, und betreffender Mittelpunkte auf der Linie;

Fig. 12 einen Ablaufplan, der einen im erfindungsgemäßen Verfahren Verwendung findenden Prozeß zum Feststellen eines Punktes auf einer gerade abgetasteten Linie, ausgehend von einem anderen, außerhalb der Linie liegenden Punkt, veranschaulicht;

Fig. 13 eine Darstellung eines Endes einer gerade abgetasteten Linie und einen vom erfindungsgemäßen Verfahren ausgeführten Suchprozeß zum Feststellen, daß ein optischer Abtaster das Ende der Linie erreicht hat;

Fig. 14 die Bewegung einer im Linienfolgesystem von Fig. 1 Verwendung findenden optischen Abtastvorrichtung, während diese einer Linie folgt;

Fig. 15 ein Blockschaltbild von Bauelementen des Linienfolgesystems von Fig. 1, die beim Bewegen eines optischen Abtasters entlang einer Linie mit einbezogen sind;

Fig. 16 einen im erfindungsgemäßen Verfahren Verwendung findenden Komprimierungsprozeß zum Feststellen, welche vorher digitalisierten Punkte auf einer gerade abgetasteten Linie zum entsprechenden Aufzeichnen derselben nicht notwendig sind, sofern es überhaupt welche gibt, und

Fig. 17 einen Abschnitt einer gerade abgetasteten Linie und einen Prozeß, durch den das erfindungsgemäße Verfahren eine Gabelung einer Linie auswählt, der an einem Schnittpunkt gefolgt werden soll.

Fig. 1 zeigt eine allgemein mit 4 bezeichnete Linienfolgevorrichtung. Diese umfaßt einen Tisch 10 zum Abstützen eines graphischen Materials wie eines Bogens 12, der mit einer abzutastenden Linie 14 beschriftet ist, einen optischen Abtastkopf 38, der oberhalb des Tisches 10 zum Zwecke einer Bewegung in einer im allgemeinen parallel zu demselben verlaufenden Ebene gelagert ist, einen Computer 22, einen Festplattenspeicher 26 für den Computer 22, einen Video-Monitor 34 und eine Konsole 30 für den Computer und den Monitor ein.

Der Abtastkopf 38 ist in einer mit X-Achse bezeichneten Koordinatenrichtung relativ zum Tisch 10 durch ein Antriebssystem bewegbar, das eine Leitspindel 40, eine Führungsschiene 42, Schlitten 44 und 46, eine Keilwelle 54 und einen Antriebsmotor 52 einschließt. Der Abtastkopf 38 ist auch in einer zweiten mit Y-Achse bezeichneten Koordinatenrichtung relativ zum Tisch 10 mittels eines zweiten Antriebssystems bewegbar, das einen Treibriemen 48, eine Scheibe 21, Führungen 49 und 51, die Schlitten 44 und 46 und einen Antriebsmotor 50 einschließt. Die Winkelstellungen der Scheibe 21 und der Keilwelle 54 stellen die Stellung des Abtastkopfes 38 relativ zum Tisch 10 dar und werden von Stellungsmeßfühlern 56 bzw. 58 erfaßt, um Stellungssignale hervorzurufen, die dem Computer 22 zur Verwendung in einer Digitalisierungsfunktion der Linienfolgevorrichtung 4 übermittelt werden. Im Hinblick auf eine weitere Beschreibung einer Vorrichtung zum Bewegen eines Abtastkopfes in einer im allgemeinen parallel zu einer flachen Oberfläche verlaufenden Ebene sei auf die US-PS 35 29 084 als Teil der vorliegenden Offenbarung verwiesen.

Der Computer 22 kann einen Standardcomputer und zweckentsprechende, nachstehend im einzelnen beschriebene Software umfassen. Die Konsole 30 umfaßt eine Tastatur 59, ein Stellrad 60 zum Bewegen des Abtastkopfes 38 in die X-Richtung relativ zum Tisch, ein Stellrad 62 zum Bewegen des Abtastkopfes 38 in die Y-Richtung relativ zum Tisch, einen Druckknopf 64, um dem Computer zu signalisieren, daß ein von einem Cursor oder Gleitzeiger 72 auf dem Monitor 34 angezeigter Punkt zu digitalisieren ist, einen Druckknopf 66, um dem Computer zu signalisieren, daß der Abtastkopf 38 entlang der Linie 14 automatisch vorzurücken ist, und einen Steuerknüppel 68 zum manuellen Steuern der Bewegung des Abtastkopfes 38.

Während der Abtastkopf 38 mittels der verschiedenen Steuerungen auf der Konsole 30 bewegt wird, werden unterschiedliche Abschnitte der Linie 14 an verschiedenen Stellen auf dem Monitor 34 dargestellt. Grobewegungen des Abtastkopfes 38 werden typischerweise mittels des Steuerknüppels 68 ausgeführt, und derartige Bewegungen können zum Positionieren eines bestimmten Abschnitts eines Zieles wie des Endabschnitts 71 irgendwo auf dem Monitor verwendet werden. Daraufhin wird der Endabschnitt 71 oder das andere gewünschte Ziel mittels der Stellräder 60 und 62 präzise so positioniert, daß der Computer 22 eine Funktion ausführen kann, die auf den angezeigten Abschnitt des Zieles oder den vom Cursor 72 identifizierten Punkt bezogen ist. Es ist mittels der Tastatur 59 auf der Konsole 30 auch möglich, Koordinaten eines Punktes auf dem Bogen 12 einzugeben und auf diese Weise den Abtastkopf 38 an eine Stelle zu führen, wo er einen gewünschten Abschnitt des Zieles sieht.

Während die Linie 14 abgetastet digitalisiert wird, kann der Computer eine digitale Darstellung der Linie 14 auf die Festplatteneinheit 26 ausgeben, die eine Art von Speichervorrichtung ist, welche im Linienfolgesystem 4 verwendet werden kann, wobei der Computer über ein Kabel 76 mit der Platteneinheit Nachrichten austauscht.

Fig. 2 ist eine vergrößerte schematische Ansicht des optischen Abtastkopfes 38, der eine Kamera 82 mit hoher Auflösung und eine Kamera 84 mit niedriger Auflösung umfaßt, deren Gesichtsfelder 86 bzw. 88 auf einen gemeinsamen Punkt zentriert sind. Die niedrig auflösende Kamera 84 wird von einem Linsenaufbau 85 fokussiert und ausgerichtet, während die hochauflösende Kamera von der Linse 87 fokussiert wird. Die Abmessungen des Gesichtsfeldes der hochauflösenden Kamera 82 betragen beispielsweise 1,27 × 1,27 cm (½ × ½ Zoll) und die Abmessungen des Gesichtsfeldes der niedrig auflösenden Kamera 84 10,16 × 10,16 cm (4 × 4 Zoll). Der Dialog mit den Kameras 82 und 84 findet über Kabel 186 bzw. 188 statt, die mit dem Computer 22 auf irgendeine bekannte Weise verbundgeschaltet sind.

Unterhalb der Kameras 82 und 84 befindet sich eine Blitzlicht-Lampe 90, deren Blitzlicht die Gesichtsfelder 86 und 88 abtastet, während der Abtastkopf 38 sich entlang der Linie bewegt und die Kameras Bilder der Linie 14 erzeugen, so daß die von den Kameras hervorgerufenen Bilder nicht verschwommen sind. Dies ist besonders wichtig, der Abtastkopf an abzutastenden Linienpunkten nicht anhält. Die Art der in der Linienfolgevorrichtung 4 verwendeten Blitzlampe ist für das verwendete Abtastverfahren von untergeordneter Bedeutung, und diese Lampe kann beispielsweise eine ringförmige Leuchtstofflampe 90 mit einer Ionisierungselektrode 33 sein, wobei Lampe und Elektrode von einer elektronischen Einheit 91 angesteuert werden.

Die Lampe 90 wird unter einem Gehäuse 94 des optischen Abtastkopfes 38 durch Preßsitz- Klemmen 92, 92 gehaltert, und empfängt ihre Steuersignale über Kabel 96 und 98. Die Lampe 90 schafft eine im wesentlichen gleichmäßige Lichtquelle beim Aufblitzen, und die Kameras 82 und 84 werden von Konsolen 183 bzw. 185 derart gehalten, daß sie durch den Mittelraum der Lampe spähen. Wenn statt der Leuchtstofflampe 90 eine Vielzahl sphärischer Xenonlampen verwendet wird, können sie in einem von der ringförmigen Lampe 90 bestimmten Kreis angeordnet werden.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild verschiedener Einheiten der Linienfolgevorrichtung 4, insbesondere eine schematische Darstellung von Dialogbahnen zwischen diesen Einheiten. Es werden Videosignale von der Kamera 82 mit hoher Auflösung auf einen Schwellendetektor 150 geschickt, der einen (in Fig. 7 dargestellten) Komparator 110 einschließt, und der Ausgang des Schwellendetektors 150 wird auf einen Drei- Stellungs-Schalter 152 und auf einen Rahmengreifer 107 geschickt, die als Teil einer Recheneinrichtung der Linienfolgevorrichtung 4 angesehen werden können. Zusätzlich werden ein Videosignal aus der niedrig auflösenden Kamera 84 und ein Videosignal aus der hochauflösenden Kamera 82 direkt auf den Schalter 152 geschickt, der eines dieser drei Signale, das von einem Operator über die Konsole 30 und den Computer 22 ausgewählt wurde, auf ein Tor 154 mit Fensterwirkung gibt. Dieses Tor 154 wird von einer Graphik-Steuereinrichtung 156 gesteuert, die mit dem Computer 22 Nachrichten austauscht und von diesem gesteuert wird, wobei das Tor 154 einen Bereich 149 auf dem Monitor 34 bestimmt, wo die Video- und andere Information, die sich auf einen Abschnitt einer abgetasteten und digitalisierten Linie bezieht, angezeigt wird, und einen weiteren Bereich 160, wo ein Menü 158 angezeigt wird.

Der Computer 22 empfängt aus dem Rahmengreifer 107 Übersezungen von von der hochauflösenden Kamera 82 erzeugten Videomatrices zum Darstellen eines Bildes der abzutastenden Linie 14, und der Computer schickt periodisch Information hinsichtlich die Linie 14 aufzeichnender Punktkoordinaten auf den Festplattenspeicher 26, wobei die Koordinaten aus Information errechnet werden, die aus den Matrixübersetzungen abgeleitet worden ist.

Eine geeignete hochauflösende Kamera erzeugt eine Matrix aus ungefähr 250 Spalten und 400 Reihen von Bildern, obwohl die genaue Anzahl von Spalten und Reihen von Bildern für die vorliegende Erfindung nicht kritisch ist. Die Graphik- Steuereinrichtung 156 erzeugt ein Informations-Menü 158, das längsseitig des Videosignals angezeigt wird, das durch den Schalter 152 und das Tor 154 geht, sowie weitere Information, die, ausgehend vom Computer, durch die Graphik-Steuereinrichtung 156 geht und mit dem Videosignal durch den Mischer 161 in Überlagerung kombiniert wird.

Das in Fig. 4 klarer dargestellte Menü kann eine Vielfalt von Informationen wie eine Sehnenlänge zum Bezeichnen eines gewünschten Abstandes zwischen Punkten auf einer zu digitalisierenden Linie umfassen, oder Toleranzangaben, die in einer darauffolgenden Verdünnungsoperation verwendet werden, um die Anzahl solcher digitalisierter, im Plattenspeicher gespeicherter Punkte, die zum Aufzeichnen der gerade abgetasteten Linie notwendig sind, zu verringern, oder Angaben hinsichtlich einer der gerade digitalisierten Linie zugeteilten Standarddicke sowie Routineangaben darüber, wie sie beim Öffnen, Schließen oder Schaffen von Dateien und beim Zuteilen von Namen an dieselben mit einbezogen werden.

In Fig. 3 sind auch drei Dialogleitungen dargestellt, die zwischen der Graphik-Steuereinrichtung und der Mischereinheit 161 geschaltet sind, und zwar eine Leitung für jedes einzelne von drei Videofarbsignalen. Wenn er es wünscht, kann der Operator mittels der Tastatur 59 die Linienfolgevorrichtung 4 anweisen, eine Skelettdarstellung von Abschnitten einer auf dem Monitor 34 dargestellten Linie anzuzeigen, die digitalisiert worden sind, wobei das Skelett ein Videobild dieses Abschnitts der Linie überlagert, wie aus dem Beispiel in Fig. 4 hervorgeht, in dem die Skelettlinien 162 und 265 die Abschnitte einer Linie 166 überlagern. Der Computer stellt ein solches Skelett durch Erzeugung von Segmenten gerader Linien her, die von Punkt zu Punkt entlang einer Sequenz von Punkten verlaufen, welche digitalisiert worden sind. Eine der Videofarben kann für das Videobild der gerade abgetasteten Linie und eine andere Farbe für das Skelett ausgewählt werden, so daß sich beide Informationen voneinander abheben. Ein Operator kann dieses Überlagerungsbild verwenden, um festzulegen, welche Abschnitte einer gerade gefolgten Linie noch zu digitalisieren sind, und um die Linienfolgevorrichtung 4 anzuweisen, mit dem Digitalisieren dieser Abschnitte fortzufahren.

Fig. 5 zeigt einen Ablaufplan eines Prozesses zum Abtasten der Linie 14 oder anderer Linien veranschaulicht, der von Linienfolgevorrichtung 4 ausgeführt wird. Die Kamera 84 mit niedriger Auflösung wird von einem Operator typischerweise zum Positionieren eines Bildes eines Abschnitts der Linie 14 auf dem Monitor 34 verwendet, weil diese Kamera 84 ein verhältnismäßig großes Gesichtsfeld 88 hat, was es für den Operator verhältnismäßig leicht macht, den gewünschten Abschnitt des Monitors durche eine passende Bewegung des Abtastkopfes 38 festzustellen. Vorzugsweise zu diesem Zeitpunkt positioniert der Operator den Abschnitt so nahe am Cursor 72 wie möglich. Dann schaltet der Operator das Videosignal aus der hochauflösenden Kamera an, das, falls gewünscht, einen Schwellenwert hat, um den Abtastkopf 38 so zu positionieren, daß der Cursor 72, wie in Fig. 1 gezeigt, über dem Abschnitt 71 liegt. Dieser Schritt des Prozesses ist in Fig. 5 mit SEL-P bezeichnet, was für die Auswahl eines Punktes P steht. Anschließend betätigt der Operator den Digitalisierknopf 64, um den Computer 22 anzuweisen, einen Rahmen einzufrieren und eine Matrixdarstellung des auf dem Schirm angezeigten Bildes zu speichern, das um Punkt P zentriert ist. Dieser Schritt ist mit FF-P bezeichnet. In Erwiderung auf die Betätigung des Digitalisierknopfes 64 fährt der Computer mit der Ermittlung eines Mittenpunktes der Linie 14 in der Nähe des Punktes P fort. Dieser Schritt ist mit CP-P bezeichnet. Dann speichert der Computer eine Binärdarstellung der Stelle des Mittenpunktes neben dem Punkt P.

Als Nächstes sucht der Operator einen anderen Punkt P+1 auf der Linie 14 durch eine passende Bewegung der Stellräder 60 und 62 aus und weist den Computer mittels des Digitalisierknopfes 64 an, einen Rahmen eines um den Punkt P+1 zentrierten Bildes zu erzeugen und einzufrieren, die Position eines Mittenpunktes der Linie 14 neben dem Punkt P+1 zu errechnen und eine digitale Darstellung der Position dieses Mittenpunkts zu speichern. Der Punkt P+1, der mit dem Ablaufplan von Fig. 5 errechnet ist, ist in Fig. 11 dargestellt. Dann weist der Operator den Computer an, die Dicke der Linie 14 in einem Bereich um den Punkt P+1 zu errechnen und das Ergebnis zu speichern. Der Prozeß zum Errechnen der Dicke der Linie 14 in der Nachbarschaft des Punktes P+1 wird nachstehend beschrieben.

Abgesehen davon, daß es dem Computer 22 gestattet wird, zwei Punkte auf der Linie 14 zu digitalisieren, teilen die ersten beiden Punkte P und P+1, die in Fig. 11 zu sehen sind, dem Computer mit, auf welche Weise der Computer nach dem Willen des Operators entlang der Linie 14 in einer darauffolgenden Vektor-Vorrückbetriebsart fortfahren soll, die, sobald sie aktiviert ist, üblicherweise automatisch abläuft. Typischerweise werden die ersten beiden Punkte P und P+1 von einem Operator durch eine passende Bewegung des Steuerknüppels 68 oder der Stellräder 60 oder 62 manuell ausgewählt. Es können jedoch auch andere automatische oder halbautomatische Einrichtungen zum Ausführen der gleichen Funktion verwendet werden. So können beispielsweise zwei Punkte auch mittels vorher auf Magnetband oder Magnetplatte gespeicherter Information ausgewählt werden, oder es können Koordinaten solcher Ausgangspunkte über die Tastatur 59 in den Computer 22 eingegeben werden.

Die in Fig. 5 mit VA-P+2 versehene automatische Vektor-Vorrückbetriebsart wird dadurch initiiert, daß ein Operator den Vektor-Vorrückknopf 66 betätigt, der dem Computer 22 signalisiert, wie durch einen Schritt 79 angedeutet, einen Vektor von Punkt P zu Punkt P+1 zu errechnen und den Abtastkopf 38 anzuweisen, sich in der Richtung des Vektors zu bewegen, indem er entsprechende Signale auf die X-Y- Motoren 50 und 52 schickt. Nachdem sich der Abtastkopf 38 über eine bestimmte "Sehnen"-Entfernung hinweg bewegt hat, die vom Operator mittels Kommandos vorher ausgewählt wurde, ist das Gesichtsfeld der hochauflösenden Kamera um einen Punkt P+2 zentriert, und ein Bild dieses Punktes wird direkt unter dem Cursor 72 auf dem Monitor 34 angezeigt. Als Nächstes erzeugt und speichert der Computer automatisch eine digitale Darstellung eines Rahmens eines von der Kamera 82 gemachten Bildes, das um den Punkt P+2 zentriert ist, und der Computer 22 legt fest, ob der Punkt P+2 auf der Linie 14 liegt. Da der Punkt P+2 die Linie trifft, legt der Computer die Dicke der Linie in der Nähe des Punktes P+2 fest. Wenn die Dicke innerhalb eines vorher ausgewählten Toleranzbereichs liegt, errechnet der Computer 22 einen Mittenpunkt neben dem Punkt P+2 und speichert die Koordinaten des Mittenpunkts. Dann führt der Computer eine Komprimierungsrechnung aus, um zu sehen, ob der vorher gespeicherte Punkt - im vorliegenden Fall der Punkt P+1 - zum adäquaten Aufzeichnen der Linie notwendig ist; ist dies nicht der Fall, löscht der Computer die Koordinaten des Punktes P+1 aus dem Speicher. Dann wiederholt die Linienfolgevorrichtung 4 die durch die Schleife 199 in Fig. 5 angedeuteten Schritte. Dabei fährt es jetzt jedoch in Richtung eines Punktes P+3 fort, und wenn die dem Punkt P+3 entsprechende Schleife beendet ist, leitet der Computer den Abtastkopf 38 automatisch auf Punkt P+4. Es sei bemerkt, daß der Abtastkopf an den Punkten P+2 oder P+3 nicht wartet, während die vorstehend beschriebenen Errechnungen vorgenommen werden.

Da der in Fig. 11 gezeigte Punkt P+4 neben der Linie 14 liegt, führt der Computer 22 eine Suchroutine 81 aus, um festzulegen, ob andere mit P+4 _n identifizierte Punkte in der Nähe des Punktes P+4 auf der Linie 14 liegen. Da der optische Abtastkopf 38 noch nicht bis zum Ende der Linie (EOL) vorgerückt ist, liegt einer dieser Punkte P+4₆ auf der Linie 14. Wenn der Computer 22 keinen Punkt P+4 _n finden konnte, der auf der Linie liegt, wie dies bei Punkt P+Y in Fig. 13 der Fall ist, so wird dadurch üblicherweise angezeigt, daß der Computer das Ende der Linie erreicht hat oder daß eine große Lücke in der Linie vorhanden ist. In jedem Fall stoppt der Computer die Bewegung des Abtastkopfes 38 und fragt den Operator, was als Nächstes zu tun ist. Im vorliegenden Fall errechnet der Computer als Nächstes die Dicke der Linie um den Punkt P+4₆, und wenn die Dicke innerhalb eines vorbestimmten Bereiches relativ zur Standard-Dicke der Linie 14 liegt, die vorher im Bereich des Punktes P+1 errechnet wurde, errechnet der Computer einen Mittenpunkt auf der Linie 14 neben dem Punkt P+4₆ und speichert seine Koordinaten. Wenn die Dicke nicht innerhalb dieses Bereiches liegt, führt der Computer keine Mittenpunkt-Berechnung aus und behandelt stattdessen den Punkt P+4₆ aus im Folgenden näher erläuterten Gründen, als ob dieser der Mittenpunkt der Linie 14 wäre, und speichert ihn. Dann führt der Computer eine Komprimierungsoperation aus, um festzulegen, ob der vorher festgelegte Punkt - in diesem Fall der Mittenpunkt neben dem Punkt P+3 - zum Aufzeichnen der Linie 14 notwendig ist. So werden z. B., wenn die Mittenpunkte neben den Punkten P+2, P+3 und P+4 in einem Segment einer ungefähr geraden Linie liegen sollten, nur die Endpunkte benötigt, um den entsprechenden Abschnitt der Linie 14 aufzuzeichnen, und deshalb kann eine Speicherung des Punktes P+3 getilgt werden.

Nach diesem Komprimierungsschritt weist der Computer den Abtastkopf 38 an, sich auf einen anderen mit Punkt P+5 identifizierten und Fig. 11 dargestellten Punkt zu bewegen, der in einer Richtung liegt, welche von einem Vektor zwischen dem Mittenpunkt neben dem Punkt P+3 oder P+2, wenn P+3 aus dem Speicher getilgt wurde, und dem Mittenpunkt neben dem Punkt P+4₆ bestimmt worden ist, und in einer Entfernung vom Mittenpunkt neben P+4₆, die gleich der vorher ausgewählten Sehnenlänge ist. Diese automatische Vektor-Vorrückbetriebsart wird fortgesetzt, bis ein Operator über eine Steuerung auf der Konsole 30 an den Computer das Kommando zum Anhalten gibt, oder bis der Abtastkopf 38 das Ende einer Linie oder eine große Lücke in der Linie erreicht. Inzwischen fährt die Linienfolgevorrichtung 4 mit der Digitalisierung der Linie 14 fort.

Fig. 6 zeigt einen von der hochauflösenden Kamera 82 hergestellten Rahmen 99 eines Abschnitts der Linie 14, der um den Punkt P zentriert ist, wobei in dieser Figur ausgewählte Punkte durch ihre betreffenden X-Y-Koordinaten identifiziert worden sind. Fig. 7 veranschaulicht eine innerhalb des Computers 22 entwickelte Matrix 97, die den Rahmen in Fig. 6 darstellt und mit Y _O bis Y₄₂₀ bezeichnete Zeilen aufweist, die 420 Zeilen des vom Rahmen 99 dargestellten Gesichtsfeldes 86 entsprechen. Die Matrix 97 braucht jedoch nicht für jede Bilderzeile eine eigene Zeile aufzuweisen. So kann es beispielsweise ausreichen für alle zwei Bilderzeilen der Kamera eine Matrixzeile zu reservieren, wenn diese hinreichend hoch auflöst. In jeder Matrixzeile steht eine Nummer oder eine Reihe von Nummern, die die Übergangsstelle des Bildes in jeder entsprechenden Zeile des Gesichtsfeldes der Kamera darstellen. Wenn beispielsweise die Linie 14 schwarz auf einen weißen Bogen aufgezeichnet ist, findet sich ein Übergang in einer bestimmten Zeile der Matrix 97, die der Zeile in dem Gesichtsfeld der Kamera 82 entspricht, wo das Bild des Bogens von Weiß auf Schwarz oder von Schwarz auf Weiß wechselt, und dies entspricht Bereichen, wo die Linie 14 die bestimmte Zeile in dem Gesichtsfeld der Kamera kreuzt. Die die Linie 14 keine der Zeilen Y₀ bis Y _n-1 in dem Gesichtsfeld 86 schneidet, finden sich keine Übergangsangaben in die entsprechenden Zeilen der Matrix von Fig. 7, und die Ziffer "0" wird vom Computer an die erste Stelle innerhalb jeder Zeile Y₀ bis Y _n-1 geschrieben. Die Linie 14 schneidet die Zeile Y _n an einem Punkt mit den Koordinaten (X _a , Y _n ), so daß ein Übergang in der Zeile Y _n an der X-Stelle X _a stattfindet, und folglich wird die Ziffer X _a an die erste Stelle der Zeile Y _n geschrieben. An die zweite Stelle der Zeile Y _n wird die Ziffer "0" geschrieben, um anzuzeigen, daß der vorige Übergang X _a der letzte war, der in Zeile Y _n stattfand.

Der Computer ist des weiteren derart programmiert, daß er eine erste Nummer, die nicht Null ist und die in irgendeine Zeile der Matrix eingegeben wurde, als X-Koordinatenstelle in einer entsprechenden Zeile des Gesichtsfeldes 86 der Kamera interpretiert, wenn im Bild ein Übergang von Weiß auf Schwarz vorliegt oder wenn es schwarz ist, wobei die Nummer dann "1" ist wie im Falle der Zeile Y ₄₂₀, wo die Linie 14 von der linken Ecke des Feldes ausgeht. Der Computer ist auch derart programmiert, daß er eine zweite Nicht-Null-Eingabe in einen gegebenen Durchlauf als Stelle eines Übergangs von Schwarz auf Weiß interpretieren kann. Der Rahmen 99 zeigt einen Weiß-auf-Schwarz-Übergang bei X _b in der Zeile Y _n+1, einen Weiß-auf-Schwarz-Übergang bei X _e und einen Schwarz-auf-Weiß- Übergang bei X _d , und dieser wird durch die in die Zeilen Y _n+1 und Y _n+3 der Matrix in Fig. 7 eingegebenen Nummern angezeigt. Wie vorstehend angegeben, wird die Art des Übergangs, ob Weiß-auf-Schwarz oder Schwarz-auf Weiß, durch die Reihenfolge der Eingaben in eine spezielle Zeile angezeigt, und in jeder Zeile zeigt eine Nicht-Null-Eingabe in eine ungerade Stelle einen Weiß-auf-Schwarz-Übergang (oder eine Stelle eines schwarzen Punktes an, wenn der Punkt die X-Koordinatenstelle 1 hat. Jede Nicht-Null-Eingabe in eine gerade Stelle einer Zeile zeigt einen Schwarz-auf-Weiß-Übergang an. Die den Nicht-Null-Eingaben folgende "0"-Eingabe zeigt an, daß keine weiteren Übergänge oder Eingaben in eine Zeile vorhanden sind.

Fig. 8 zeigt ein Blockschaltbild der Rahmengreifer-Schaltung 107 und der Schwellen-Schaltung 150 innerhalb der Linienfolgevorrichtung 4, die von der Kamera 82 hervorgerufene Videosignale in die Matrix von Fig. 7 übersetzen. Die Videosignale können zur Standard-Art gehören, die am Beginn jedes Segments eines Videosignals, der dem Beginn jeder Zeile des Gesichtsfeldes 86 entspricht, einen umgekehrten horizontalen Synchronisierimpuls und einen vertikalen, das Ende eines Rahmens anzeigenden Synchronisierimpuls einschließt. Die Schwellen-Schaltung 150 in Fig. 8 schließt einen Komparator 110 ein, der an einem Eingang 112 ein Videosignal aus der Kamera 82 empfängt und dieses mit einer von einem Potentiometer 114 etablierten Schwellenspannung vergleicht, so daß am Ausgang des Komparators ein digitales Signal anliegt, das anzeigt, ob das Videoeingangssignal unterhalb oder oberhalb des Schwellenpegels liegt. Der Schwellenpegel ist auf ein Niveau zwischen der Spannung eines einem leeren Abschnitt des Bogens entsprechenden Videosignals und der Spannung eines Videosignals eingestellt, das einem Abschnitt des Bogens entspricht, auf dem die Linie 14 aufgezeichnet ist. Die gewünschte Einstellung des Potentiometers kann von Faktoren wie der Dunkelheit der Linie 14, dem Dunkelheitspegel von Untergrundmarkierungen auf dem Bogen wie Schmutzflecken, Kaffeespritzern oder unvollständigen Ausradierungen abhängen. Das Potentiometer 114 ist so einzustellen, daß die Schwelle oberhalb von Videosignalen liegt, die solchen Untergrundmarkierungen entsprechen. Zum Einstellen eines Schwellenpegels können auch andere Arten von Schaltungselementen Verwendung finden. So kann beispielsweise ein Schwellenpegel in den Computer 22 über die Tastatur 59 eingegeben werden, wobei der Computer dann derart programiert ist, daß er eine der Tastatureingabe proportionale Spannung erzeugt und diese Spannung statt der Spannung vom Potentiometer 114 an den Komparator 110 anlegt.

Das vom Komparator 110 erzeugte digitale Signal wird einem Triggereingang 115 eines Kantendetektors 116 zugeführt, der feststellt, ob das einen Schwellenwert aufweisende Videosignal einen Weiß-auf-Schwarz-Übergang oder einen Schwarz- auf-Weiß-Übergang enthält, und einen Impuls auf einen Schreib-Eingang 129 des Rahmenspeichers 118 über ein ODER-Tor 117 und eine Verzögerung 127 liefert. Der Kantendetektor 116 wird von einem geeigneten Signal aus dem Computer, wenn dieser eine Matrix der in Fig. 7 dargestellten Art erzeugen will, an einem Eingang 195 freigegeben. Solche Matrices werden typischerweise an jedem projektierten Punkt wie den in Fig. 14 gezeigten Punkten P+2 und P+3 erzeugt.

Gleichzeitig mit der Lieferung von Videoinformation an den Komparator 110 und der Reaktion des Kantendetektors 116 hierauf, wird ein Bilderzähler 122, der von dem vorherigen umgekehrten horizontalen Synchronisierimpuls des Videosignals 112 gelöscht wurde, von Impulsen wiederholt hochgezählt, die von einem Taktgeberausgang 124 einer Video-Zeitgeberschaltung 109 erzeugt werden, die einen Impuls für jeden Abschnitt des Videosignals hervorruft, der einem Bild in einer gegebenen Zeile der Bildermatrix in der Kamera 82 entspricht. Der Bilderzähler 122 gibt sein Zählergebnis auf einen Dateneingang 125 des Rahmenspeichers 118 aus, und da die vom Kantendetektor 116 erzeugten Impulse an dem Schreib-Eingang 129 anliegen, wenn der Kantendetektor 116 einen Übergang feststellt, veranlaßt er den Rahmenspeicher 118, die X-Koordinatenstelle des vom Bilderzähler 122 hervorgerufenen Übergangs in den Speicher einzuschreiben. Eine solche X-Koordinatenstellennummer kann die X _a -, X _b -, X _d -, X _e - oder eine andere Eingabe in die Matrix von Fig. 7 sein. Die Verzögerung 127 liegt in der Größenordnung von 50 Nanosekunden und wird zum Verzögern des Schreibsignals zum Rahmenspeicher verwendet, so daß der Zähler 122 Zeit hat, eine laufende Zählung zu beenden, ehe der Rahmenspeicher 118 die Zählung liest.

Abgesehen von der X-Koordinatenstelle jedes Übergangs, benötigt der Rahmenspeicher eine Y-Koordinaten- oder -zeilenadresse und eine Stellenadresse innerhalb jeder Zeile, so daß der Rahmenspeicher weiß, wo die vom Bilderzähler 122 hervorgerufene Zählungsadresse gespeichert werden soll, die jedem einzelnen Übergang entspricht. Diese Adressierfunktion wird vom Bytezähler 126, vom Linienzähler 128 und dem Puffer 130 ausgeführt. Der Linienzähler 128 wird von jedem von der Video-Zeitgeberschaltung 109 erzeugten vertikalen Synchronisiersignal gelöscht und von jedem von der Video-Zeitgeberschaltung 109 erzeugten horizontalen Synchronisierimpuls hochgezählt. Er liefert sein Zählergebnis an den Puffer 130 zum Zwecke eines darauffolgenden Lesens durch den Rahmenspeicher 118. Die von dem Linienzähler 128 ermittelten Zählergebnisse stellen die Zeilen Y₀ bis Y₄₂₀ in Fig. 6 dar. Der Bytezähler 126 wird von jedem umgekehrten horizontalen Synchronisierimpuls gelöscht und von jedem vom Kantendetektor 116 erzeugten Übergangssignal hochgezählt und über das ODER-Tor 117 geschickt, so daß der Bytezähler 126 anzeigt, an welche Stelle innerhalb jeder Zeile der Matrix in Fig. 7 die vom Bilderzähler 122 erzeugte X-Koordinatennummer gespeichert werden müßte.

So hat, wenn das Videosignal 112 gerade mit dem Übersetzen von Information aus der Y _n+3-Bilderzeile in der Kamera 82 beginnt, der Linienzähler 128 beispielsweise ein Zählergebnis Y _n+3, der Bytezähler ein Zählergebnis von 1, und der Bilderzähler beginnt gerade, ausgehend von Null, mit dem Vorwärtszählen.

Dann ermittelt, wenn der Bilderzähler 122 bis zur Nummer X _e gezählt hat, der Kantendetektor einen Übergang und schickt ein Schreibsignal auf den Rahmenspeicher 118, so daß die Nummer X _e in die erste Stelle in der Zeile Y _n+3 des Rahmenspeichers 118 eingeschrieben wird. Kurze Zeit später zeigt das Videosignal den Schwarz-auf-Weiß-Übergang an der X- Koordinatenstelle X _d an, und der Kantendetektor schickt einen Schreibimpuls auf den Rahmenspeicher 118 und ein Hochzählsignal auf den Bytezähler 126. Ungefähr gleichzeitig registriert der Bilderzähler 122 ein X _d - Zählergebnis, das nach einer kurzen, von der Verzögerung 127 bestimmten Verzögerung in die zweite Stelle in der Zeile Y _n+3 des Rahmenspeichers 118 geschrieben wird.

In der Matrix von Fig. 7 gibt es auch eine Null-Eingabe innerhalb jeder Zeile nach der letzten Nicht-Null-X-Koordinateneingabe, sofern überhaupt eine vorhanden ist. Die Null- Eingabe wird dann vorgenommen, wenn der Zähler 122 von dem umgekehrten horizontalen Synchronisierimpuls gelöscht wird, der auch an einem umkehrenden Tor 142 angelegt ist, das den Schreibeingang 129 des Rahmenspeichers 118 über das ODER-Tor 117 und die Verzögerung 127 triggert. Dieser horizontale Synchronisierimpuls dient auch zum Hochzählen des Bytezählers 126, wodurch die Null-Eingabe in eine Stelle in jeder Zeile der Matrix in Fig. 7 nach der letzten Nicht-Null-Eingabe geschrieben wird. Eine Verzögerung 131, die etwas größer als die Verzögerung 127 ist, stellt sicher, daß der Bytezähler 119 nicht gelöscht wird, bis die Null-Eingabe in der passenden Stelle innerhalb des Rahmenspeichers 118 vorgenommen ist. Es werden nur die X-Koordinatenstelleninformation, die vom Bilderzähler 122 geliefert wird, und die nachfolgenden Null-Eingaben tatsächlich im Rahmenspeicher 118 gespeichert. Die Y _n - Zeilennummern werden zwar nicht tatsächlich gespeichert, sind aber nichtsdestoweniger dem Computer bekannt, weil die X-Koordinateninformation in aufeinanderfolgenden Zeilen eines Speicherblocks innerhalb des Rahmenspeichers 118 gespeichert wird, und der Computer kennt die Adresse der ersten dieser Zeilen im Speicherblock und setzt jede Zeile in Beziehung zur ersten Zeile.

Nachdem der Computer die Matrix von Fig. 7 entsprechend dem Abschnitt der Linie 14, der in Fig. 6 gezeigt ist, erzeugt hat, fährt der Computer mit dem Festlegen eines Mittenpunktes CP-P _n neben einen Punkt P _n fort. Der Punkt P _n ist die Mitte des Gesichtsfeldes 86 und des Rahmens in Fig. 6, und wenn dieser Rahmen auf dem Monitor 34 angezeigt werden sollte, würde der Cursor 73 den Punkt P _n anzeigen. Zum Festlegen der Koordinaten des Mittenpunktes neben dem Punkt P _n errechnet der Computer die Länge einer horizontalen Linie 171, die in Fig. 6 gestrichelt dargestellt ist und die den Rahmen hälftig teilt - in diesem Fall ist die Zeile Y = 210 - sowie durch den Punkt P _n läuft. Um diese Berechnung auszuführen, subtrahiert der Computer die X-Koordinatennummer X _f von der X-Koordinatennummer X _g , die in der Zeile Y _i der Matrix 97 gespeichert ist, wobei diese beiden Nummern die X-Koordinatenstelle des Weiß-auf- Schwarz-Übergangs in der Zeile Y _i , die einem Endpunkt der horizontalen Linie entspricht, und des Schwarz-auf-Weiß-Übergangs in der Zeile Y _i anzeigen, die dem anderen Endpunkt der horizontalen Linie entspricht. Anschließend legt der Computer 22 die Länge einer vertikalen Linie 151 fest, die in Fig. 6 gestrichelt dargestellt ist, durch den Punkt P _n läuft und an den Begrenzungen der Linie 14 endet.

Fig. 9 zeigt einen Algorithmus zum Festlegen der Länge dieser Linie. Zunächst wird eine Variable Y _b so eingestellt, daß sie Y _i , der Y-Koordinate des Punktes P _n und der X-Koordinate, die gleich X _i ist, entspricht. Als nächstes sieht, wie durch das Dreieck 155 angedeutet ist, der Computer in einer Zeile Y _b +1, die unmittelbar unterhalb der Zeile Y _i liegt, nach, um zu sehen, ob zwei Eingaben vorhanden sind, die einem Weiß-auf- Schwarz-Übergang und einem Schwarz-auf-Weiß-Übergang entsprechen, zwischen die der Punkt X _i fällt, und wenn dies der Fall ist, zeigt dies an, daß die vertikale Linie 151 nicht in der Zeile Y _b +1 endet. In diesem Fall durchsucht der Computer dann die zweite Zeile unterhalb der Zeile Y _i , um zu sehen, ob Eingaben vorhanden sind, die einem Weiß-auf-Schwarz-Übergang und einem Schwarz-auf-Weiß-Übergang entsprechen, zwischen die die Nummer X _i fällt, usw., bis der Computer zur ersten Zeile kommt, in der diese Bedingung nicht erfüllt ist. Im vorliegenden Fall ist dies die Zeile Y _i +3. Dann beginnt, wie durch das Dreieck 157 und das Rechteck 160 angedeutet ist, der Computer mit dem Durchsuchen der Zeilen oberhalb der Zeile Y _i , um ein Hochzählen von Y _i für jede einzelne dieser Zeilen zu ermöglichen, und legt die Zeile fest, an der die Linie 151 oberhalb des Punktes P _n endet. In dem in Fig. 6 veranschaulichten Fall ist dies die Zeile Y _i -1, die nur eine Zeile oberhalb der Zeile Y _i liegt. Schließlich legt der Computer die Länge der Linie 151 durch Subtrahieren des abschließenden, hochgezählten Wertes von Y _i von dem abschließenden, hochgezählten Wert von Y _b fest. Dann legt der Computer die kürzere der vertikalen und horizontalen Linien fest und errechnet den Mittenpunkt entlang der kürzeren Linie, vorausgesetzt, daß die Länge der kürzeren Linie nicht viel geringer ist als die Standard-Dicke für die Linie 14, wie sie vorher am Abschnitt der Linie 14 um den Punkt P+1 errechnet wurde. Um die Standard-Dicke zu errechnen, errechnet der Computer 22 zuerst die Länge einer durch den Punkt P+1 laufenden und von der Linie 14 begrenzten vertikalen Linie und errechnet dann die Länge einer durch den Punkt P+1 laufenden und von der Linie 14 begrenzten horizontalen Linie auf die in Fig. 6 veranschaulichte und mit Bezug auf Punkt P+1 beschriebene Weise. Anschließend legt der Computer eine im wesentlichen präzise Dicke der Linie 14 in der Nachbarschaft des Punktes P+1 durch die Gleichung T=V×H V²+H² fest, worin T gleich die Dicke, V gleich die Länge der vertikalen Linie und H gleich die Länge der horizontalen Linie ist.

Wenn die kürzere Linie durch den Punkt P _n annehmbar ist, dient ihr Mittenpunkt als Mittenpunkt CP-P _n neben dem Punkt P _n , selbst wenn er nur ein ungefährer Mittenpunkt sein kann, und die Koordinaten dieses Mittenpunkts werden vom Computer typischerweise zuerst in einem Zwischenspeicher und später in einer Platte innerhalb des Festplattenspeichers 26 gespeichert, wenn der Punkt zum Darstellen eines kleinen Abschnitts der Linie 14 notwendig ist und nicht in einer darauffolgenden Linienverdünnungsoperation gelöscht wird. Wenn andererseits die kürzere der horizontalen und vertikalen Linien zu kurz ist, kann der Computer die längere der beiden Linien verwenden, wenn sie innerhalb eines bestimmten Längenbereichs relativ zur Standard-Dicke liegt, und den Mittenpunkt entlang dieser längeren Linie zum darauffolgenden Zwischenspeichern und möglicherweise permanenterem Speichern im Festplattenspeicher 26 errechnen.

Fig. 10 zeigt einen Abschnitt 169 der Linie 14, die in Fig. 6 dargestellt ist, und eine Gabelung 170 der Linie, die in einem anderen von der Kamera 82 erstellten Rahmen 175 enthalten ist. Der Rahmen 175 ist um einen Punkt P _k zentriert, dessen Stelle von einem Vektor zwischen den vorherigen beiden Mittenpunkten, den Punkten 165 und 167, und der Standard-Sehnenlänge festgelegt wurde, und die Fig. 10 veranschaulicht zwei Schritte in einem Mittenpunkt- Errechnungsprozeß. Wie bei der Errechnung des Mittenpunktes neben P _n beginnt die Errechnung des Mittenpunktes neben P _k , dann, wenn eine Matrix der dargestellten Art zum Darstellen des Rahmens erzeugt wird und der Computer 22 die Länge einer horizontalen Linie 172 festlegt, die durch den Punkt P _k läuft und innerhalb der Linie 14 begrenzt ist, und die Länge einer vertikalen Linie 174 bestimmt, die durch den Punkt P _k läuft und innerhalb der Linie 14 begrenzt ist. Wenn der Computer jedoch entdeckt, daß jede Linie eine Länge hat, die weit größer als die Standard-Liniendicke ist, behandelt der Computer den Punkt P _k einfach als Mittenpunkt der Linie 14 in jenem Bereich und speichert die Koordinaten des Punktes P _k als Darstellung eines weiteren kleinen Abschnitts der Linie 14. So kann beispielsweise die Abtrennung für annehmbare Linienlängen von Linien, wie sie bei der Mittenpunkterrechnung Verwendung findet, auf ungefähr 1½mal die Standard- Liniendicke eingestellt sein. Der Grund, daß der Computer 22 nicht mit dem Festlegen des Mittenpunktes der kürzeren der horizontalen und vertikalen Linien, in diesem Fall der Linie 172, fortfährt, liegt darin, daß angenommen wird, daß dieser mit 176 bezeichnete Mittenpunkt weiter vom tatsächlichen Mittenpunkt der Gabelung 170 der Linie 14 entfernt liegt als der Punkt P _k . Nach erfolgter Behandlung des Punktes P _k als Mittenpunkt, fährt die Linienfolgevorrichtung 4 fort, der Gabelung 170 zu folgen, weil ein Vektor zwischen dem Punkt P _k und dem vorherigen Mittenpunkt 165 diesen Weg einschlägt. Daher unterstützen der Mittenpunkt-Berechnungsprozeß und der Suchprozeß 81, auf den mit Bezug auf Fig. 5 verwiesen wurde - abgesehen davon, daß sie diese Mittenpunkt-Berechnungen und Suchfunktionen schaffen -, ebenfalls die Linienfolgevorrichtung 4 beim Auswählen einer Linienabtastrichtung an einem Schnittpunkt, wie er in Fig. 10 dargestellt ist.

Nachdem der Computer die Gabelung 170 abgetastet hat und der Linie 14 bis zu ihrem Ende entlang dieser Route gefolgt ist, kann ein Operator zum Digitalisieren der Gabelung 177 den Linienfolgeprozeß, der in Fig. 5 angegeben ist, wiederholen, wobei dieses Mal mit der Gabelung 177 begonnen und vom Schnittpunkt der Gabelungen 170 und 177 weg fortgefahren wird.

Fig. 11 zeigt einen Abschnitt 71 der Linie 14 und veranschaulicht zusammen mit Fig. 12 den in Fig. 5 angegebenen Prozeß, durch den die Linienfolgevorrichtung 4 den Abschnitt 71 einschließlich eines äußerst gekrümmten Segments 83 digitalisiert. Wie mit Bezug auf Fig. 1 und Fig. 4 dargelegt, kann ein Operator die Punkte P und P+1 durch zweckgemäßes Bewegen des Steuerknüppels 68 und der Stellrad-Steuerungen 60 und 62 manuell auswählen und dem Computer signalisieren, daß Mittenpunkte neben den Punkten P und P+1 festzustellen sind, indem er den Digitalisierungsknopf 64 auf der Konsole 30 betätigt, wobei diese Mittenpunkterrechnung wie in Fig. 9 und 10 veranschaulicht ausgeführt wird. Als nächstes betätigt der Operator den Vektorvorrückknopf 66 auf der Konsole 30, um den Abtastkopf 38 zu veranlassen, automatisch in einer Richtung vorzurücken, die von einem Vektor bestimmt wird, welcher am Mittenpunkt neben dem Punkt P beginnt und durch einen Mittenpunkt neben dem Punkt P+1 läuft. Wenn der Abtastkopf 38 über dem Punkt P+2 zentriert ist, was einer Entfernung entspricht, die gleich einer Standard-Sehnenlänge, ausgehend vom Punkt P+1, ist, wird ein Rahmen erzeugt und in eine Matrix der in Fig. 7 dargestellten Art übersetzt, und der Mittenpunkt neben dem Punkt P+2 wird auf die vorstehend beschriebene Weise errechnet. Dann wird der Abtastkopf 38 angewiesen, über einen Punkt P+3 zu laufen, der in der Richtung des Vektors liegt, welcher am Mittenpunkt neben dem Punkt P+1 beginnt und durch den Mittenpunkt neben P+2 läuft sowie um eine Standard-Sehnenlänge vom Punkt P+2 beabstandet ist. Anschließend legt der Computer einen Mittenpunkt neben dem Punkt P+3 auf die vorstehend beschriebene Weise fest, wobei in diesem Fall der Mittenpunkt der Mittenpunkt einer vertikalen Linie ist, die durch den Punkt P+3 läuft, weil die vertikale Linie kürzer ist als die betreffende horizontale Linie.

Als nächstes rückt der Computer den Abtastkopf auf die übliche Weis auf der Basis des Vektors zwischen dem Mittenpunkt neben dem Punkt P+2 und dem Mittenpunkt neben dem Punkt P+3 vor, und nach einer Standard-Sehnenlänge läuft die Kamera 82 direkt über den Punkt P+4. Die Entfernung zwischen dem Mittenpunkt neben P+3 und dem Punkt P+4 und die Entfernung zwischen dem Mittenpunkt neben dem Punkt P+4₆ und einem Punkt P+5 sind zum Zwecke der Veranschaulichung in Fig. 11 vergrößert dargestellt. Bei der tatsächlichen Operation der Linienfolgevorrichtung 4 ist die Entfernung zwischen einem projektierten Punkt wie dem Punkt P+4 und dem Mittenpunkt neben dem Punkt P+3 die gleiche wie die Entfernung zwischen dem Punkt P+3 und dem Mittenpunkt neben P+2 und wie die Entfernung zwischen dem Punkt P+5 und dem Mittenpunkt neben P+4₆ und zwischen jedem projektierten Punkt P+N und einem vorherigen Mittenpunkt. Nachdem die Kamera 82 einen Rahmen eines Bildes, zentriert um Punkt P+4, erzeugt hat, schafft der Rahmengreifer 107 eine Matrix der in Fig. 7 dargestellten Art. Daraufhin sieht der Computer 22 die Eingaben in der horizontalen Mittellinie in der Matrix durch und erkennt, daß die X-Koordinate des Punktes P+4, von der angenommen wird, daß sie die X-Koordinate des Mittenpunktes der Matrix, Nummer 125 in einer 250-Spalten-Matrix, ist, nicht zwischen einer Weiß-auf-Schwarz-Übergang- Eingabe und einer nächsten, darauffolgenden Schwarz-auf-Weiß- Übergang-Eingabe liegt. Folglich erfährt der Computer, daß der Punkt P+4 nicht auf der Linie 14 liegt. Dann führt der Computer eine Suchroutine durch, die durch den Schritt 81 in Fig. 5 sowie durch die gesamte Fig. 12 veranschaulicht ist, welcher dann beginnt, wenn der Computer einen kurze Wegstrecke jenseits des Punktes P+4 zu einem Punkt P+4₁ erblickt, die in einer von einem Vektor 261 angegebenen Richtung liegt. Dieser Vektor geht von den vorherigen beiden Mittenpunkten aus und wurde zum Festlegen des Punktes P+4 verwendet. Dieser Schritt wird auch mit "Ausgreifen" in Fig. 12 bezeichnet, und eine Standard-Ausgreif- Wegstrecke zwischen dem Punkt P+4 und P+4₁ kann beispielsweise gleich 0,7mal die Standard-Dicke der Linie sein, wie sie vorher festgelegt wurde. Die genaue Ausgreif-Wegstrecke ist für die Suchroutine zwar nicht kritisch, sollte aber unter der Standard-Dicke oder der tatsächlichen Dicke der Linie 14 in der Nachbarschaft des Punktes P+4 liegen, so daß ein spezielles Ausgreifen nicht über die Linie hinaus stattfindet, falls die Linie über den Punkt P+4 hinaus und neben demselben sowie rechtwinklig zum Vektor 261 verläuft.

Nach dem ersten Ausgreifen stellt der Computer durch Durchsehen der Matrix auf die vorstehend beschriebene Weise fest, daß der Punkt P+4₁ auch nicht auf der Linie liegt, und stellt, wie durch einen Schritt 73 angedeutet, einen Punkt P+4₂ fest, was eine Standard-Bogenlänge im Uhrzeigersinn, ausgehend vom Punkt P+4, ist. Die Standard-Bogenlänge entspricht einem Abstand zwischen den Punkten P+4 und P+4₂, der der Ausgreif-Wegstrecke ungefähr gleich ist. Wenn der Computer erfühlt, daß der Punkt P+4₂ nicht auf der Linie 14 liegt, greift der Computer um eine Standard-Ausgreif-Wegstrecke über P+4₂ hinaus in einer Richtung, die von einem Vektor 153 zwischen dem Mittenpunkt neben dem Punkt P+3 und dem Punkt P+4₂ angegeben wird, zum Punkt P+4₃ aus, und wenn der Computer feststellt, daß der Punkt P+4₃ nicht auf der Linie 14 liegt, sucht der Computer, wie durch einen Schritt 75 angedeutet, eine Standard-Bogenlänge im Gegenuhrzeigersinn, ausgehend vom Punkt P+4, bis zu einem Punkt P+4₄, um zu sehen, ob dieser auf der Linie 14 liegt. Wenn der Computer feststellt, daß der Punkt P+4₄ nicht auf der Linie liegt, greift er auf einen Punkt P+4₅ aus, und wenn er feststellt, daß der Punkt P+4₅ ebenfalls nicht auf der Linie liegt, stellt er fest, ob er bis jetzt einen Bogen von 90 Grad, ausgehend vom Punkt P+4, in beiden Richtungen abgetastet hat, weil das die Begrenzungen des von der Matrix in Fig. 7 dargestellten Feldes anzeigt, und bei der vorliegenden Suchoperation schließen die Punkte P+4₁ bis P+4₅ weniger als einen Bogen von 90 Grad ein, ausgehend vom Punkt P+4. Demzufolge sucht der Computer, wie durch einen Schritt 77 und den Schritt 73 angedeutet, zwei Standard-Bogenlängen im Uhrzeigersinn, ausgehend vom Punkt P+4, und stellt Punkt P+4₆ fest. Dann stellt der Computer fest, daß der Punkt P+4₆ auf der Linie 14 liegt, und fährt mit dem Errechnen des Mittenpunktes neben dem Punkt P+4₆ auf die in Fig. 10 veranschaulichte Weise fort. Um festzustellen, daß der Punkt P+4₆ auf der Linie 14 liegt, errechnet der Computer zuerst die X-Y-Koordinaten des Punktes P+4₆, ausgehend von einem Wissen um die Lage des Punktes P+4₆ relativ zu Punkt P+4, dem Mittenpunkt der Matrix. Dann sieht der Computer die Y-Reihe in der Matrix des Punktes P+4₆ durch, um zu sehen, ob eine Weiß-auf-Schwarz- Eingabe vorhanden ist und ob es eine nächste, darauffolgende Schwarz-auf-Weiß-Eingabe gibt, die die X-Koordinate des Punktes P+4₆ umschließt, wodurch als festgestellt gilt, daß dieser Punkt auf der Linie liegt.

Da die Linienfolgevorrichtung 4 das Ende der Linie noch nicht erreicht hat, schaltet der Computer anschließend auf die Standard- Vektor-Vorrück-Betriebsart zurück, wodurch der Computer den Abtastkopf 38 anweist, sich in einer Richtung zu bewegen, die von einem Vektor festgelegt ist, welcher am Mittenpunkt neben dem Punkt P+3 beginnt und durch den Mittenpunkt neben dem Punkt P+4₆ läuft, und in einer Entfernung, die der Standard- Sehnenlänge entspricht, läuft die Kamera 82 direkt über einen Punkt P+5. Der Punkt P+5 liegt ebenfalls nicht auf der Linie 14. Deshalb führt der Computer wieder den in Fig. 12 veranschaulichten Suchprozeß aus und legt letztlich den Mittenpunkt neben dem Punkt P+5₆ fest.

Wie in Fig. 11 dargestellt, vollführt die Linie 14 beinahe eine 90-Grad-Wendung im Segment 83 zwischen den Punkten P+3 und dem Mittenpunkt neben dem Punkt P+5₆. Diese scharfe Wendung bewirkt, daß die projektierten Punkte P+4 und P+5 ein gutes Stück außerhalb der Linie liegen. Nichtsdestoweniger ist der Abtastkopf 38 aber der Linie 14 um diese scharfe Wendung herum weiter gefolgt und hat weiter Mittenpunkte festgestellt, und der nächste in der Vektor- Vorrück-Betriebsart ausgewählte Punkt, P+6, liegt auf der Linie. Hier wird keine Suchoperation benötigt, sondern nur eine Standard-Mittenpunkterrechnung, wie sie in Fig. 10 veranschaulicht ist.

Der Vektor-Vorrück-Prozeß setzt sich solange fort, bis der Abtastkopf 38 einen Punkt P+Y jenseits eines Endes 93 der Linie 14 erreicht, wie er in Fig. 13 dargestellt ist. Der Computer springt nun in den in Fig. 12 veranschaulichten Suchalgorithmus. Im Gegensatz zu den Ergebnissen der um die Punkte P+4 und P+5 ausgeführten Suchroutine, sucht der Computer jedoch die Punkte P+Y₁ bis P+Y₁₇, die, ausgehend vom Punkt P+4, in beiden Richtungen 90 Grad umschließen, und stellt keinen Punkt fest, der auf der Linie 14 liegt. Folglich nimmt der Computer an, daß er das Ende der Linie 14 erreicht hat. Deshalb stoppt er die Bewegung des Abtastkopfes 38 und fragt den Operator, was als nächstes zu tun ist. Die Darstellung in Fig. 13 zeigt, daß es siebzehn Punkte gibt, die um den Punkt P+Y gesucht wurden. Diese spezielle Anzahl ist jedoch nur als Veranschaulichung der winkelförmigen Begrenzungen des Suchfeldes gedacht und soll nicht bedeuten, daß genau siebzehn Punkte innerhalb insgesamt 180 Grad in einem Bogen gesucht werden müssen, der um einen Punkt wie P+Y zentriert ist, um zu bestimmen, daß der Abtastkopf 38 das Ende der Linie erreicht hat.

Fig. 14 zeigt die Bewegung des Abtastkopfes 38, während er der Linie 14 entlang des Abschnitts der Linie folgt, der in Fig. 11 dargestellt ist. Da der Abtastkopf 38 zum Zwecke der Veranschaulichung manuell vom Punkt P zum Punkt P+1 geführt wurde, ist der Bewegungslauf des Abtastkopfes 38 zwischen diesen beiden Punkten variabel und nicht von be­ sonderer Bedeutung und ist allgemein durch eine gepunktete Linie 131 angedeutet. Dann zeichnet der Computer, nachdem er die Koordinaten des projektierten Punktes P+2 festgelegt hat, einen Lauf für den Abtastkopf 38 auf, so daß die Kamera 82 letzten Endes über den Punkt P+2 laufen wird. Da der Punkt P+1 von Hand ausgewählt wurde, befindet sich der Abtastkopf 38 in einer Ruhestellung, während der Computer den Lauf zum Punkt P+2 aufzeichnet, und der Abtastkopf kann direkt auf einen Punkt fortfahren, wo er eine Wendung vollführen wird. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist dies ein Punkt wie P+2-′, der dem nächsten projektierten Punkt wie dem Punkt P+2 vorangeht. Der Punkt P+2-′ und der Punkt P+2 liegen ungefähr in der Richtung eines Vektors, der am Mittenpunkt neben dem Punkt P beginnt und durch den Mitten­ punkt neben dem Punkt P+1 läuft, und mit diesem Bewegungs­ lauf der Kamera 82 wird beabsichtigt, den Abtastkopf, wenn er durch den Punkt P+2 läuft, ungefähr in der Richtung dieses Vektors und mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit laufen zu lassen. Da der Abtastkopf 38 sich über dem Punkt P+1 in einer Ruhestellung befand, muß er auf eine gewisse Geschwindigkeit beschleunigen und auf eine geringere Geschwindigkeit verlang­ samen, wobei die geringere Geschwindigkeit nahe oder gleich Null am Punkt P+2-′ sein kann, wo der Abtastkopf 38 den Lauf ändert, um ungefähr gerade auf den Punkt P+2 in der Richtung des Vektors zwischen dem Mittenpunkt neben dem Punkt P und dem Mittenpunkt neben dem Punkt P+1 zuzulaufen, wobei der Abtastkopf 38 wiederum eine Beschleunigung erfährt. Die Be­ schleunigungsrate, ausgehend von den Punkten P+1 und P+2-′, ist durch die Trägheit des Abtastkopfes 38 und anderer zuge­ ordneter, sich bewegender Teile begrenzt, und die Verlang­ samungsrate vor dem Punkt P+2-′, wo der Abtastkopf 38 wendet, ist durch die Trägheit des Abtastkopfes ebenfalls begrenzt. Die Verlangsamung muß dazu ausreichen, daß der Abtast­ kopf 38 die Wendung ausführen kann, denn je schärfer der Wendewinkel ist, desto näher muß der Abtastkopf 38 auf Nullgeschwindigkeit verlangsamen, ehe er das Wenden vollführt. Nachdem die Kamera 82 über den Punkt P+2 gelaufen ist und der Rahmengreifer eine Matrix der in Fig. 7 darge­ stellten Art, zentriert um den Bereich des Punktes P+2, erzeugt hat, errechnet der Computer den Mittenpunkt neben dem Punkt P+2 und stellt fest, daß dieser Mittenpunkt nicht der gleiche ist wie Punkt P+2. Deshalb läuft die Kamera 82 nicht in die korrekte Richtung, um direkt über den nächsten projektierten Punkt P+3 zu laufen.

Der Computer leitet die Bewegung des Abtastkopfes 38, indem er Kommandosignale auf eine in Fig. 15 dargestellte Plotter­ steuereinrichtung und Interpolator 134 schickt, die ihrer­ seits entsprechende Signale auf einen Puffer 136 schickt, der eine Schnittstelle der X-Y-Motore 50 und 52 bildet. Des weiteren empfängt der Computer Information bezüglich der Stellung des Abtastkopfes 38 aus den Stellungsmeßfühlern 56 und 58. Bei dem Prozeß des Leitens der Bewegung des Abtast­ kopfes 38 schickt der Computer auf die Plottersteuereinrich­ tung und Interpolator 134 Information bezüglich Koordinaten von Punkten, durch die der Abtastkopf laufen soll, und die Plottersteuereinrichtung er­ rechnet jeden vorherigen oder nachfolgenden überschriebenen Punkt wie die Punkte P+2-′, P+2′ und P+2″ zusammen mit ge­ wünschten Winkeln und Geschwindigkeiten, welche der Abtast­ kopf einnehmen soll, wenn er durch jeden projektierten Punkt läuft. Dann erzeugt die Plotter­ steuereinrichtung und Interpolator 134 eine Reihe von Impulsen, die sie auf die X-Y-Motore 50 und 52 schickt, die beispielsweise vom Schrittschalt-Typ sind. Die Frequenz und die Gesamtzahl der auf den X-Motor geschickten Impulse legt die X-Geschwindigkeitskomponente fest, und die Frequenz und die Gesamtzahl der auf den Y-Motor geschickten Impulse legt die Y-Geschwindigkeitskomponente fest, wobei beide Komponenten zum Bewegen des Abtastkopfes 38 auf die ge­ wünschte Weise notwendig sind. Zum Zwecke einer weiteren Er­ läuterung von Prinzipien des Beschleunigens und Verlangsamens eines Kopfes, wie sie in einem Aufzeichnungs- oder Linienfolge­ system Verwendung finden können, damit der Kopf einer ge­ wünschten Bahn folgen kann, kann die US-PS 35 12 066 der An­ melderin herangezogen werden, auf die hiermit als Teil der vorliegenden Offenbarung hingewiesen wird.

Spätestens bis zu der Zeit, da der Computer seine Rahmengrei­ feroperation und Errechnung eines Mittenpunktes neben dem Punkt P+2, des Vektors zwischen dem Mittenpunkt neben dem Punkt P+1 und dem Mittenpunkt neben dem Punkt P+2 und der Stelle eines projektierten Punktes P+3 beendet hat, hat der Abtastkopf den Punkt P+2 um ein Wegstreckendelta passiert, und die Kamera 82 ist zu einem Punkt P+2′ entlang der Route des Vektors zwischen dem Mittenpunkt neben dem Punkt P und dem Mittenpunkt neben dem Punkt P+1 vorgerückt. Anschließend schickt der Computer Daten bezüglich der Koordinaten des nächsten projektierten Punktes, P+3, und den gewünschten Winkel und die Geschwindigkeit, mit der der Abtastkopf durch Punkt P+3 laufen sollte, auf die Plottersteuereinrichtung und Interpolator 134. Es ist nicht unbedingt notwendig, daß der Computer diese Information auf die Plottersteuereinrichtung und Inter­ polator 134 unmittelbar nach dem Errechnen derselben schickt, obwohl dies erwünscht sein kann. Stattdessen kann der Com­ puter beliebig lange warten, nachdem er durch irgendeinen projektierten Punkt gelaufen ist, ehe er die Laufänderungs­ information auf die Plottersteuereinrichtung und Interpolator 134 schickt. Sobald der Computer die Laufänderungsinformation auf die Plottersteuereinrichtung und Interpolator 134 ge­ schickt hat, benötigt die Plottersteuereinrichtung und Interpolator nur eine kurze Zeit, die Information zu ver­ arbeiten und ein geeignetes Signal auf den Puffer 136 zu schicken. Das geeignete Signal benötigt ebenfalls nur eine kurze Zeit, um über den Puffer 136 eine Filtrierung zu erfahren und den X-Motor 50 und den Y-Motor 52 zu aktivieren. Auch der Abtastkopf 38 benötigt nur eine kurze Zeit, um seine Bewegung zu verlangsamen, sobald er dieses neue geeignete Signal emp­ fangen hat, so daß er die notwendige Wendung durchführen kann. Die Zeit, die der Abtastkopf benötigt, um auf seine Wendegeschwindigkeit ausreichend abzubremsen - ausgehend von der Zeit, in der der Computer die Laufänderungsinforma­ tion auf die Plottersteuereinrichtung und Interpolator 134 schickt -, wird durch einen Zeitdeltastrich angedeutet, und die Wende beginnt an einem Punkt P+2″. Ausgehend vom Punkt P+2″, wird der Abtastkopf in einer im allgemeinen geraden Linie zu einem Punkt P+3-′ geleitet und erfährt eine Beschleu­ nigung auf eine gewisse Geschwindigkeit und dann eine Ver­ langsamung, um den Abtastkopf am Punkt P+3-′ zu verlangsamen oder, falls notwendig, an ihm zu stoppen, so daß er die not­ wendige Wendung ausführen und die Kamera 82 veranlassen kann, direkt über den Punkt P+3 in einem gewünschten Winkel und mit einer gewünschten Geschwindigkeit zu laufen.

Unter nochmaliger Bezugnahme auf den vorherigen Fall sei bemerkt, daß, wenn die Kamera 82 über den Punkt P+3 läuft und ein Rahmen eingefroren und eine Matrix erzeugt ist, der Computer wieder feststellen wird, daß der Abtastkopf 38 nicht auf einen projektierten Punkt P+4 zu gerichtet ist, und er dessen Lauf durch Folgen von voll ausgezogenen Linien 279 und 281 auf eine Art und Weise korrigieren wird, die der Art und Weise entspricht, auf die er in der Nähe von Punkt P+2 korrigiert wurde. Nachdem er über Punkt P+4 gelaufen ist, wird die Bewegung des Abtastkopfes durch voll ausge­ zogene Linien 283, 285, 287, 289 und 291 angedeutet. Späte­ stens zu dieser Zeit ist der Abtastkopf 38 der ziemlich scharfen, in Fig. 14 dargestellten Kurve gefolgt und nähert sich einem Punkt P+7, wo die Linie 14 gerade wird. Während dieses geradlinigen Abschnitts der Linie 14 jenseits dieses Punktes P+7 folgt der Abtastkopf 38 auch einer geradlinigen Bahn und benötigt keine Bahnänderungen. Im Verlauf von ge­ radlinigen Abschnitten der Linie 14 und anderer Linien, denen zu anderen Zeiten gefolgt wird, ist der in Fig. 14 veranschaulichte Prozeß zum Steuern des Abtastkopfes 38 be­ sonders vorteilhaft, weil dieser Steuerprozeß es dem Abtast­ kopf 38 ermöglicht, verhältnismäßig schnell entlang der Linie 14 fortzufahren, ohne an projektierten Punkten zu halten, weil diese projektierten Punkte tatsächlich Mitten­ punkte sind.

Bei einer modifizierten Version des Linienabtast-Verfahrens wird der Abtastkopf 38 angewiesen, an jedem Punkt P+N zu stoppen, während ein projektierter Punkt P+N+1 errechnet und eine Bahn aufgezeichnet wird. Wenn das modifizierte Verfahren einer geraden Linie wie dem letzten Abschnitt der in Fig. 14 dargestellten Linie 14 folgt, wird der Abtastkopf an jedem Punkt P+N stoppen und folglich eine langsamere Linienabtastgeschwindigkeitsrate aufweisen als der in Fig. 14 veranschaulichte Prozeß. Es sei bemerkt, daß dieses modifizierte Verfahren zum Steuern des Bewegungslaufs des Abtastkopfes 38 durch Verwendung der Linienfolgevorrichtung 4 mit geeigneten Modifizierungen herge­ stellt werden kann, um aus den anderen Merkmalen der Er­ findung, die in Fig. 14 veranschaulicht sind, Vorteil zu ziehen.

Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung fallen der Punkt P+3-′ sowie der Punkt P+2-′ und alle anderen nega­ tiv überschriebenen Punkte, die einem projektierten Punkt vorangehen, mit dem benachbarten projektierten Punkt zusammen. In diesem Fall wird der Wendewinkel an den Punk­ ten P+2-′/P+2, P+3-′/P+3, P+4-′/P+4 und P+5-′/P+5 geringer sein als bei dem ersten Ausführungsbeispiel, wo die negativ strichindizierten Punkte den projektierten Punkten vorangehen. In diesem Fall wird, wo die negativ überschriebenen Punkte mit benachbarten projektierten Punkten zusammenfallen, der Bewegungslauf der Kamera 82 zwischen jedem doppelt strich­ indizierten Wendepunkt und einem darauffolgenden projektierten Punkt durch gestrichelte Linien 273, 275, 277 und 279 ange­ zeigt, wobei der Rest der Bewegung der Kamera 82 der gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist mit der Ausnahme, daß der Abtastkopf 38 beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung vorübergehend anhält oder zumindest die Geschwindig­ keit an jedem projektierten Punkt wie den Punkten P+2, P+3 etc. beträchtlich verringert, so daß der Abtastkopf 38 die erfor­ derliche Wendung ausführen kann. Beim zweiten Ausführungs­ beispiel wartet der Abtastkopf jedoch üblicherweise nicht an allen projektierten Punkten, während Bahnänderungsinfor­ mation errechnet wird. So fährt beispielsweise der Abtast­ kopf 38, nachdem er vorübergehend am Punkt P+3 gestoppt hat, beim zweiten Ausführungsbeispiel schnell entlang der durch voll ausgezogene Linien 297 und 299 identifizierten Route fort, ehe er am Punkt P+3″ wendet und entlang der durch die gestrichelte Linie 277 identifizierten Route fortfährt.

Fig. 16 veranschaulicht einen Komprimierungsprozeß, der von der Linienfolgevorrichtung 4 verwendet wird, um die Anzahl der digi­ talisierten Punkte, üblicherweise Mittenpunkte, zu reduzieren oder zu komprimieren, die vom Computer 22 zur Darstellung der Linie 14 permanent gespeichert sind.

In Fig. 16 sind alle Punkte P+20 bis P+25 Mittenpunkte entlang eines Abschnitts der Linie 14, und diese wurden in der Reihenfolge errechnet, wie sie auf die vorstehend beschriebene normale Art und Weise angegeben ist. Nachdem die Koordinaten jedes einzelnen Punktes errechnet worden sind, wird dem nachstehenden Prozeß gefolgt, um zu bestimmen, ob der vorherige Punkt zum adäquaten Be­ stimmen des umgebenden Abschnitts der Linie 14 notwendig ist. Wenn nun angenommen wird, daß der Punkt P+22 gerade errechnet wurde und der Punkt P+20 eine vorherige Verdünnungsoperation überdauert hat, legt der Computer anschließend Winkel relativ zu einer anderen Linie wie einer Horizontalen einer Linie 371 fest, die am Punkt P+20 beginnt und eine Tangente zu einem Kreis 370, zentriert um den Punkt P+22, bildet, und einer weiteren Linie 373, die am Punkt P+20 beginnt und eine Tangente zum Kreis 370 gegenüber der anderen Tangente bildet. Der Computer 22 errechnet auch die Winkel der Linien 372 und 374, zentriert am Punkt P+20 und einen Kreis 376 berührend. Der Radius jedes in Fig. 16 dargestellten Kreises einschließ­ lich der Kreise 370 und 376 entspricht einem Toleranz­ niveau, das von einem Operator ausgewählt wurde, um die maximal tolerierbare Abweichung von einem gegebenen Mitten­ punkt zu einer Linie zu etablieren, die zwei andere Mitten­ punkte verbindet, welche dem gegebenen Mittenpunkt voran­ gehen und diesem nachfolgen. Je kleiner der Radius der Kreise ist, desto geringer ist die Toleranz und desto dichter muß ein gegebener Punkt nahe einer solchen Linie liegen, ehe seine Koordinate aus dem Speicher des Computers 22 als zum Darstellen des diese drei Punkte umgebenden Ab­ schnitts der Linie 14 nicht notwendig gelöscht werden kann.

Um mit der Komprimierungsoperation fortzufahren, bestimmt der Computer als nächstes, ob irgendein Winkel innerhalb des von den Linien 372 und 374 begrenzten Sektors vorhanden ist, der mit den von den Linien 371 und 373 begrenzten Winkeln zusammenfällt oder diese überlappt. Wenn dies der Fall ist, ist der Punkt P+21 zum Darstellen der Linie nicht not­ wendig und kann aus dem Speicher gelöscht werden. Anschlie­ ßend errechnet der Computer die Koordinaten eines Punktes P+23 auf die normale, in Fig. 5 veranschaulichte Art und Weise und bestimmt die Winkel der Tangenten 378 und 380, die beide vom Punkt P+20 ausgingen, und legt fest, ob irgendein Winkel, der darin enthalten war, irgendeinen Winkel überlappt, der innerhalb vorher überlappender Tan­ genten 371, 373 enthalten war. Wenn dies wie in Fig. 16, der Fall ist, löscht er den Punkt P+22. Dann errechnet der Computer die Koordinaten eines Punktes P+24 und die Winkel der Tangenten 382 und 384 und vergleicht diese Winkel mit den Winkeln, die innerhalb der Tangenten 378 und 380 ent­ halten waren, und da es keine Überlappung zwischen den beiden Winkelgruppen gibt, wird Punkt P+23 zum Darstellen der Kontur eines umgebenden Abschnitts der Linie 14 gerettet. Sodann errechnet der Computer die Winkel der Tangenten 386 und 388, die vom Punkt P+23 ausgehen, und die Koordinaten eines Punktes P+25 sowie die Winkel der Tangenten 390 und 392, um zu bestimmen, ob der Punkt P+24 notwendig ist. Der Punkt P+24 ist zum Darstellen der Linie 14 nicht notwendig und kann aus dem Speicher gelöscht werden, weil die Winkel innerhalb der Tangenten 380 und 388 die Winkel innerhalb der Tangenten 390 und 392 überlappen.

Die Tangenten 386, 388, 390 und 392 zeigen ein Schema des Komprimierungsprozesses, wenn schließlich festgelegt ist, daß ein gegebener Punkt wie der Punkt P+23 zum Darstellen der Kontur der Linie 14 erforderlich ist. Das Schema besteht darin, daß die Tangenten zu einem folgenden Paar von Kreisen um zugeordnete Mittenpunkte wie die Punkte P+24 und P+25 herum von dem gegebenen notwendigen Punkt ausgehen, und Tan­ genten zu noch folgenden Kreisen um zugeordnete Mittenpunkte herum werden auch von dem gegebenen notwendigen Punkt aus­ gehen, bis ein folgender notwendiger Punkt festgestellt worden ist. Dann dient dieser folgende notwendige Punkt als Ausgangs­ punkt für nachfolgende Tangenten zu nachfolgenden Kreisen um zugeordnete Mittenpunkte herum.

Die Linienfolgevorrichtung 4 kann auch in einer halbautomatischen Betriebsart bzw. einer Einzelschritt-Be­ triebsart betrieben werden, indem ein Operator damit beginnt, zwei Punkte wie die Punkte P und P+1 auszuwählen, die auf dem Monitor 34 angezeigt werden, woraufhin der Computer 22 die Mittenpunkte neben denselben errechnet und den Abtastkopf 38 anweist, in Richtung des Punktes P+2 fortzufahren. Bei dieser Einzelschritt-Be­ triebsart wartet der Computer jedoch am Punkt P+2 darauf, daß der Operator einen weiteren Punkt auf der Linie 14 auswählt, die nicht entlang des Vektors zwischen den beiden vorherigen Mittelpunkten zu verlaufen braucht. Sobald der Operator den gegebenen Punkt ausgewählt hat, errechnet der Computer einen benachbarten Mittenpunkt und weist den Abtastkopf 38 an, um eine Standard-Sehnenlänge zu einem projektierten Punkt fortzufahren, der von dem Vektor zwischen dem Mittenpunkt neben dem gegebenen Punkt und dem vorherigen Mittenpunkt festgelegt wurde.

Diese Betriebsart kann dazu verwendet werden, das Folgen eines komplizierten Abschnittes einer Linie wie eines Bereichs mehrfacher Schnittpunkte zu steuern. Ein geeignetes Computerpro­ gramm für diese Betriebsart kann auf dem Ablaufplan in Fig. 5 basieren, bei dem der Schritt 204 derart modifiziert ist, daß ein gegebener Punkt anstatt um eine Zählung wie bei dem vorbeschriebenen Prozeß um zwei Zählungen erhöht wird, und von Schritt 204 aus wird der Computer auf Schritt 206 geführt, bei dem ein Operator den nächsten zu digitalisierenden Punkt manuell auswählen kann, anstatt auf den nächsten, mit Schritt 208 bezeichneten automatischen Vektor-Vorrückschritt.

Abschließend soll darauf hingewiesen werden, daß es für den Computer auch andere Wege gibt, zu entscheiden, wohin ein optischer Abtastkopf an einem Schnittpunkt geführt werden soll, wobei sich dieser Punkt von dem, der durch den in Fig. 5 und 12 veranschaulichten Standard-Suchprozeß angedeutet ist, unterscheidet. So kann sich beispielsweise der Computer 22, wie in Fig. 18 veranschaulicht ist, jede horizontale Linie merken, die durch jeden Mittenpunkt läuft, den er vorher im Prozeß des Feststellens jedes Mittenpunktes errechnete, und wo, wie in Fig. 18 durch die Punkte P+44-′ und P+44-2 angedeutet ist, der Abtastkopf um eine Sehnenlänge über den Punkt P+3 hinaus vorgerückt ist, errechnet der Computer 22 eine horizontale Linie durch die Punkte P+44-′ und P+44-2. Dann erkennt der Computer mittels einer Matrix der in Fig. 7 dargestellten Art, daß es zwei Linien in der entsprechenden Reihe der Matrix gibt, die X-Koordinaten einschließen, die denen gemeinsam sind, welche in der horizontalen, durch den Punkt P+43 laufenden Linie enthalten sind. Zu diesem Zeit­ punkt kann der Computer den Abtastkopf stoppen und auf ein Signal von einem Operator warten, der entscheidet, ob der Ab­ tastkopf entlang des Vektors, der von den Punkten P+43 und P+44-1 oder von den Punkten P+43 und P+44-2 begrenzt wird, fortfahren soll. Der Computer kann auch dazu programmiert sein, einen solchen Schnittpunkt rechts oder links anzupeilen oder, falls die Situation entsteht, geradeaus durch einen Schnittpunkt zu laufen.

Claims (5)

1. Verfahren zum rechnerunterstützten Abtasten einer auf einer zweidimensionalen Vorlage aufgezeichneten Linie durch einen optischen Abtaster, bei dem der Rechner die Bewegung des Abtasters entlang der Linie mittels aus der Abtastung vorausgegangener Linienpunkte gewonnener und digitalisierter Punktkoordinaten steuert, wobei der Abtaster zunächst von einer Bedienperson an einen Start­ punkt am Anfang der aufgezeichneten Linie geführt wird, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß der Abtaster die Linie in einem vorgegebenen zwei­ dimensionalen Bereich des Startpunktes rechnerge­ steuert abtastet, wobei die Koordinaten eines dort der halben Liniendicke entsprechenden Linienmittenpunktes im Rechner abgespeichert werden,
• b) daß der Abtaster dann zu einem in Richtung des Linien­ verlaufs vom Startpunkt beabstandeten Orientierungs­ punkt geführt wird, wo er die Linie in einem vorge­ gebenen zweidimensionalen Bereich rechnergesteuert abtastet, wobei aus den Abtastdaten die Liniendicke in diesem Bereich vom Rechner ermittelt und die Koordi­ naten des zugehörigen Linienmittenpunktes wie im Falle des Startpunktes ermittelt und abgespeichert werden,
• c) daß der Abtaster daraufhin rechnergesteuert entlang eines von der Lage der beiden vorausgehend ermittelten Linienmittenpunkte bestimmten Vektors um dessen Länge über den zuletzt abgetasteten Punkt hinaus zu einem weiteren Punkt geführt wird, wobei dann, wenn dieser Punkt auf der aufgezeichneten Linie liegt, die voraus­ gehend ermittelte und abgespeicherte Liniendicke als hinreichend genau ermittelt gilt, woraufhin die Koor­ dinaten des zugehörigen Linienmittenpunktes wie im Falle des Startpunktes ermittelt und abgespeichert werden, und wobei, sollte dieser Punkt neben der auf­ gezeichneten Linie liegen, der Abtaster entsprechend einer vorgegebenen Suchroutine so lange im Bereich um diesen letzten Punkt schrittweise bewegt wird, bis ein Punkt ermittelt ist, der auf der Linie liegt, wobei die vorausgehend ermittelte und abgespeicherte Linien­ dicke dann als hinreichend genau ermittelt gilt, wor­ aufhin die Koordinaten des zugehörigen Linienmitten­ punktes wie im Falle des Startpunktes ermittelt und abgespeichert werden, und
• d) daß entsprechend den unter c) angegebenen Suchroutinen rechnergesteuert weitere Punkte ermittelt und abge­ speichert werden, bis eine Stellung des Abtasters erreicht ist, bei der diese Suchroutinen zu keinem weiteren Linienpunkt führen, womit das Ende der auf­ gezeichneten Linie als erreicht gilt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Suchroutine nach einem auf der Linie liegenden Punkt, ausgehend von einem neben der Linie liegenden Punkt:
Weiterführen des Abtasters entlang Vektoren, deren Länge kürzer ist als eine aus den abgespeicherten Liniendicken ermittelte Standard-Liniendicke, und deren Richtung mit Bezug auf den Vektor, entlang welchem der Abtaster zu dem neben der Linie liegenden Punkt gelangt ist, zwischen Null und 180° variiert wird, bis ein auf der Linie liegender Punkt erreicht ist, wobei diese Routine gege­ benenfalls so lange mit einem Mehrfachen der Standard- Liniendicke wiederholt wird, bis der Abtaster einen auf der Linie liegenden Punkt ermittelt hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem abgespeicherte Daten entsprechend eines vorgegebenen Auswahlkriteriums komprimiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß es das Auswahlkriterium vorsieht, den aktuell zur Abspeicherung gelangten Linienmittenpunkt zu löschen, wenn der zuge­ hörige Linienpunkt auf einer Geraden mit zwei voraus­ gehend abgetasteten Linienpunkten liegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Liniendicke aus zwei senkrecht zueinander verlaufenden Geraden ermittelt wird, in deren Schnittpunkt der jeweilige Linienpunkt liegt, wobei aus demjenigen von den Linienrändern begrenzten Geraden­ abschnitt der Linienmittenpunkt ermittelt wird, dessen Länge im Bereich einer vorbestimmten Standard-Liniendicke liegt, und wobei der zugehörige Linienpunkt selbst als Linienmittenpunkt festgelegt wird, wenn beide Längen der Geradenabschnitte nicht in diesem Bereich liegen.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn beide Geradenabschnitte größer sind als die Standard-Liniendicke eine Gabelung der Linie angenommen wird, wobei die Linie dann zunächst entlang der einen und anschließend entlang der anderen Gabellinie abgetastet wird.