CN112947895B - 位置读数获得方法、装置、编码器以及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种位置读数获得方法，所述方法包括以下步骤：基于本源多项式，获得伪随机序列和所述伪随机序列对应的多个冗余位；基于所述本源多项式和所述伪随机序列，获得与所述多个冗余位对应的多个预测位；将所述多个冗余位与所述多个预测位分别进行比对，获得比对结果；在所述比对结果满足预设条件时，基于所述伪随机序列，获得第一位置读数。本发明还公开一种位置读数获得装置、编码器以及计算机可读存储介质。利用本发明的位置读数获得方法，获得的位置读数准确率较高。

Description

位置读数获得方法、装置、编码器以及存储介质

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种位置读数获得方法、装置、编码器以及计算机可读存储介质。

背景技术

伪随机序列在编码器(绝对值编码器)中已经有了广泛的应用。相关技术中，在栅尺或码盘上同时刻画两条码道：伪随机码道和增量码道。伪随机码道用于获取编码器的绝对位置，并基于绝对位置，获得绝对计数，以及对增量计数赋初值；增量码道在增量计数的初值的基础上，对绝对计数进行预测，获得增量计数。再将绝对计数和增量计数进行实时比对，获得比对结果，最后，基于比对结果，编码器获得位置读数。

但是，利用现有的技术，编码器获得的位置读数的准确率较低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种位置读数获得方法、装置、编码器以及计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中利用现有的技术，编码器获得的位置读数的准确率较低的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种位置读数获得方法，所述方法包括以下步骤：

基于本源多项式，获得伪随机序列和所述伪随机序列对应的多个冗余位；

基于所述本源多项式和所述伪随机序列，获得与所述多个冗余位对应的多个预测位；

将所述多个冗余位与所述多个预测位分别进行比对，获得比对结果；

在所述比对结果满足预设条件时，基于所述伪随机序列，获得第一位置读数。

可选的，所述基于所述本源多项式和所述伪随机序列，获得与所述多个冗余位对应的多个预测位的步骤包括：

基于所述本源多项式中各单项式的次数，在所述伪随机序列中确定出与所述各单项式分别对应的多个选定位；

基于所述多个选定位，获得一个预测位；

基于所述多个选定位，在所述伪随机序列中确定出新的多个选定位，以更新所述多个选定位；

返回执行所述基于所述多个选定位，获得一个预测位的步骤，直到预测位的数量与所述多个冗余位的数量一致，获得所述多个预测位。

可选的，所述基于所述多个选定位，获得一个预测位的步骤包括：

基于所述多个选定位，利用异或逻辑运算，获得一个预测位。

可选的，所述基于所述多个选定位，在所述伪随机序列中确定出新的多个选定位，以更新所述多个选定位的步骤包括：

基于所述多个选定位，利用移位寄存器在所述伪随机序列中确定出新的多个选定位，以更新所述多个选定位。

可选的，所述方法还包括：

在所述比对结果不满足所述预设条件时，基于所述比对结果，在所述伪随机序列中确定出待修正位；

将所述待修正位的数值进行更改，以更新所述伪随机序列；

返回执行所述基于所述本源多项式中各单项式的次数，在所述伪随机序列中确定出与所述各单项式分别对应的多个选定位的步骤，直到比对结果满足所述预设条件，基于更新后的伪随机序列，获得第二位置读数。

可选的，所述在所述比对结果不满足所述预设条件时，基于所述比对结果，在所述伪随机序列中确定出待修正位的步骤包括：

在所述比对结果不满足所述预设条件时，基于所述比对结果，利用预设结果对照表，在所述伪随机序列中确定出所述待修正位。

可选的，所述基于本源多项式，获得伪随机序列和所述伪随机序列对应的多个冗余位的步骤包括：

基于所述本源多项式，生成伪随机序列；

将所述伪随机序列刻画到码盘上，以获得具有所述伪随机序列的可读码盘；

在所述可读码盘中读取所述伪随机序列和所述多个冗余位。

此外，为实现上述目的，本发明还提出了一种位置读数获得装置，所述装置包括：

第一获得模块，用于基于本源多项式，获得伪随机序列和所述伪随机序列对应的多个冗余位；

第二获得模块，用于基于所述本源多项式和所述伪随机序列，获得与所述多个冗余位对应的多个预测位；

比对模块，用于将所述多个冗余位与所述多个预测位分别进行比对，获得比对结果；

第三获得模块，用于在所述比对结果满足预设条件时，基于所述伪随机序列，获得第一位置读数。

此外，为实现上述目的，本发明还提出了一种编码器，所述编码器包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行位置读数获得程序，所述位置读数获得程序被所述处理器执行时实现如上述任一项所述的位置读数获得方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有位置读数获得程序，所述位置读数获得程序被处理器执行时实现如上述任一项所述的位置读数获得方法的步骤。

本发明技术方案提出了一种位置读数获得方法，通过基于本源多项式，获得伪随机序列和所述伪随机序列对应的多个冗余位；基于所述本源多项式和所述伪随机序列，获得与所述多个冗余位对应的多个预测位；将所述多个冗余位与所述多个预测位分别进行比对，获得比对结果；在所述比对结果满足预设条件时，基于所述伪随机序列，获得第一位置读数。

编码器利用现有的位置读数获得方法时，在编码器中码盘的伪随机码道存在污染或缺陷时，读取的伪随机序列会出现错误，使得增量计数的初值错误，此时，伪随机序列和增量计数的初值是错误的，即便比对结果满足预设条件，获得的位置读数也可能错误的，从而使得编码器获得的位置读数准确率较低；而本发明，利用多个冗余位与多个预测位进行比对，并且在比对结果满足预设条件时，基于所述伪随机序列，获得第一位置读数，冗余位的读取出现错误的可能性极低，当比对结果满足预设条件时，伪随机序列为正确的伪随机序列可能性极高，使得获得的第一位置读数的准确率较高，所以，利用本发明的位置读数获得方法，获得的位置读数准确率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的编码器结构示意图；

图2为本发明位置读数获得方法第一实施例的流程示意图；

图3为本发明伪随机序列结构逻辑图；

图4为本发明位置读数获得装置第一实施例的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的编码器结构示意图。

通常，编码器包括：至少一个处理器301、存储器302以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的位置读数获得程序，所述位置读数获得程序配置为实现如前所述的位置读数获得方法的步骤。

处理器301可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器301可以采用DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)、FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、PLA(Programmable Logic Array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。

存储器302可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是非暂态的。存储器302还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器302中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器301所执行以实现本申请中方法实施例提供的位置读数获得方法。

此外，本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有位置读数获得程序，所述位置读数获得程序被处理器执行时实现如上文所述的位置读数获得方法的步骤。因此，这里将不再进行赘述。另外，对采用相同方法的有益效果描述，也不再进行赘述。对于本申请所涉及的计算机可读存储介质实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述。确定为示例，程序指令可被部署为在一个编码器上执行，或者在位于一个地点的多个编码器上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个编码器备上执行。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，上述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，上述的计算机可读存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(RandomAccessMemory，RAM)等。

编码器码盘(或栅尺)的伪随机码道存在污染或缺陷时，若发生在初始位置，则会导致伪随机序列的初值读取错误，从而导致增量计数的初值赋值错误，最终导致编码器位置读数错误；若发生在后续位置，当传感元器件运行到该处时，伪随机序列同样会读取错误，恰巧此时如果掉电，同时编码器停止运转，那么编码器重新上电后，增量计数会重新赋初值，类似于前文提到，编码器同样会位置读数错误。

编码器传感元器件(接收码盘运动信号)存在瑕疵，导致一位或多位伪随机序列读取错误，显然这种错误在任何情况下都无法获得准确位置读数，从而导致伪随机序列的读取失败。

伪随机序列一方面它是预先确定的，并且是可以重复生产和复制的，另一方面它有具有某种随机序列的随机特性(即统计特性)。

基于上述硬件结构，提出本发明位置读数获得方法的实施例。

参照图2，图2为本发明位置读数获得方法第一实施例的流程示意图，所述方法包括以下步骤：

步骤S11：基于本源多项式，获得伪随机序列和所述伪随机序列对应的多个冗余位。

需要说明的是，本发明的执行主体是编码器，编码器安装有位置读数获得程序，编码器执行位置度数获得程序时，实现本发明的位置读数获得方法。编码器可以是绝对值编码器，也可以是其他类型的编码器，本发明不做限制。

伪随机序列最初应用在通信加密、雷达信号设计、通信系统等通信领域。根据其可重复性的特点，伪随机序列在编码器传感领域应用也越来越广泛。

具体的，步骤S11包括：基于所述本源多项式，生成伪随机序列；将所述伪随机序列刻画到码盘上，以获得具有所述伪随机序列的可读码盘；在所述可读码盘中读取所述伪随机序列和所述多个冗余位。

通常，根据其本源多项式的次数r，可生成不同长度的伪随机序列，m序列是一种常用的伪随机序列，以r＝14为例，生成序列总长度为2¹⁴-1＝16383。伪随机序列的序列宽度决定于本源多项式的次数r，若次数r为14，则序列宽度为14。以r＝14的伪随机序列为例，读取14位伪随机序列，同时读取第(r+1)位、第(r+2)位…第(r+n-1)位和第(r+n)位的伪随机序列的冗余位；其中，n是多个冗余位的数量，通常大于1，冗余位的数量n，基于本原多项式的确定，本发明不做限制，较优的，n取6。

具体的，可以通过光电转换原理读取冗余位和伪随机序列。也可以利用光电转换原理读取伪随机序列，并基于读取的伪随机序列，计算冗余位。

步骤S12：基于所述本源多项式和所述伪随机序列，获得与所述多个冗余位对应的多个预测位。

具体的，步骤S12包括：基于所述本源多项式中各单项式的次数，在所述伪随机序列中确定出与所述各单项式分别对应的多个选定位；基于所述多个选定位，获得一个预测位；基于所述多个选定位，在所述伪随机序列中确定出新的多个选定位，以更新所述多个选定位；返回执行所述基于所述多个选定位，获得一个预测位的步骤，直到预测位的数量与所述多个冗余位的数量一致，获得所述多个预测位。其中，所述基于所述多个选定位，获得一个预测位的步骤包括：基于所述多个选定位，利用异或逻辑运算，获得一个预测位；所述基于所述多个选定位，在所述伪随机序列中确定出新的多个选定位，以更新所述多个选定位的步骤包括：基于所述多个选定位，利用移位寄存器在所述伪随机序列中确定出新的多个选定位，以更新所述多个选定位。

以次数r为14的本原多项式f(x)＝x¹⁴+x¹³+x¹⁰+x⁹+x⁸+x⁴+1为例，计算n个预测位：第(r+1)’位、第(r+2)’位…第(r+n-1)’位和第(r+n)’位，其中，第(r+1)’位、第(r+2)’位…第(r+n-1)’位和第(r+n)’位的预测位分别与第(r+1)位、第(r+2)位…第(r+n-1)位和第(r+n)位的冗余位对应。通过如下方式计算预测位：

同理，计算其他预测位，以获得n个预测位。其中，A_i-14代表伪随机序列的第14位的数值，/>

为异或逻辑运算。

可以理解的是，在计算(r+1)’时，基于上述例子中的本源多项式，在伪随机序列(包括14位)中确定多个选定位，多个选定位分别为：A_i-14、A_i-13、A_i-10、A_i-9、A_i-8和A_i-4，同时，在计算(r+2)’时，基于上述6个选定位，利用移位寄存器移位，获得6个新的选定位，新的选定位为：A_i-13、A_i-12、A_i-9、A_i-8、A_i-7和A_i-3，如此循环，直到得到n个预测位。

参照图3，图3为本发明伪随机序列结构逻辑图，其中，伪随机序列以本原多项式f(x)＝x¹⁴+x¹³+x¹⁰+x⁹+x⁸+x⁴+1，获得的伪随机序列为例，图3示出的为计算(r+1)’的过程逻辑示意图。

步骤S13：将所述多个冗余位与所述多个预测位分别进行比对，获得比对结果。

步骤S14：在所述比对结果满足预设条件时，基于所述伪随机序列，获得第一位置读数。

具体的，以次数r为14的本原多项式f(x)＝x¹⁴+x¹³+x¹⁰+x⁹+x⁸+x⁴+1为例，按照上述方法获得n个冗余位和n个预测位，比对第(r+1)位和第(r+1)’位、第(r+2)位和第(r+2)’位…第(r+n-1)位和第(r+n-1)’位、第(r+n)位和第(r+n)’位的伪随机序列是否一致，若比对结果为均一致(对应的冗余位和预测位分别一致)，则，获得比对结果满足所述预设条件，否则比对结果不满足预设条件。

在所述比对结果满足预设条件时，基于所述伪随机序列，获得第一位置读数；在所述比对结果不满足所述预设条件时，基于所述比对结果，在所述伪随机序列中确定出待修正位；将所述待修正位的数值进行更改，以更新所述伪随机序列；返回执行所述基于所述本源多项式中各单项式的次数，在所述伪随机序列中确定出与所述各单项式分别对应的多个选定位的步骤，直到比对结果满足所述预设条件，基于更新后的伪随机序列，获得第二位置读数。

比对结果不满足预设条件，则表明伪随机序列中的某一位的数值是错的，则此时获得的位置读数也是错的，需要采用上述方法进行修正，以获得正确的伪随机序列，即，比对结果满足预设条件时，对应的伪随机序列。

例如，以次数r为14的本原多项式f(x)＝x¹⁴+x¹³+x¹⁰+x⁹+x⁸+x⁴+1为例，并按照上述方法获得n个冗余位和n个预测位。当第(r+1)位和(r+1)’位不一致时，错误的位置可能的位是第A_i-14位、第A_i-13位、第A_i-10位、第A_i-9位、第A_i-8位、第A_i-4位或第(r+1)位，此时，可以分别将可能出错的位的数值更改，并重新按照上述方法获得新的n个预测位，直到比对结果满足预设条件，此时的伪随机序列为正确的伪随机序列，并基于该伪随机序列(更新后的伪随机序列，最后一次更改数值后获得的伪随机序列)，获得第二位置读数。

进一步的，所述在所述比对结果不满足所述预设条件时，基于所述比对结果，在所述伪随机序列中确定出待修正位的步骤包括：在所述比对结果不满足所述预设条件时，基于所述比对结果，利用预设结果对照表，在所述伪随机序列中确定出所述待修正位。

可以理解的是，当比对结果不一致时，不同位的数值出现错误时，获得的伪随机序列对应的加权和是不同的，不同的加权和对应的出现错误位是不同的，可以基于不同错误位和对应的加权和，获得预设结果对照表；当比对结果不满足预设条件时，直接利用实时加权和，在预设结果对照表中确定与实时加权和相同的加权和，并将该加权和对应的错误位确定为待修正位，直接对待修正位进行上述操作。相较随机确定待修正位，利用预设结果对照表，获得待修正位，效率较高。

本发明技术方案提出了一种位置读数获得方法，通过基于本源多项式，获得伪随机序列和所述伪随机序列对应的多个冗余位；基于所述本源多项式和所述伪随机序列，获得与所述多个冗余位对应的多个预测位；将所述多个冗余位与所述多个预测位分别进行比对，获得比对结果；在所述比对结果满足预设条件时，基于所述伪随机序列，获得第一位置读数。

编码器利用现有的位置读数获得方法时，在编码器中码盘的伪随机码道存在污染或缺陷时，读取的伪随机序列会出现错误，使得增量计数的初值错误，此时，伪随机序列和增量计数的初值是错误的，即便比对结果满足预设条件，获得的位置读数也可能错误的，从而使得编码器获得的位置读数准确率较低；而本发明，利用多个冗余位与多个预测位进行比对，并且在比对结果满足预设条件时，基于所述伪随机序列，获得第一位置读数，冗余位的读取出现错误的可能性极低，当比对结果满足预设条件时，伪随机序列为正确的伪随机序列可能性极高，使得获得的第一位置读数的准确率较高，所以，利用本发明的位置读数获得方法，获得的位置读数准确率较高。

参照图4，图4为本发明位置读数获得装置第一实施例的结构框图，装置用于编码器，所述装置包括：

第一获得模块10，用于基于本源多项式，获得伪随机序列和所述伪随机序列对应的多个冗余位；

第二获得模块20，用于基于所述本源多项式和所述伪随机序列，获得与所述多个冗余位对应的多个预测位；

比对模块30，用于将所述多个冗余位与所述多个预测位分别进行比对，获得比对结果；

第三获得模块40，用于在所述比对结果满足预设条件时，基于所述伪随机序列，获得第一位置读数。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种位置读数获得方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

基于本源多项式，获得伪随机序列和所述伪随机序列对应的多个冗余位；其中，所述伪随机序列根据编码器可读码盘的伪随机码道确定；

基于所述本源多项式和所述伪随机序列，获得与所述多个冗余位对应的多个预测位；

将所述多个冗余位与所述多个预测位分别进行比对，获得比对结果；

在所述比对结果满足预设条件时，基于所述伪随机序列，获得第一编码器位置读数；

所述基于所述本源多项式和所述伪随机序列，获得与所述多个冗余位对应的多个预测位的步骤，包括：

基于所述本源多项式中各单项式的次数，在所述伪随机序列中分别确定出与各个所述冗余位对应的多个选定位，基于各个所述冗余位对应的所述多个选定位，利用异或逻辑运算，获得所述多个预测位。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述本源多项式中各单项式的次数，在所述伪随机序列中分别确定出与各个所述冗余位对应的多个选定位，基于各个所述冗余位对应的所述多个选定位，利用异或逻辑运算，获得所述多个预测位，包括：

基于所述本源多项式中各单项式的次数，在所述伪随机序列中确定出与当前冗余位对应的多个选定位；其中，多个选定位分别与各所述单项式对应；

基于所述当前冗余位对应的多个选定位，利用异或逻辑运算，获得与所述当前冗余位对应的一个预测位；

判断所述预测位的数量与所述多个冗余位的数量是否一致；

若不一致，则将下一冗余位作为所述当前冗余位；

返回执行所述基于所述本源多项式中各单项式的次数，在所述伪随机序列中确定出与所述当前冗余位对应的多个选定位，直到预测位的数量与所述多个冗余位的数量一致，获得所述多个预测位。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述伪随机序列中确定出与当前冗余位对应的多个选定位的步骤包括：

当所述当前冗余位为非首个冗余位时，基于上一冗余位对应的多个选定位，利用移位寄存器在所述伪随机序列中确定出新的多个选定位，以得到所述当前冗余位对应的多个选定位。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述比对结果不满足所述预设条件时，基于所述比对结果，在所述伪随机序列中确定出待修正位；

将所述待修正位的数值进行更改，以更新所述伪随机序列；

返回执行所述基于所述本源多项式中各单项式的次数，在所述伪随机序列中确定出与当前冗余位对应的多个选定位，直到比对结果满足所述预设条件，基于更新后的伪随机序列，获得第二编码器位置读数。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述在所述比对结果不满足所述预设条件时，基于所述比对结果，在所述伪随机序列中确定出待修正位的步骤包括：

在所述比对结果不满足所述预设条件时，基于所述比对结果，利用预设结果对照表，在所述伪随机序列中确定出所述待修正位。

6.如权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，所述基于本源多项式，获得伪随机序列和所述伪随机序列对应的多个冗余位的步骤包括：

基于所述本源多项式，生成伪随机序列；

将所述伪随机序列刻画到码盘上，以获得具有所述伪随机序列的可读码盘；

在所述可读码盘中读取所述伪随机序列和所述多个冗余位。

7.一种位置读数获得装置，其特征在于，所述装置包括：

第一获得模块，用于基于本源多项式，获得伪随机序列和所述伪随机序列对应的多个冗余位；其中，所述伪随机序列根据编码器可读码盘的伪随机码道确定；

第二获得模块，用于基于所述本源多项式和所述伪随机序列，获得与所述多个冗余位对应的多个预测位；

比对模块，用于将所述多个冗余位与所述多个预测位分别进行比对，获得比对结果；

第三获得模块，用于在所述比对结果满足预设条件时，基于所述伪随机序列，获得第一编码器位置读数；

所述第二获得模块，具体用于基于所述本源多项式中各单项式的次数，在所述伪随机序列中分别确定出与各个所述冗余位对应的多个选定位，基于各个所述冗余位对应的所述多个选定位，利用异或逻辑运算，获得所述多个预测位。

8.一种编码器，其特征在于，所述编码器包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行位置读数获得程序，所述位置读数获得程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的位置读数获得方法的步骤。

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有位置读数获得程序，所述位置读数获得程序被处理器执行时实现如权利要求1至6中任一项所述的位置读数获得方法的步骤。

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