[發明專利]一種基于圖像相位相關算法的電機轉子位置檢測

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• 申請號: 201711140132.4
• 申請日: 2017-11-16
• 公開（公告）號: CN108151675A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 李煒
• 申請（專利權）人: 柳州健魚科技有限公司
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 宋敏

本發明公開了一種基于圖像相位相關算法的電機轉子位置檢測方法，主要包括：步驟1：電機處于轉動時，將數碼相機對準電機轉子的正面；步驟2：數碼相機連續拍攝電機轉子的正面圖像；步驟3：根據所拍攝的相鄰兩幅端面圖像的信息計算出轉子轉過的角度，再結合拍攝該相鄰兩幅端面圖像的間隔時間確定電機轉子的位置。本發明的一種基于圖像相位相關算法的電機轉子位置檢測方法，可以實現操作方便安全、檢測精度高以及可靠性強的優點。

技術領域

本發明涉電機轉子位置檢測技術領域，具體地，涉及一種基于圖像相位相關算法的電機轉子位置檢測方法。

背景技術

電機轉子位置檢測是通過測量轉子旋轉角度得出的，目前電機轉子旋轉角度的測量系統主要有以下幾種：霍爾元件，光電編碼器。這些器件的響應速度和測量精度不是很高，而且是接觸性的測量，不適合在惡劣的工作環境中操作。因此需要克服上述測量器件的不便之處，現提出了新的測量方法，即基于圖像相位相關算法的電機轉子的轉角測量，該方法能實現測量精度高、實時性好、可以進行非接觸測量。

原因在于：1、該方法利用圖像信息進行計算，計算精度能達到像素級，從而可以實現精密測量。2、采用DSP642和FPGA芯片能快速、準確地對圖像進行處理、計算，為測量的實時性提供了保障。3、通過拍攝電機端面圖像來達到精密測量的目的，顯然該方式為非接觸式測量。這些優點使得該檢測方法利于電機的精密控制，利于在惡劣環境下工作。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種基于圖像相位相關算法的電機轉子位置檢測方法，以實現操作方便安全、檢測精度高以及可靠性強的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種基于圖像相位相關算法的電機轉子位置檢測方法，主要包括：

步驟1：電機處于轉動時，將數碼相機對準電機轉子的正面；

步驟2：數碼相機連續拍攝電機轉子的正面圖像；

步驟3：根據所拍攝的相鄰兩幅端面圖像的信息計算出轉子轉過的角度，再結合拍攝該相鄰兩幅端面圖像的間隔時間確定電機轉子的位置。

進一步地，所述步驟1中的電機轉子采用微型精密減速裝置，引出一個低速轉軸，通過拍攝低速轉軸測量低速轉軸的轉角。

進一步地，所述電機轉子根據微型轉速箱低速轉軸與電機轉子的角速度比率折算成電機轉子的旋轉角度，實現對電機高速轉子的位置檢測。

進一步地，所述步驟2中的數碼相機采用高速攝像頭。

進一步地，所述數碼相機對采集到的圖像進行消旋。

進一步地，所述消旋采用濾波算法。

進一步地，所述數碼相機拍攝到的光信號傳送至高速CCD芯片，高速CCD芯片將光信號轉化為電信號，并將電信號傳送到圖像采集模塊中得到圖像，圖像由存儲器進行緩存。

進一步地，所述存儲器中的圖像信息值傳入FPGA并行相關運算陣列進行相位相關運算，運算所得的數據送入DSP峰值搜索和速度計算模塊進行最后的角度和速度計算，并通過通訊接口向外顯示輸出。

進一步地，所述步驟3具體包括：

選取信息豐富的圖像，對圖像進行極坐標變換，利用相位相關算法，找出變換后的相鄰兩幅端面圖像的互功率譜峰值，以獲得相鄰圖像之間的整數位移矢量和角度差，計算旋轉角度。

進一步地，所述計算所得的旋轉角度通過顯示屏進行顯示。

本發明的有益技術效果：