单码道绝对位置编码方法、解码方法及测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种单码道绝对位置编码方法，包括设置一编码图形，该编码图形包括多个分区，任一分区包括一个分区号和一个位置码，任一分区号包括相同的至少三个编码条码，任一位置码包括至少三个编码位，任一编码位包括至少两个第一编码条码和一个第二编码条码，任一分区号与相邻该分区内的位置码的编码条码种类相异。该单码道绝对位置编码方法具有编码简单的优点。本发明专利技术还提供过一种对应该单码道绝对位置编码方法的解码方法以及一种采用该单码道绝对位置编码方法、解码方法的单码道绝对位置测量装置。

【技术实现步骤摘要】
单码道绝对位置编码方法、解码方法及测量装置
本专利技术涉及一种编码、解码方法和测量装置，尤其是一种单码道绝对位置编码方 法、解码方法及以及采用该编码方法、解码方法的单码道绝对位置测量装置。
技术介绍
现代位移测量系统大部分采用光栅位移传感器，由于标尺是重复周期的栅式结构 设计，移位数值的测量都是采用增量方法读出，也就是在确定初始点后要用读出初始点到 所所在位置的增量数来确定位置值。为了设定绝对位置，在标尺上还要有参考标记，标尺的 绝对位置由参考标记确定，参考标记要锁定在一个测量步距之内，通过扫描参考标记来获 得绝对位置或找到上次选择的基准。因此设备在开机后每个轴需要移动来寻找参考标记的 位置。近几年来为了解决开机后设备各个轴在不移动的情况下，就能读出当前的绝对位置 值的绝对光栅位移传感器就迅速发展起来了。目前线位移和角位移传感器构成的测量系统从增量式测量方法逐步发展为绝对 式测量方法。基于单码道绝对位置编码的光栅位移传感器是国际上最新出现的编码器技 术，它代表了目前最先进的光栅位移传感器发展方向之一，适应了光栅位移传感器小型化 的需要。基于单码道绝对位置编码方式通常采用基于伪随机序列的编码方法，它使二进制 位不同时进行切换，而是逐位分别切换。解码方法是将事先编好的译码数据放入非易失的 数据存储器，将线阵图像传感器采集到的随机码作为数据存储器的地址，获得译码数据。它 的缺点是编码方法复杂，容易出错，且增加了译码数据整理、数据写入的工作量，增加了硬 件资源，使生产成本增加。
技术实现思路
为解决现有技术绝对位置编码方法复杂，容易出错的缺点，有必要提供过一种光 栅制造简单，易于编码的绝对位置编码方法。还有必要提供一种对应该编码方法的解码方法。还有必要提供一种采用该编码方法的单码道绝对位置测量装置。一种单码道绝对位置编码方法，包括设置一编码图形，该编码图形包括多个分区， 任一分区包括一个分区号和一个位置码，任一分区号包括相同的至少三个编码条码，任一 位置码包括至少三个编码位，任一编码位包括至少两个第一编码条码和一个第二编码条 码，任一分区内的分区号相邻该分区内的位置码的最低位或最高位，且该分区号的编码条 码种类与该分区内最近邻的位置码编码条码种类相异。一种单码道绝对位置编码方法对应的解码方法，该单码道绝对位置编码方法包括 设置一编码图形，该编码图形包括多个分区，任一分区包括一个分区号和一个位置码，任一 分区号包括相同的至少三个编码条码，任一位置码包括至少三个编码位，任一编码位包括 至少两个第一编码条码和一个第二编码条码，任一分区内的分区号相邻该分区内的位置码的最低位或最高位，且该分区号的编码条码种类与该分区内最近邻的位置码编码条码种类 相异。该解码方法包括步骤利用图像探测器探测编码图形形成的光信号并将光信号转换 为电信号；二值化处理该电信号；在该二值化电信号中查找分区号；根据分区号确定当前 位置码；根据位置码确定图像传感器中参考像元位置对应的第一个编码位；确定当前位置 码在图像传感器参考像元位置的第一个编码位所在像元位置；计算图像传感器上的参考像 元的绝对位置。一种单码道绝对位置测量装置，其包括光源、光栅标尺、图像传感器、信号采集与 解码模块，该光栅标尺上设置一编码图形，该编码图形包括多个分区，任一分区包括一个分 区号和一个位置码，任一分区号包括相同的至少三个编码条码，任一位置码包括至少三个 编码位，任一编码位包括至少两个第一编码条码和一个第二编码条码，任一分区内的分区 号相邻该分区内的位置码的最低位或最高位，且该分区号的编码条码种类与该分区内最近 邻的位置码编码条码种类相异，该光源将编码图形投射到该图像传感器上，该图像传感器 采集该光栅标尺上的编码图形，且该图像传感器的采集范围大于一个区的长度，其该采集 范围内至少有一个完整的分区号，根据分区号、位置码之间的关系以及对应图像传感器的 位置关系，确定该图像传感器上的参考像元的绝对位置。与现有技术相比较，该单码道绝对位置编码方法中，使用等宽的黑白条码作为编 码单元，每个分区分别包括1个分区号和一个位置码，分区号包括至少三个相同的编码条 码，位置码采用三进制编码的方式，具有光栅制造容易，易于编码的优点，对应上述编码方 法的解码方法也具有简单、精确的优点，该单码道绝对位置测量装置能够精准测量所测物 体的绝对位置。附图说明图1是本专利技术单码道绝对位置编码方法的编码图形示意图。图2是本专利技术单码道绝对位置编码方法另一实施例的编码图形示意图。图3是本专利技术单码道绝对位置测量装置的结构示意图。图4是本专利技术用于阐明本专利技术单码道绝对位置测量装置的解码方法所采用的编 码图形的示意图。具体实施方式请参考图1，其是采用本专利技术绝对位置编码方法中使用的光栅标尺结构示意图。该 光栅标尺1上设置有平行相间排列的多条黑、白条码，其中黑条码表示不透光条码，白条码 表示透光条码。该黑、白条码平行排列构成一条码序列，该条码序列即为一编码图形。该光 栅标尺1上的黑、白条码序列被分为多个分区，且每个分区内包括1个分区号M和1个位置 码N。其中任一个分区号M至少包括三条等宽黑条码或三条等宽白条码。任一位置码N至少包括两个编码位，由低位到高位分别记为Ni、N2......Nm，其中任一编码位Nx(l彡χ彡m，m为编码位的个数)包括两个等宽黑条码和一个等宽的白条码，或者任一编码位Nx包括两 个等宽白条码和一个等宽的黑条码。上述位置码N中的任一编码位Nx表示为一个三进制 位0或1或2。图1中，以分区号M包含三位黑条码或三位白条码，位置码N包含三个编码 位为例描述本专利技术。值得注意的是，三进制编码位Nx于本专利技术中有多种定义，第一种定义为由低位到高位依次排列“一条黑条码+ —条黑条码+ —条白条码” 表示为三进制位编码位“0”，“一条黑条码+—条白条码+—条黑条码”表示为三进制位编 码位“1”，“一条白条码+ —条黑条码+ —条黑条码”表示为三进制位编码位“2”。图1采用 第一种定义方式，低位到高位的方向为从右至左。第二种定义为由低位到高位依次排列“一条黑条码+ —条黑条码+ —条白条码” 表示为三进制位编码位“0”，“一条白条码+—条黑条码+—条黑条码”表示为三进制位编 码位“1”，“一条黑条码+—条白条码+ —条黑条码”表示为三进制位编码位“2”。第三种定义为由低位到高位依次排列“一条黑条码+ —条白条码+ —条黑条码” 表示为三进制位编码位“0”，“一条黑条码+—条黑条码+—条白条码”表示为三进制位编 码位“1”，“一条白条码+ —条黑条码+ —条黑条码”表示为三进制位编码位“2”。第四种定义为由低位到高位依次排列“一条黑条码+ —条白条码+ —条黑条码” 表示为三进制位编码位“0”，“一条白条码+—条黑条码+—条黑条码”表示为三进制位编 码位“1”，“一条黑条码+—条黑条码+ —条白条码”表示为三进制位编码位“2”。第五种定义为由低位到高位依次排列“一条白条码+ —条黑条码+ —条黑条码” 表示为三进制位编码位“0”，“一条黑条码+—条白条码+—条黑条码”表示为三进制位编 码位“1”，“一条黑条码+—条黑条码+ —条白条码”表示为三进制位编码位“2”。第六种定义为由低位到高位依次排列“一条白条码+ —条黑条码本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单码道绝对位置编码方法，其特征在于：设置一编码图形，该编码图形包括多个分区，任一分区包括一个分区号和一个位置码，任一分区号包括相同的至少三个编码条码，任一位置码包括至少三个编码位，任一编码位包括至少两个第一编码条码和一个第二编码条码，任一分区内的分区号相邻该分区内的位置码的最低位或最高位，且该分区号的编码条码种类与该分区内最近邻的位置码编码条码种类相异。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴宏圣，张吉鹏，乔栋，孙强，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82[中国|长春]