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CN115597638A - 绝对角度测量方法和光电编码器 - Google Patents

绝对角度测量方法和光电编码器 Download PDF

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CN115597638A
CN115597638A CN202211184555.7A CN202211184555A CN115597638A CN 115597638 A CN115597638 A CN 115597638A CN 202211184555 A CN202211184555 A CN 202211184555A CN 115597638 A CN115597638 A CN 115597638A
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CN
China
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decoding
absolute angle
sequence
encoding
coding
Prior art date
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Application number
CN202211184555.7A
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English (en)
Inventor
孙蕴晨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Qingliang Technology Shenzhen Co ltd
Original Assignee
Qingliang Technology Shenzhen Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Qingliang Technology Shenzhen Co ltd filed Critical Qingliang Technology Shenzhen Co ltd
Priority to CN202211184555.7A priority Critical patent/CN115597638A/zh
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    • G01D5/34776Absolute encoders with analogue or digital scales

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Abstract

本申请实施例公开了一种绝对角度测量方法和光电编码器,该方法包括:获取光电编码器的光栅码盘上的编码图案,编码图案携带有基于M序列对绝对角度进行编码的编码信息;采用译码反馈函数对编码图案的编码信息进行译码计算,并记录译码计算次数;根据译码计算次数和预设的绝对角度编码分辨率进行乘积运算,得到绝对角度值。本申请实施例通过采用M序列对绝对角度进行编码,在编码的过程中引入反馈函数,编码每向后移动一位便得到一个新编码,在绝对角度测量方面具有一定的优势,可以按照需求选择不同级数的反馈移位寄存器,实现不同分辨率的测量需求,级数越高,分辨率则越高,可以有效提高绝对角度的测量精度,实现高分辨率的测量。

Description

绝对角度测量方法和光电编码器
技术领域
本申请涉及精密测绘仪器领域,尤其涉及一种绝对角度测量方法和光电编码器。
背景技术
光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器,是目前应用广泛的传感器。光电编码器是最基本的位移和角度测量仪器,其采用光电技术进行非接触测量。光电编码器是由光源、光栅码盘和光敏元件组成,其中,光栅码盘是在一定直径的圆板上开通若干个长方形孔。光电编码器按测量方式可分为增量计数法和绝对编码法。绝对编码又分为单码道编码和多码道编码,其中单码道绝对编码方法是国内外研究的热门课题,其具有数据稳定可靠、便于小型化、应用范围广、成本低廉、节省资源等优点。对于单码道编码方法,当前亟待解决的是精度问题,在测绘仪器等对精度要求较高的领域,绝对编码技术的应用尤其重要。
发明内容
第一方面,本申请提供一种绝对角度测量方法,用于光电编码器,包括:
获取所述光电编码器的光栅码盘上的编码图案,所述编码图案携带有基于M序列对绝对角度进行编码的编码信息;
采用译码反馈函数对所述编码图案的编码信息进行译码计算,并记录译码计算次数;
根据所述译码计算次数和预设的绝对角度编码分辨率,计算绝对角度值。
在可选的实施方式中,在所述获取所述光电编码器的光栅码盘上的编码图案之前,还包括:
向N级移位寄存器的每一级存入预设初始值,N为正整数;
若接收到时钟信号,在所述N级移位寄存器的目标寄存器中执行反馈运算,得到反馈值;
将所述反馈值输入至第一级移位寄存器中,每一级移位寄存器由低至高依次将输出值输入至下一级移位寄存器中,直至最后一级移位寄存器,得到M序列;其中,根据所述M序列对应的编码规则刻蚀所述光栅码盘的码道;
获取所述光栅码盘的码道在光源照射下所形成的编码图案。
在可选的实施方式中,所述在所述N级移位寄存器的目标寄存器中执行反馈运算,得到反馈值包括:
将所述移位寄存器对应的特征多项式作为本原多项式;
在所述N级移位寄存器的目标寄存器中计算所述本原多项式的系数,得到反馈值。
在可选的实施方式中,所述M序列为循环周期为2N-1的周期编码序列。
在可选的实施方式中,所述采用译码反馈函数对所述编码图案的编码信息进行译码计算,并记录译码计算次数包括:
根据执行所述反馈运算时采用的编码反馈函数,确定译码反馈函数;
采用译码反馈函数对所述编码图案的M序列编码信息进行译码计算,得到译码序列;
判断所述译码序列是否与预设的零位编码一致;
若是,则停止译码计算,并记录译码计算次数;
若否,则采用译码反馈函数对所述M序列编码信息进行再次译码计算,直至所述译码序列与所述零位编码一致,并记录译码计算次数。
在可选的实施方式中,所述根据执行所述反馈运算时采用的编码反馈函数,确定译码反馈函数包括:
将所述移位寄存器的本原多项式对应的反多项式作为译码反馈函数。
在可选的实施方式中,所述反馈运算为异或运算。
在可选的实施方式中,所述本原多项式为:
f(x)=xn+cn-1xn-1+cn-2xn-2···+c1x+c0
其中,f(x)表示本原多项式,x表示自变量,n、n-1、n-2、1、0分别表示由高至低各所述目标寄存器的级数,Cn-1、Cn-2、C1、C0分别表示由高至低各所述目标寄存器的系数。
第二方面,本申请提供一种光电编码器,包括光学准直装置、光栅码盘、光学成像装置和线阵CCD处理模块;
所述光学准直装置用于对光源发射的光信号进行准直处理,以获取所述光信号均匀照射在所述光栅码盘上后所形成的编码图案,所述编码图案携带有基于M序列对绝对角度进行编码的编码信息;
所述光学成像装置用于放大所述编码图案;
所述线阵CCD处理模块用于采用译码反馈函数对获取到的所述编码图案的编码信息进行译码计算,并记录译码计算次数;根据所述译码计算次数和预设的绝对角度编码分辨率,计算绝对角度值。
在可选的实施方式中,所述光栅码盘为根据M序列对应的编码规则对码道进行刻蚀后所形成的光栅码盘。
本申请实施例具有如下有益效果:
本申请实施例通过采用M序列编码,并在M序列编码的过程中引入反馈函数,以使得光电编码器可以得到高精度的编码图案,并对编码图案进行译码处理以计算绝对角度值,提高了绝对角度测量精度;且基于M序列的单码道绝对位置编码方法,克服了传统位置编码方法随精度提高而光栅码盘的码道增多、工艺上不易实现的缺点,缩减了码盘的尺寸,实现了光电编码器的高精度、小型化,降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对本申请保护范围的限定。在各个附图中,类似的构成部分采用类似的编号。
图1示出了本申请实施例中光电编码器的第一种结构示意图;
图2示出了本申请实施例中光栅码盘的结构示意图;
图3示出了本申请实施例中光电编码器的第二种结构示意图;
图4示出了本申请实施例中绝对角度测量方法的第一种实施方式示意图;
图5示出了本申请实施例中绝对角度测量方法的第二种实施方式示意图;
图6示出了本申请实施例中六级移位寄存器的结构示意图;
图7示出了本申请实施例中绝对角度测量方法的第三种实施方式示意图;
图8示出了本申请实施例中四级移位寄存器的结构示意图;
图9示出了本申请实施例中绝对角度值与编码的对应关系表的一种示例;
图10示出了本申请实施例中编码、译码计算次数与绝对角度值的对应关系表的一种示例。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在下文中,可在本申请的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合,并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有限定,否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本申请的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义,除非在本申请的各种实施例中被清楚地限定。
请参阅图1,本实施例提供一种光电编码器,包括光学准直装置10、光栅码盘20、光学成像装置30和线阵CCD处理模块40。
示范性地,光学准直装置10用于对光源发射的光信号进行准直处理,以使得光信号均匀照射在光栅码盘20(以下可简称码盘)上;光栅码盘用于采用M序列编码方法,根据光信号生成带有绝对角度信息的编码图案;光学成像装置30用于放大编码图案;线阵CCD处理模块40用于采用译码反馈函数对获取到放大后的编码图案中的M序列编码信息进行译码计算,直至译码后所得到的序列与预设的零位编码一致,并记录译码计算次数,将译码计算次数和预设的绝对角度编码分辨率进行乘积运算,得到绝对角度值。
可以理解,光源发出的光经光学准直装置10进行准直处理后形成平行光,平行光透过光栅码盘20上所设置的采用M序列对应的编码规则刻蚀的绝对码道时,由于每个码道上都有按一定规律排列着透光和不透光部分,从而形成了透光和不透光的明暗条纹图案,即编码图案(如图2所示)。光学成像装置30将编码图案成像放大,并通过线阵CCD处理模块40对获取到的放大后的编码图案进行译码处理,得到光栅码盘20对应的绝对位置。
另外,如图3所示,光栅码盘20通过螺栓固定安装在金属杆50上,并且将金属杆50作为旋转中心,光栅码盘20可绕着旋转中心进行旋转,其旋转中心与光栅码盘20的圆心处于同一轴线上,不同旋转角度下所得到的编码图案不同。
基于上述的光电编码器,请参阅图4,本实施例还提供了一种绝对角度测量方法,包括:
S100,获取光电编码器的光栅码盘上的编码图案,编码图案携带有基于M序列对绝对角度进行编码的编码信息。
S200,采用译码反馈函数对编码图案的编码信息进行译码计算,并记录译码计算次数。
S300,根据译码计算次数和预设的绝对角度编码分辨率,计算绝对角度值。
光电编码器通过光栅码盘获取光源照射在光栅码盘上所形成的带有基于M序列对绝对角度进行编码的编码图案;而后再采用译码反馈函数对该编码图案中的编码信息进行译码计算,直至译码后所得到的序列与预设的零位编码一致,并记录译码计算次数,根据预设的绝对角度编码分辨率和译码计算次数进行乘积运算,得到绝对角度值。
其中,绝对码道刻蚀在光栅码盘的圆形玻璃的表面上,绝对码道采用M序列编码,该绝对角度编码具有伪随机的特性,其绝对角度编码的设计依赖于生成该绝对角度编码的移位寄存器,当光源通过光学准直装置准直处理后再照射到光栅码盘的码道上时,可生成明暗相间的编码图案。其明暗相间的编码图案可转换为对应的数字量进行表示,例如,将码盘透光的部分输出的光信号以数字量“1”表示,将码盘不透光的部分输出的光信号以数字量“0”表示,由此,明暗相间的编码图案可对应转换为数字量“0”“1”相间的数字序列。进而,可对该数字序列进行译码处理,直至译码后所得到的译码序列与预设的零位编码一致。
进一步地,请参照图5,本实施例还具体包括如下步骤:
S400,向N级移位寄存器的每一级存入预设初始值,N为正整数。
S500,若接收到时钟信号,在N级移位寄存器的目标寄存器中执行反馈运算,得到反馈值。
S600,将反馈值输入至第一级移位寄存器中,每一级移位寄存器由低至高依次将输出值输入至下一级寄存器中,直至最后一级寄存器,得到M序列;其中,根据M序列对应的编码规则刻蚀所述光栅码盘的码道。
S700,获取光栅码盘的码道在光源照射下所形成的编码图案。
在本实施例中,通过N级移位寄存器(线性反馈移位寄存器)和N级移位寄存器中若干个执行反馈运算的移位寄存器组成的反馈网络以及时钟信号,便可以生成一个M序列,该M序列为一编码序列。其编码的原理为:向N级移位寄存器的每一级移位寄存器中存入一预设初始值,并等待对应的时钟信号以根据该时钟信号,执行移位编码操作,N为正整数。其中,该N级移位寄存器中还包含有参与反馈运算的移位寄存器,即目标寄存器,目标寄存器将反馈运算后的反馈值输入至第一级移位寄存器,并且每一级移位寄存器中的输出值作为输入值输入到下一级移位寄存器中,直至最后一级移位寄存器,最后一级移位寄存器输出循环周期为2N-1的周期编码序列。经过2N-1个时钟信号,输出一个长度为2N-1的周期编码序列(M序列)。
进一步地,通过该M序列对应的编码规则刻蚀光栅码盘的码道,即采用M序列编码规则刻蚀光栅码盘的码道,刻蚀完成后,该光栅码盘的每个码道上都有按照一定规律排列着透光和不透光的部分,以使得该码道在光源照射下,可基于M序列对绝对角度进行编码,得到编码信息,进而对应生成包含编码信息的编码图案;该编码图案为一明暗相间的条纹图案。
例如,如图6所示,一个六级移位寄存器,移位寄存器由低到高依次赋予一初始值:101001;其中第六级、第五级、第三级和第二级移位寄存器参与反馈运算,即第六级、第五级、第三级和第二级移位寄存器为执行反馈运算的目标寄存器。时钟信号触发各个目标寄存器将其反馈运算的运算结果(反馈值)存储在第一级移位寄存器中,各级移位寄存器的输出值输入至下一级移位寄存器,第六级移位寄存器的输出值直接输出作为编码序列的码元,最终得到循环周期为26-1=63的编码序列:101001111110100000111000010010001101100101101011101111001100010。
本实施例中,目标寄存器所进行的反馈运算为异或运算。六级移位寄存器中的目标移位寄存器,其进行反馈运算时所引用的编码反馈函数为:f(x)=(2,3,5,6)。在进行M序列编码时,移位寄存器的译码反馈函数对应的特征多项式即为本原多项式,具体为:f(x)=x6+x5+x3+x2+1。在N级移位寄存器的目标寄存器中计算本原多项式的系数,得到反馈值,目标寄存器将反馈值输入至第一级移位寄存器,并且每一级移位寄存器中的输出值作为输入值输入到下一级移位寄存器中,而最后一级寄存器中的值直接输出,经过2N-1个时钟高脉冲信号,输出一个长度为2N-1周期序列,得到M序列编码。也即是,完成本原多项式系数的求解就可以实现绝对角度的编码,从而生成M序列编码信息。
进一步地,由于体现角度编码的码道是刻蚀在光栅码盘上面,通过其透光与不透光的特性,以分别代表编码中的“0”和“1”。进而,特征多项式系数的取值只有两种情况,分别为“0”或“1”,即该级寄存器是否参与反馈运算,因此编码时所需要的本原多项式即为二元域内的本原多项式。
可以理解,本原多项式为f(x)=xn+cn-1xn-1+cn-2xn-2···+c1x+c0;f(x)表示本原多项式,x表示自变量,n、n-1、n-2、1、0等分别表示由高至低各级目标寄存器的级数,Cn-1、Cn-2、C1、C0分别表示由高至低各级目标寄存器的系数。如六级移位寄存器,其本原多项式为f(x)=x6+x5+x3+x2+1。
在一种实施方式中,如图7所示,本实施例的步骤S200还具体包括如下步骤:
S210,根据执行反馈运算时采用的编码反馈函数,确定译码反馈函数;
S220,采用译码反馈函数对编码图案的M序列编码信息进行译码计算,得到译码序列;
S230,判断译码序列是否与预设的零位编码一致;
S240,若译码序列与零位编码一致,则停止译码计算,并记录译码计算次数;
S250,若译码序列与预设的零位编码不一致,则采用译码反馈函数对M序列编码信息进行再次译码计算,直至译码序列与零位编码一致,并记录译码计算次数。
由于一个本原多项式其相反多项式依然是本原多项式;一对多项式的系数互逆,则该对多项式为互反多项式,基于此原理,可以实现对绝对角度编码的译码,即对光栅码盘所形成的编码图案对应的M序列编码信息进行译码处理。具体地,确定M序列编码时所用多项式的反多项式对应的译码反馈函数,将M序列编码信息按照译码反馈函数的逻辑进行运算,得到译码序列,并且记录译码计算次数,如此循环上述步骤,直至译码序列与预设的零位编码相同。将译码计算次数与预设的绝对角度编码分辨率进行乘积运算,得到当前的M序列编码信息所对应的绝对角度值。其中,该绝对角度编码分辨率由编码时所采用的移位寄存器的级数确定。
具体地,根据编码时所采用的编码反馈函数(编码时所采用的多项式),确定对应的译码反馈函数;另外,可先判断当前的M序列编码信息对应的编码序列是否与预设的零位编码一致,若一致,则停止译码计算,从而计算绝对角度值;若不一致,则采用译码反馈函数对M序列编码信息进行译码计算,得到译码序列,直至所得到的译码序列与零位编码一致,并记录译码计算次数,从而计算对应的绝对角度值。
例如,如图8所示,以本原多项式为f(x)=x4+x3+1为例,构造用于生成M序列编码的四级移位寄存器。由低至高依次对各级移位寄存器给定一预设的初始值:1100;其中,第三级和第四级移位寄存器为执行反馈运算的目标寄存器,而后经过最后一级移位寄存器后,其最终输出的编码序列为:001101011110001,根据如图9所示的预设的编码与角度位置对应表,其对应的角度分辨率为24°。假设当前所读取的编码为a4a3a2a1,译码所选用的反馈函数为
Figure BDA0003866861460000101
整个译码过程为:
(1)将a4a3a2a1与零位编码比较,若不一致,则执行步骤(2);
(2)提取当前所读取的编码低三位,编码最高位(a4)由译码反馈函数计算得到,并将计算值添加在编码的最高位,即将通过译码反馈函数计算得到的编码最高位与原编码低三位进行组合,形成新编码,记录译码计算次数,重复执行步骤(1);
(3)重复执行步骤(1)和步骤(2)后,若所得到的新编码与零位一致,则将译码计算次数与根据所采用的移位寄存器的级数确定的绝对角度编码分辨率进行乘积运算,乘积结果即为当前所读取的编码所对应的绝对角度值。
可以理解,该译码过程中的步骤(2)中,若编码时所采用的移位寄存器为N级移位寄存器,假设当前所读取的编码为an…a4a3a2a1,则提取当前所读取的编码低n-1位,编码最高位(an)由N级移位寄存器对应的译码反馈函数计算得到,将计算得到的最高位和原编码低n-1位进行组合,形成新编码,并记录译码计算次数。
如图10所示,对译码计算次数与对应的绝对角度编码分辨率进行乘积处理后所得的值即为当前光栅码盘上所读取的M序列编码信息对应的绝对角度值。
本申请实施例所提供的绝对角度测量方法,通过对光电编码器采用M序列编码,在编码的过程中引入反馈函数,编码每向后移动一位便得到一个新编码,在绝对角度测量方面具有一定的优势,提高绝对角度测量精度;且基于M序列的单码道绝对位置编码,克服了传统位置编码随精度提高而光栅码盘的码道增多、工艺上不易实现的缺点,缩减了码盘的尺寸,实现了光电编码器的高精度、小型化;另外,本实施例中反馈移位寄存器的级数决定绝对角度编码分辨率的大小,其分辨率越高,则测量精度越高,因此可按照需求选择不同级数的反馈移位寄存器,实现不同分辨率的测量需求,级数越高,分辨率则越高,从而有效提高绝对角度的测量精度,实现高分辨率的测量。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,附图中的流程图和结构图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上,流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分,所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意,在作为替换的实现方式中,方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如,两个连续的方框实际上可以基本并行地执行,它们有时也可以按相反的顺序执行,这依所涉及的功能而定。也要注意的是,结构图和/或流程图中的每个方框、以及结构图和/或流程图中的方框的组合,可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现,或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
另外,在本申请各个实施例中的各功能模块或单元可以集成在一起形成一个独立的部分,也可以是各个模块单独存在,也可以两个或更多个模块集成形成一个独立的部分。
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是智能手机、个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种绝对角度测量方法,其特征在于,用于光电编码器,包括:
获取所述光电编码器的光栅码盘上的编码图案,所述编码图案携带有基于M序列对绝对角度进行编码的编码信息;
采用译码反馈函数对所述编码图案的编码信息进行译码计算,并记录译码计算次数;
根据所述译码计算次数和预设的绝对角度编码分辨率,计算绝对角度值。
2.根据权利要求1所述的绝对角度测量方法,其特征在于,在所述获取所述光电编码器的光栅码盘上的编码图案之前,还包括:
向N级移位寄存器的每一级存入预设初始值,N为正整数;
若接收到时钟信号,在所述N级移位寄存器的目标寄存器中执行反馈运算,得到反馈值;
将所述反馈值输入至第一级移位寄存器中,每一级移位寄存器由低至高依次将输出值输入至下一级移位寄存器中,直至最后一级移位寄存器,得到M序列;其中,根据所述M序列对应的编码规则刻蚀所述光栅码盘的码道;
获取所述光栅码盘的码道在光源照射下所形成的编码图案。
3.根据权利要求2所述的绝对角度测量方法,其特征在于,所述在所述N级移位寄存器的目标寄存器中执行反馈运算,得到反馈值包括:
将所述移位寄存器对应的特征多项式作为本原多项式;
在所述N级移位寄存器的目标寄存器中计算所述本原多项式的系数,得到反馈值。
4.根据权利要求2所述的绝对角度测量方法,其特征在于,所述M序列为循环周期为2N-1的周期编码序列。
5.根据权利要求2所述的绝对角度测量方法,其特征在于,所述采用译码反馈函数对所述编码图案的编码信息进行译码计算,并记录译码计算次数包括:
根据执行所述反馈运算时采用的编码反馈函数,确定译码反馈函数;
采用译码反馈函数对所述编码图案的M序列编码信息进行译码计算,得到译码序列;
判断所述译码序列是否与预设的零位编码一致;
若是,则停止译码计算,并记录译码计算次数;
若否,则采用译码反馈函数对所述M序列编码信息进行再次译码计算,直至所述译码序列与所述零位编码一致,并记录译码计算次数。
6.根据权利要求5所述的绝对角度测量方法,其特征在于,所述根据执行所述反馈运算时采用的编码反馈函数,确定译码反馈函数包括:
将所述移位寄存器的本原多项式对应的反多项式作为译码反馈函数。
7.根据权利要求2所述的绝对角度测量方法,其特征在于,所述反馈运算为异或运算。
8.根据权利要求3所述的绝对角度测量方法,其特征在于,所述本原多项式为:
f(x)=xn+cn-1xn-1+cn-2xn-2···+c1x+c0
其中,f(x)表示本原多项式,x表示自变量,n、n-1、n-2、1、0分别表示由高至低各所述目标寄存器的级数,Cn-1、Cn-2、C1、C0分别表示由高至低各所述目标寄存器的系数。
9.一种光电编码器,其特征在于,包括光学准直装置、光栅码盘、光学成像装置和线阵CCD处理模块;
所述光学准直装置用于对光源发射的光信号进行准直处理,以获取所述光信号均匀照射在所述光栅码盘上后所形成的编码图案,所述编码图案携带有基于M序列对绝对角度进行编码的编码信息;
所述光学成像装置用于放大所述编码图案;
所述线阵CCD处理模块用于采用译码反馈函数对获取到的所述编码图案的编码信息进行译码计算,并记录译码计算次数;根据所述译码计算次数和预设的绝对角度编码分辨率,计算绝对角度值。
10.根据权利要求9所述的光电编码器,其特征在于,所述光栅码盘为根据M序列对应的编码规则对码道进行刻蚀后所形成的光栅码盘。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4410989A (en) * 1980-12-11 1983-10-18 Cyclotomics, Inc. Bit serial encoder
CN2583635Y (zh) * 2002-12-05 2003-10-29 武汉大学 一种伪随机码轴角测定装置
CN102032924A (zh) * 2009-09-25 2011-04-27 朱勤 一种高精度测量绝对角度的方法
CN102438301A (zh) * 2012-01-11 2012-05-02 深圳市华奥通通信技术有限公司 一种无线通信系统及方法
CN104391330A (zh) * 2014-12-01 2015-03-04 中国地质大学(北京) 一种基于相关辨识技术的电法勘探系统
CN105406897A (zh) * 2015-10-21 2016-03-16 中国电子科技集团公司第二十七研究所 一种高数据率直接序列扩频编解码方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4410989A (en) * 1980-12-11 1983-10-18 Cyclotomics, Inc. Bit serial encoder
CN2583635Y (zh) * 2002-12-05 2003-10-29 武汉大学 一种伪随机码轴角测定装置
CN102032924A (zh) * 2009-09-25 2011-04-27 朱勤 一种高精度测量绝对角度的方法
CN102438301A (zh) * 2012-01-11 2012-05-02 深圳市华奥通通信技术有限公司 一种无线通信系统及方法
CN104391330A (zh) * 2014-12-01 2015-03-04 中国地质大学(北京) 一种基于相关辨识技术的电法勘探系统
CN105406897A (zh) * 2015-10-21 2016-03-16 中国电子科技集团公司第二十七研究所 一种高数据率直接序列扩频编解码方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王阳;邱成;朱衡君;: "基于m序列索引式绝对位置编码", 电子测量与仪器学报, no. 02, 15 April 2007 (2007-04-15), pages 77 - 80 *

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