[發明專利]一種單圈絕對編碼器抗干擾及噪聲的細分處理方法

有效

• 申請號: 201810425903.2
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN109029513B
• 公開（公告）日: 2019-11-12
• 發明（設計）人: 袁鵬飛;雷仲魁;黃大慶
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學;南京曉莊學院
• 主分類號: G01D5/347
• 分類號: G01D5/347
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 施昊

1.一種單圈絕對編碼器抗干擾及噪聲的細分處理方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)CCD讀頭采集單圈絕對編碼盤上刻畫線組明暗條紋數據，并存入測量電路板中；

(2)根據選取的刻畫線組明暗條紋數據，采用質心法計算每條刻畫線中心位置信息，構建細分測量矩陣，并對該矩陣進行特征分解，求出各刻畫線組的細分權重；該步驟的具體過程如下：

以編碼盤物理中心點為原點O，檢測線為縱軸建立平面直角坐標系，以檢測線為中心往兩側各選取N個刻畫線組，設CCD線陣與坐標系縱軸有一交點A，同時選取的各刻線組的中心線與CCD線陣的交點為E_i和E_-i，i＝1,2,…,N，“i”和“-i”分別表示檢測線兩側的刻畫線；采用質心法，根據下式計算出E_i和E_-i的橫坐標和

上式中，P_i為第i條刻畫線像元的采樣值，G_i為第i條刻畫線像元在CCD中的位置編號；

設M為編碼盤上的刻畫線條數，當N＜＜M時，∠E_-iOE_i的對角線與CCD線陣的交點e_i的橫坐標由下式近似求出：

對任意第i個細分位置e_i和第j個細分位置e_j求解彼此的細分距離a_ij：

令s_ij＝1-a_ij,0≤s_ij＜1，由N×N個s_ij構建細分測量矩陣S：

因為矩陣S正定，所以一定存在一個最大模特證值|λ|_max及其對應的特征向量ξ＝(ζ₁,...,ζ_N)，使得：

|λ|_maxξ＝S^Tξ

將上式展開，得：|λ|_maxζ_i＝ζ₁s_1i+ζ₂s_2i+...+ζ_Ns_Ni,i＝1,...,N，則細分權重α_i：

(3)根據細分權重計算出細分值，具體過程如下：

根據細分權重α_i計算細分位置E的橫坐標X_E：

根據細分權重α_i計算細分角θ：

上式中，X_A為CCD線陣與坐標系縱軸交點A的橫坐標，η為刻畫線夾角，L為以像素為單位的刻畫線平均間距。

2.根據權利要求1所述單圈絕對編碼器抗干擾及噪聲的細分處理方法，其特征在于，由下式計算刻畫線夾角η、刻畫線平均間距φ以及以像素為單位的刻畫線平均間距L：

上式中，D為編碼盤刻畫線中徑，W為CCD像元寬度。