[發明專利]基于雙周期序列的單碼道絕對式編碼和解碼方法

有效

• 申請號: 201410650170.4
• 申請日: 2014-11-14
• 公開（公告）號: CN104374325A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 劉峰;彭濟根;趙靜靜
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01D5/347
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

【技術領域】

本發明屬于工控領域，涉及一種高速、高精度線位移長光柵的單碼道絕對式編碼方法和解碼方法。

【背景技術】

單碼道絕對式編碼用于線位移光柵傳感器的設計制造。絕對式光柵尺的刻線與絕對式編碼相對應，碼元為“1”用刻線表示，若碼元為“0”則不刻線，而解碼則是根據從光柵尺上掃描得到的碼字給出讀數頭位移度量。

1999年，德國HEIDENHAIN(海德漢)公司推出了新型絕對式線位移光柵尺，該光柵尺具有增量式和絕對式兩個碼道，其中絕對式碼道就是依據單碼道絕對式編碼在標尺上光刻而成的。該光柵在上電后不需要尋找“零位”，根據當前掃描信息即可確定當前位置，而且因在光柵運行時實時進行解碼而沒有累計誤差，所以常用于大型機械部件的精密加工與測量。這類光柵代表了精密測量技術的世界先進水平和發展趨勢。

單碼道絕對式編碼是傳統絕對式編碼的進一步發展。傳統絕對式編碼，如格雷碼，按確定的規律進行編碼和解碼，但它不要求前后相鄰碼字具有碼元的重疊性，因此必須通過多碼道實現。多碼道絕對式光柵制造工藝流程長，成本高，而單碼道光柵則可有效克服這一缺陷。近年來，歐美國家相繼推出了自己的絕對式光柵產品，主要用于高端機床制造。我國也開展了單碼道絕對式光柵的研制，但目前還未推出自己的產品，仍處于研發階段。研究的熱點領域是線位移長光柵的設計，其中滿足長光柵需求的絕對式編碼是關鍵問題之一。

單碼道絕對式光柵對編碼技術要求較高，它要求前后相鄰碼字的碼元具有一定的重疊性，以便所有碼字能夠組成一個序列(稱為編碼序列)，這一要求使得編/解碼變得較為困難。目前主要采用偽隨機編碼方法和分區編碼的思想。不足之處是當編碼序列較長時，解碼算法占用內存大，耗時多，不能滿足高速高精度光柵的要求。為克服這一不足，本發明將隨機編碼與確定性編碼思想相結合，提出了基于雙周期序列絕對式編碼方法，有效地減少了內存與解碼計算的開銷。所給編/解碼方法滿足高速高精度線位移絕對式光柵的要求。

【發明內容】

本發明提出了一種基于兩周期序列的單碼道絕對式編碼和解碼方法，其解碼算法占用內存小，適用于高速高精度線位移長光柵。

一種基于雙周期序列的單碼道絕對式編碼方法，將n_a階m序列和n_b階m序列的碼元交錯排列形成單碼道絕對式編碼：SAC(na,nb)=a1b1a2b2...apabpaapa+1bpa+1...apapb+pa+nb-1bpapb+pa+nb-1apapb+pa+nb,]]>其中n_a<n_b，n_a與n_b互質，分別為兩個序列的周期。