[發明專利]一種基于絕對位置判定的單碼道編解碼方法

有效

• 申請號: 201210012665.5
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102589442A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 張俊星;薄純娟
• 申請（專利權）人: 大連民族學院
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

技術領域

本發明屬于工控領域，特別是一種基于絕對位置判定的單碼道編解碼方法。

背景技術

隨著制造和自動化技術的迅速發展，編碼器作為一種融合數字技術和計算機技術的數字式傳感器已經被廣泛地應用于生活和生產中。

絕對位置編碼器軌道有圓周、曲線、直線等種類，按碼道分，位置判定的編碼方法主要有多碼道編碼和雙碼道編碼。雙碼道編碼的兩碼道上都是等間距條紋，但不同碼道上條紋間距不同，位置信息由碼道間構成的拍信號的相位給出，這種方法的缺點是信號處理復雜，成本高。多碼道編碼的每條碼道表示二進制編碼的某一位，編碼能力取決于碼道的多少，這種編碼技術制造復雜。

目前絕對位置編碼器的位置判定應用最多的測量方法是基于多碼道編碼方式的光電式位移測量方法，又包括采用兩片光柵組合的增量計數法和基于一片光柵的絕對位置編碼法。增量計數法通過兩片光柵相對運動產生的脈沖序列進行計數，用具有方向性的累計數來表示位移的變化量，這種方法原理簡單，所用的光柵工藝流程短、成本低，但其缺點在于數據的可靠性較差，一旦累計計數產生差錯，這種誤差會一直保留到測量結束，并且在測量過程中一旦發生斷電，則所記數據立即全部丟失，無法恢復。基于一片光柵的絕對位置編碼法在一片光柵上刻以特定規則的編碼，被測量的所有位置均有唯一編碼與之對應，并且重新上電后這種對應關系不變，從而保證了數據的可靠性。

但該種基于多碼道編碼方式的光電式位移測量方法中，多碼道編碼光柵的制造工藝流程長，成本高，而且與之對應的光電轉換元件和電子器件也比較多，因此測量裝置結構復雜，外型尺寸也無法縮小。且現有常用的偽隨機序列是目前常用的位置編碼，有著表征能力強，編碼效率高的特點，但其缺點是編解碼方法和裝置復雜，成本高。

發明內容

本發明針對現有基于多碼道編碼方式的光電式位移測量方法存在的問題，提出了一種基于絕對位置判定的單碼道編解碼方法。本發明采用的技術手段如下：

一種基于絕對位置判定的單碼道編解碼方法，包括編碼步驟和解碼步驟，編碼步驟包括：

步驟1：生成一位數為m的起始碼，同時利用相加器產生多個信息碼，每一信息碼的位數為n；

步驟2：將信息碼按照從小到大的順序排列，統計信息碼中為1的編碼位之前為0的編碼位的個數，若信息碼中任一為1的編碼位之前為0的編碼位的個數大于或等于m-2，則刪除該信息碼，并將排序在后的信息碼提前；

步驟3：經過步驟2得到一碼庫，再將碼庫中每一n位信息碼與m位起始碼組合，構成位數為m+n的碼字，將碼字順序相連的表征在一信息帶上一直線碼道的各分區中，碼庫中每一信息碼對應一分區的絕對位置；該碼道整體不透光，碼道上等距離排列有編碼位，在編碼位為0處開通有透光小孔。

本發明的有效效果是：本發明的編解碼方法簡單，可靠性高，便于解碼并能確保測量精度，絕對位置定位快速準確，解決了現有絕對位置編碼器結構復雜、成本高的問題。雖然表征能力和編碼效率稍差于m序列，但是互相關函數較現有編碼方法理想，需維護的數據量大大減小，且能準確定位碼的位置和信息，可應用于信息帶運動時快速定位。

附圖說明

圖1為本發明信息帶示意圖。

圖2為解碼定位系統結構圖。

圖3為本發明一解碼實例流程圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。

如圖1所示，本發明的基于絕對位置判定的單碼道編解碼方法包括編碼步驟和解碼步驟，其中的編碼步驟包括：

步驟1：生成一位數為m的起始碼，同時利用相加器產生多個信息碼，每一信息碼的位數為n。

步驟2：將信息碼按照從小到大的順序排列，統計信息碼中為1的編碼位之前為0的編碼位的個數，若信息碼中任一為1的編碼位之前為0的編碼位的個數大于或等于m-2，則刪除該信息碼，并將排序在后的信息碼提前。

步驟3：經過步驟2得到一碼庫，該碼庫中信息碼的個數表征了編碼能力，再將碼庫中每一n位信息碼與m位起始碼組合，構成位數為m+n的碼字，將碼字順序相連的表征在一信息帶上一直線碼道1的各分區中，碼庫中每一信息碼對應一分區的絕對位置，如圖1所示。該碼道1整體不透光，碼道1上等距離排列有編碼位，在編碼位為0處開通有透光小孔2。

如圖2所示，其中的解碼步驟包括：