[发明专利]一种单轨绝对光栅尺系统

权利要求书

1.一种单轨绝对光栅尺系统，其特征在于，包括：光栅尺、光学放大系统、图像采集器和控制器；

所述光栅尺上设置有绝对码道，所述绝对码道上设置有等宽度等间距的长光栅条纹和短光栅条纹，所述长光栅条纹和所述短光栅条纹按二进制伪随机序列编码分布，所述长光栅条纹与所述短光栅条纹均为暗条纹；

所述光学放大系统，用于对所述光栅尺进行K放大倍数放大，使得所述图像采集器采集到的图像具有一组完整的伪随机码条纹；

所述图像采集器与所述控制器通信连接；

所述控制器，用于获取所述图像采集器采集到的所述图像，对所述图像的光栅条纹进行伪随机序列的绝对编码信息进行解码，得到第一绝对位置值X；

所述控制器还用于：

对所述图像进行像素细分，计算所述光栅条纹的增量误差Δd，对所述第一绝对位置值X和所述增量误差Δd求和，得到第二绝对位置值X'；

所述控制器还用于：识别所述图像的中心线，判断所述中心线是否落在暗条纹上。

2.根据权利要求1所述的单轨绝对光栅尺系统，其特征在于，所述一组完整的伪随机码条纹具体为：在所述图像中以所述图像的中心线以左的第N/2条光栅条纹为起始光栅条纹，至所述图像的中心线以右的第N/2条光栅条纹为终止光栅条纹，所组成的N条光栅条纹，其中，N为二进制伪随机码的阶数，当N为奇数时，N/2的值遵循去小数取整原则。

3.根据权利要求1-2任一项所述的单轨绝对光栅尺系统，其特征在于，所述K放大倍数为：

其中，a为图像采集器的像素元之间的距离，m为图像采集器所具有的列像素数目，n为伪随机序列编码的阶数，L为每个光栅条纹的宽度。

4.根据权利要求1所述的单轨绝对光栅尺系统，其特征在于，所述第一绝对位置值X具体为：

X＝Z+2×C×L；

其中，Z为图像中光栅条纹的最左边界线的位置值，C为图像中光栅条纹最左边界线到中心线的长光栅条纹和短光栅条纹的总个数，L为长光栅条纹或短光栅条纹的宽度。

5.根据权利要求1所述的单轨绝对光栅尺系统，其特征在于，若所述中心线落在暗条纹上，则所述第二绝对位置值为：

其中，Z为图像的最左光栅条纹的左边界线的位置值，C为图像中光栅条纹最左边界线到中心线的光栅条纹的总数，L为每个光栅条纹的宽度，为图像的增量误差，a为图像采集器的像素元之间的距离，K为放大倍数，E为误差增量所占的像素个数。

6.根据权利要求1所述的单轨绝对光栅尺系统，其特征在于，若所述中心线未落在暗条纹上，则所述第二绝对位置值为：

其中，Z为图像的最左光栅条纹的左边界线的位置值，C为图像中光栅条纹最左边界线到中心线的光栅条纹的总数，L为每个光栅条纹的宽度，为图像的增量误差，a为所述图像采集器的像素元之间的距离，K为放大倍数，E为误差增量所占的像素个数。

7.根据权利要求5或6所述的单轨绝对光栅尺系统，其特征在于，所述图像的最左边界线的位置值为：以所述中心线为起点，往所述图像的左边第N/2条暗条纹的左边界对应的绝对位置值，其中，N为二进制伪随机码的阶数。

8.根据权利要求1所述的单轨绝对光栅尺系统，其特征在于，所述控制器还用于：

当所述光栅尺的移动速度超过预置速度值时，获取当前绝对位置值，计算所述光栅尺以超过所述预置速度值的移动速度移动的光栅条纹间隔增量，将所述当前绝对位置值与所述光栅条纹间隔增量之和作为第三绝对位置值。