[发明专利]一种位置编码方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种位置编码方法及装置，属于长度测量领域。

背景技术

现代位移测量系统大部分采用光栅位移测量装置，目前线位移和角位移测量装置构成的测量系统从增量式测量方法逐步发展为绝对式测量方法。

绝对式光栅位移测量，在其内部设有位置测量基准部件，通常叫作光栅标尺，在光栅标尺测量方向上刻有绝对位置编码序列，以此提供绝对位置基准，为提高位置测量准确性及信号冗余性，在编码设计时，需考虑单位长度内尽量多的透明码与不透明码或反射和不反射的边界数量，数量越多，信息量越大，信号冗余性就越好，评价位置编码先进性的一个重要特征是：相同编码长度内出现”透”至“不透”及“不透”至“透”的跳变沿的数量多少，数量越多，编码信息越丰富，位置译码结果会更准确、更可靠。

申请号为“201010578445.4”专利中，提到一种单码道绝对位置编码方法，在光栅标尺尺上设置一编码图形，该编码图形包括多个分区，任一分区包括一个分区号和一个位置码码，任一分区号至少包括两条等宽黑条码或两条等宽白条码，任一位置码至少包括两个编码位，任一编码位包括一个第一编码条码和一个第二编码条码；第一编码条码和第二编码条码宽度相等，这种编码方式由于其位置码编码位结构采用了互补特性的编码方式，从而增加了单位长度内尽量多的透明码与不透明码或反射和不反射的边界数量，有利于提高位置测量准确性及信号冗余性。

发明内容

为解决上述技术问题，现提出本发明。

本发明的技术方案

一种绝对位置编码方法：

相邻码元之间以互补形式交替出现组成光栅标尺上的编码序列图形，编码图形包括多个透光和不透光相互交替出现的码元，或编码序列图形包括多个反射和不反射相互交替出现的码元；

编码序列图形由若干个分区组成，分区包括分区号和位置码，位置码为二进制编码，编码序列图形的基本组成单位是码元；

位置码包括位置码第一码元和位置码第二码元，位置码第一码元表示数值“0”，位置码第二码元表示数值“1”；位置码第一码元宽度为d1，位置码第二码元宽度为d2，并满足：d1＝d，d2＝1.25*d，或d1＝1.25*d，d2＝d；其中d为单位码元宽度；

在一个分区内位置码码元数量为奇数时，分区号包括一个分区号码元，分区号码元以互补形式与左右的相邻位置码码元连接；分区号码元宽度大于位置码第一码元宽度及位置码第二码元宽度；

在一个分区内位置码码元数量为偶数时，分区号包括分区号第一码元和分区号第二码元，分区号第一码元和分区号第二码元以互补形式与左右相邻位置码码元连接，分区号第一码元宽度不同于位置码第一码元宽度及位置码第二码元宽度，或者是分区号第二码元宽度不同于位置码第一码元宽度及位置码第二码元宽度。

在一个分区内位置码码元数量为奇数时，分区号码元宽度为d3＝1.5*d；在一个分区内位置码码元数量为偶数时，分区号第一码元宽度为d3＝1.5*d，分区号第二码元宽度为d4＝d。

每个分区内的位置码数量相同，且每个分区内的位置码组成的编码值与相邻分区的位置码组成的编码值相差1。

一种位置测量装置，包括光源、准直透镜、光栅标尺、图像传感器、信号采集与解码模块；

该光栅标尺上刻有一编码序列图形，相邻码元之间以互补形式交替出现组成光栅标尺上的编码序列图形，编码序列图形包括多个透光和不透光相互交替出现的码元，或编码序列图形包括多个反射和不反射相互交替出现的码元；

编码序列图形由若干个分区组成，分区包括分区号和位置码，位置码为二进制编码，编码序列图形的基本组成单位是码元；

位置码包括位置码第一码元和位置码第二码元，位置码第一码元表示数值“0”，位置码第二码元表示数值“1”；位置码第一码元宽度为d1，位置码第二码元宽度为d2，并满足：d1＝d，d2＝1.25*d，或d1＝1.25*d，d2＝d；其中d为单位码元宽度；

在一个分区内位置码码元数量为奇数时，分区号包括一个分区号码元，分区号码元以互补形式与左右的相邻位置码码元连接；分区号码元宽度大于位置码第一码元宽度及位置码第二码元宽度；