CN119063775A - 一种多圈计数校正方法和设备、多圈编码器 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供了一种多圈计数校正方法和设备、多圈编码器，其中，该方法包括：获取上一旋转周期的圈数校正值；在上一旋转周期经过韦根计数点时，韦根计数模块基于圈数校正值进行计数，得到第一圈数值；在光电位置检测模块旋转过零点时，根据光电位置检测模块检测的当前绝对位置的变化情况，确定圈数校正值是否被增加或减少“1”，得到在当前旋转周期的第二圈数值；在光电位置检测模块旋转至校正点时，利用第二圈数值覆盖第一圈数值，将第二圈数值作为当前旋转周期的圈数校正值。在本说明书实施例中，通过冗余设置韦根计数模块和光电位置检测模块同时进行多圈计数，从而可以有效防止圈数漏记的情况发生，进而有效提高了编码器的可靠性。

Description

一种多圈计数校正方法和设备、多圈编码器

技术领域

本说明书实施例涉及编码器技术领域，特别涉及一种多圈计数校正方法和设备、多圈编码器。

背景技术

编码器作为伺服系统中的反馈器件，有效提高了其工作精度，已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。随着场景的丰富，单一反馈圈内位置已不能满足应用，也要求编码器可以记录多圈数据且掉电不丢失，传统电池多圈编码器需要定期维护，而韦根无电池多圈在安装好后可以达到终身免维护。

韦根多圈由于其特殊自发电的工作方式，当编码器旋转时，每个机械周期，磁场切割线圈产生两次微弱电信号，需要在极短的供电时间与极小的供电电流情况下完成计数逻辑后通过片上通信接口与存储芯片进行数据交互，并完成一次多圈计数动作。

然而由于磁钢充磁不均、磁场大小差异、线圈生产的电流不稳定或者存储芯片读写异常等因素，使得整套方案在电机保持运行的过程中，会存在某次计数动作无法完整进行的情况，圈数丢失则为位置丢失，会造成撞机或其他事故。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本说明书实施例提供了一种多圈计数校正方法和设备、多圈编码器，以解决现有技术中韦根多圈计数会存在次计数动作无法完整进行从而圈数丢失的问题。

本说明书实施例提供了一种多圈计数校正方法，应用于多圈编码器，所述多圈编码器包括韦根计数模块和光电位置检测模块，所述多圈计数校正方法包括：获取上一旋转周期的圈数校正值；在所述上一旋转周期经过韦根计数点时，所述韦根计数模块基于所述圈数校正值进行计数，得到第一圈数值；在所述光电位置检测模块旋转过零点时，根据所述光电位置检测模块检测的当前绝对位置的变化情况，确定所述圈数校正值是否被增加或减少“1”，得到在所述当前旋转周期的第二圈数值；在所述光电位置检测模块旋转至校正点时，利用所述第二圈数值覆盖所述第一圈数值，将所述第二圈数值作为当前旋转周期的圈数校正值。

本说明书实施例还提供了一种多圈编码器，所述多圈编码器包括：韦根计数模块、光电位置检测模块、逻辑运算模块、存储芯片、主控模块，其中，所述韦根计数模块与所述逻辑运算芯片连接，所述逻辑运算芯片与所述存储芯片连接，所述光电位置检测模块与所述主控模块连接，所述主控模块与所述逻辑运算模块；利用所述多圈编码器进行多圈计数校正的方法包括：所述逻辑运算模块从所述存储芯片中获取上一旋转周期的圈数校正值；在所述上一旋转周期经过韦根计数点时，所述逻辑运算模块根据所述韦根计数模块传输的脉冲检测信号，基于所述圈数校正值进行计数得到第一圈数值；所述逻辑运算模块将所所述第一圈数值存储至所述存储芯片中；在所述光电位置检测模块旋转过零点时，所述主控芯片根据所述光电位置检测模块检测的当前绝对位置的变化情况，确定所述圈数校正值是否被增加或减少“1”，得到在所述当前旋转周期的第二圈数值；在所述光电位置检测模块旋转至校正点时，所述主控芯片通过所述逻辑运算模块将所述存储芯片中的第一圈数值替换为所述第二圈数值，将所述第二圈数值作为当前旋转周期的圈数校正值。

本说明书实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述指令被执行时实现本说明书实施例中任意一个方法实施例的步骤。

本说明书实施例提供了一种多圈计数校正方法，通过冗余设置韦根计数模块和光电位置检测模块同时进行多圈计数，在上一旋转周期中经过韦根计数点时，韦根计数模块基于上一旋转周期的圈数校正值进行计数，得到第一圈数值；在光电位置检测模块旋转过零点时，根据所述光电位置检测模块检测的当前绝对位置的变化情况，确定所述圈数校正值是否被增加或减少“1”，得到在所述当前旋转周期的第二圈数值。由于韦根计数模块采用自发电原理进行多圈计数，存在圈数漏记的情况，而光电位置检测模块可以采用外部或内部电源供电，因此圈数值的计算准确不会受外部因素影响。因此，为了提高圈数值的准确度，可以在所述光电位置检测模块旋转至校正点时，利用所述第二圈数值覆盖所述第一圈数值，将所述第二圈数值作为当前旋转周期的圈数校正值，从而可以有效防止圈数漏记的情况发生，进而有效提高了编码器的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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是根据本说明书实施例提供的多圈计数校正方法的步骤示意图；

图2是根据本说明书实施例提供的零点对齐的示意图；

图3是根据本说明书实施例提供的校正区域的位置示意图；

图4是根据本说明书实施例提供的多圈编码器的结构示意图；

图5是根据本说明书实施例提供的电子设备的结构示意图。

本申请目的的实现、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

下面将参考若干示例性实施方式来描述本说明书实施例的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本说明书实施例，而并非以任何方式限制本说明书实施例的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本说明书实施例公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本领域的技术人员知道，本说明书实施例的实施方式可以实现为一种系统、装置设备、方法或计算机程序产品。因此，本说明书实施例公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

虽然下文描述流程包括以特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些过程可以包括更多或更少的操作，这些操作可以顺序执行或并行执行(例如使用并行处理器或多线程环境)。

另外，在本申请中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本实施方式可以提供一种多圈计数校正方法方法。该多圈计数校正方法可以用于多圈编码器，所述多圈编码器可以包括韦根计数模块和光电位置检测模块，通过韦根计数模块和光电位置检测模块的冗余设置，在光电位置检测模块供电的情况下保证多圈计数的准确性。上述多圈计数校正方法可以包括以下步骤。

S101：获取上一旋转周期的圈数校正值；

在本实施例中，在多圈编码器的旋转过程中，可以实时地检测当前的多圈值。为了提高多圈计数的准确性，韦根计数模块在一个旋转周期中，计数前可以先获取光电位置检测模块校正后的圈数校正值，从而可以基于光电位置检测模块校正后的圈数值进行多圈计数。

在本实施例中，圈数校正值可以为大于等于0的正整数，例如：1、12、99、106等。

在本实施例中，光电位置检测模块可以采用内部电池供电，或者采用外部电源通过电缆、插座供电，具体的可以根据实际情况选择，本说明书实施例对此不作限定。由于光电位置检测模块供电稳定，因此光电位置检测模块记录的多圈值是准确地，不会受外部因素的干扰而出现圈数漏记的情况。

在本实施方式中，光电位置检测模块可以为绝对值旋转编码器，例如：反射式光电旋转编码器、透射式光电旋转编码器、电感式旋转编码器等。优选的可以采用与韦根计数模块原理不同的编码器，例如光电式旋转编码器，当然，光电位置检测模块的类型不限于上述举例，所属领域技术人员在本说明书实施例技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本说明书实施例相同或相似，均应涵盖于本说明书实施例保护范围内。

在本实施例中，光电位置检测模块在每个旋转周期记录的多圈值可以存储至预设位置处，以便下次需要时获取。其中，光电位置检测模块在每个旋转周期确定的多圈值可以作为圈数校正值存储，韦根计数模块根据圈数校正值进行当前旋转周期的圈数计算。

S103：在所述上一旋转周期经过韦根计数点时，所述韦根计数模块基于所述圈数校正值进行计数，得到第一圈数值；

在本实施例中，在每个旋转周期中一般会设有两个韦根计数点，每次经过韦根计数点时均会执行计数动作，韦根计数模块可以基于圈数校正值进行计数，对圈数校正值增加或者减少1得到第一圈数值。其中，在判断为正转的情况下加1，在判断为反转的情况下减1，第一圈数值为大于0的正整数。

在本实施例中，韦根计数模块采用无电池多圈方案，韦根计数模块可以由多颗电子器件组成，其中包含但不限于逻辑运算芯片、存储芯片、磁钢、一个或多个韦根线圈等。磁钢可以处于多圈编码器旋转中心，逻辑运算芯片置于磁钢正上方。当编码器旋转时，每个机械周期，磁场切割韦根线圈产生两次微弱电信号，给逻辑运算芯片与存储芯片供电，逻辑运算芯片在短时间内完成计数逻辑后通过片上通信接口与存储芯片进行数据交互，并完成一次多圈计数动作。

在本实施例中，在得到第一圈数值后可以将第一圈数值存储至上述预设位置处，第一圈数值和圈数校正值存储的位置可以是相同的。其中，上述预设位置可以为多圈编码器中的存储芯片，例如：RAM芯片、ROM芯片、MRAM芯片等，具体的可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不作限定。

S105：在所述光电位置检测模块旋转过零点时，根据所述光电位置检测模块检测的当前绝对位置的变化情况，确定所述圈数校正值是否被增加或减少“1”，得到在所述当前旋转周期的第二圈数值；

在本实施例中，在韦根计数模块进行多圈计数的同时，还利用光电位置检测模块进行多圈计数，在光电位置检测模块旋转过零点时，则说明此时已旋转了一圈需要对多圈值进行增减。

在本实施例中，光电位置检测模块可以实时获取检测到的绝对位置，从而根据相邻几个采样点的绝对位置确定当前绝对位置的变换情况。当前绝对位置的变化情况可以用于表征光电位置检测模块在旋转过零点时是正转还是反转，从而可以根据当前绝对位置的变化情况，确定所述圈数校正值是否被增加或减少“1”。如果是正转则将圈数校正值加1，如果是反转则将圈数校正值减少1，最终得到第二圈数值。

在本实施例中，需要注意的是，光电位置检测模块是以自身在上一旋转周期记录的圈数为基准进行独立计数。由于韦根多圈的计数方式会存在漏记的情况，因此，为了确保多圈值的准确性，光电位置检测模块在当前旋转周期并不以第一圈数值为基数计数，而是以在上一旋转周期校正后的多圈校正值为基数进行计数，有效提高的多圈值的准确性。

在本实施例中，上述零点可以为光电位置检测模块的零点，一般可以为码盘零点，该零点的位置是固定的。

S107：在所述光电位置检测模块旋转至校正点时，利用所述第二圈数值覆盖所述第一圈数值，将所述第二圈数值作为当前旋转周期的圈数校正值。

在本实施例中，在得到第二圈数值之后可以将第一圈数值替换为第二圈数值，从而对当前旋转周期韦根计数模块记录的圈数值进行校正，从而在每个旋转周期都执行圈数值的校正动作，有效避免了韦根计数模块出现某次计数动作无法完整进行，进而圈数丢失造成撞机或其他事故情况的发生。

在本实施例中，可以在光电位置检测模块旋转至校正点时执行多圈值的校正动作。为了避免韦根计数模块和光电位置检测模块圈数计数混乱，校正点可以设置在韦根计数点之前，使得韦根计数模块可以根据校正后的圈数值计数。

在本实施例中，由于在一个旋转周期中一般设有两个韦根计数点，校正点可以设置在第一个韦根计数点之前，也可以设置在第二个韦根计数点之后，具体的可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不作限定。

在本实施例中，如果圈数校正值和第一圈数值均存储在同一位置处，在光电位置检测模块旋转过零点后，存储第二圈数值的操作必然会将第一圈数值替换掉，因此，优选的校正点可以设置在靠近光电位置检测模块的零点的位置处。当然，校正点的位置不限于上述举例，还可以例如：先将第二圈数值存储到一个虚拟位置处，在经过校正点时再覆盖第一圈数值，如此校正点的位置则不受零点位置的限制。所属领域技术人员在本说明书实施例技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本说明书实施例相同或相似，均应涵盖于本说明书实施例保护范围内。

在本实施例中，在所述当前旋转周期，韦根计数模块可以基于所述第二圈数值进行计数，如此循环执行上述步骤S101-S107。

从以上的描述中，可以看出，本说明书实施例实现了如下技术效果：通过冗余设置韦根计数模块和光电位置检测模块同时进行多圈计数，在上一旋转周期中经过韦根计数点时，韦根计数模块基于上一旋转周期的圈数校正值进行计数，得到第一圈数值；在光电位置检测模块旋转过零点时，根据所述光电位置检测模块检测的当前绝对位置的变化情况，确定所述圈数校正值是否被增加或减少“1”，得到在所述当前旋转周期的第二圈数值。由于韦根计数模块采用自发电原理进行多圈计数，存在圈数漏记的情况，而光电位置检测模块可以采用外部或内部电源供电，因此圈数值的计算准确不会受外部因素影响。因此，为了提高圈数值的准确度，可以在所述光电位置检测模块旋转至校正点时，利用所述第二圈数值覆盖所述第一圈数值，将所述第二圈数值作为当前旋转周期的圈数校正值，从而使得在不上电时可以利用韦根计数模块进行圈数累积，在上电后可以利用光电位置检测模块进行多圈值的校正，可以有效防止圈数漏记的情况发生，进而可以有效提高编码器的可靠性。

在一个实施方式中，在一个旋转周期中，所述韦根计数点可以包括：第一韦根计数点和第二韦根计数点；其中，在所述上一旋转周期经过韦根计数点时，所述韦根计数模块基于所述圈数校正值进行计数，得到第一圈数值的步骤可以包括：在所述上一旋转周期经过第一韦根计数点时，所述韦根计数模块对所述圈数校正值增加或减少“0.5”，得到中间圈数值；在经过第二韦根计数点时，所述韦根计数模块对所述中间圈数值增加或减少“0.5”，得到第一圈数值。

在本实施方式中，韦根计数模块采用无电池多圈方案，韦根计数模块可以由多颗电子器件组成，其中包含但不限于逻辑运算芯片、存储芯片、磁钢、一个或多个韦根线圈等。磁钢可以处于多圈编码器旋转中心，逻辑运算芯片置于磁钢正上方。当编码器旋转时，每个机械周期，磁场切割韦根线圈产生两次微弱电信号，给逻辑运算芯片与存储芯片供电，逻辑运算芯片在短时间内完成计数逻辑后通过片上通信接口与存储芯片进行数据交互，并完成一次多圈计数动作。

在本实施方式中，韦根计数点分正转韦根计数点和反转韦根计数点，每个正转旋转周期设有第一正转韦根计数点和第二正转韦根计数点，每个反转旋转周期设有第一反转韦根计数点和第二反转韦根计数点。在光电位置检测模块正转的过程中，经过第一正转韦根计数点时，所述韦根计数模块对所述圈数校正值增加“0.5”，得到中间圈数值；在经过第二正转韦根计数点时，所述韦根计数模块对所述中间圈数值增加“0.5”，得到第一圈数值。在光电位置检测模块反转的过程中，经过第一反转韦根计数点时，所述韦根计数模块对所述圈数校正值减少“0.5”，得到中间圈数值；在经过第二反转韦根计数点时，所述韦根计数模块对所述中间圈数值减少“0.5”，得到第一圈数值。

在一个实施方式中，在获取上一旋转周期的圈数校正值之前，还可以包括：在所述多圈编码器上电后，从存储芯片获取零点校正信息；其中，所述零点校正信息用于表征所述韦根计数模块的零点与所述光电位置检测模块的零点的位置差；获取所述韦根计数模块在上电时的初始圈数值；获取所述光电位置检测模块上电时记录的初始单圈绝对位置；根据所述零点校正信息和所述初始单圈绝对位置，基于所述初始圈数值进行零点对齐，得到圈数基准值；所述光电位置检测模块基于所述圈数基准值进行多圈计数。

在本实施方式中，由于韦根计数方式本身受磁滞影响，零点不是固定的是在一个区间内变化的。因此，韦根计数模块的零点可以是韦根计数模块的磁零点对应在码盘上的位置，也可以是韦根计数模块实际发生圈数跳变的点对应在码盘上的位置，也可以是正转实际发生圈数跳变的点与反转实际发生圈数跳变的点的中点，具体的可以根据实际情况确定，可以优选方便测量的点定义为零点，本说明书实施例对此不作限定。

在本实施方式中，由于韦根计数模块和光电位置检测模块的零点不同，导致韦根计数模块和光电位置检测模块对应的圈数值并不一定一致。因此，本说明书实施例中在多圈编码器断电时，韦根计数模块独立进行旋转圈数的累计，而重新上电时则依据上电时刻的初始单圈绝对位置和韦根计数模块的零点与所述光电位置检测模块的零点的位置差进行零点对齐，将光电位置检测模块的码盘零点向韦根计数模块的磁零点向靠拢，进而使备韦根计数模块的圈数值校正为和光电位置检测模块的圈数值一致，避免断电后韦根计数模块的圈数值不准确的问题，提高了编码器的测量精度。

在本实施方式中，以光电位置检测模块为例，基于编码器工作时码盘旋转的基本原理可知，正转时当码盘上码道的零点位置每被读取一次，圈数值就增加1。韦根计数模块的零点与光电位置检测模块的零点位置不重合，经过零点位置的时间也就不一致，进而导致圈数值计数不一致。

因此，可以预先将所述韦根计数模块的零点与所述光电位置检测模块的零点的位置差测量出来，并存储至存储芯片中。其中，零点校正信息可以为角度值，例如：5°、62°、120.5°等。可以理解的是，零点校正信息的存储位置还可以是其它可能的地方，例如主控芯片中，本说明书实施例对此不作限定。

在本实施方式中，由于韦根计数模块和光电位置检测模块对圈数值计数的差异和当前单圈绝对位置以及起始零点相关。因此，可以获取当前单圈绝对位置，也即所述光电位置检测模块在上电时记录的初始单圈绝对位置。

在确定了上电时的初始单圈绝对位置以及零点校正信息后可以进行零点对齐，确定韦根计数模块和光电位置检测模块对圈数值计数的差异，从而确定是否需要对初始圈数值进行校正，最终得到圈数基准值，光电位置检测模块基于零点对齐后的圈数基准值进行校正。

在一个实施方式中，根据所述零点校正信息和所述绝对位置信息，基于所述初始圈数值进行零点对齐，得到圈数基准值，可以包括：将所述零点校正信息和所述初始单圈绝对位置相加，得到单圈绝对位置校正值；在正转方向上，在所述单圈绝对位置校正值相较于所述初始单圈绝对位置多经过一次所述韦根计数模块的零点的情况下，将初始圈数值加1，否则保持所述初始单圈绝对位置不变，得到圈数基准值；在反转方向上，在所述单圈绝对位置校正值相较于所述初始单圈绝对位置多经过一次所述韦根计数模块的零点的情况下，将初始圈数值减1，否则保持所述初始单圈绝对位置不变，得到圈数基准值。

在本实施方式中，可以通过将所述零点校正信息和所述初始单圈绝对位置相加，使光电位置检测模块的零点校正至韦根计数模块的零点，单圈绝对位置校正值是以韦根计数模块的零点为基准的单圈绝对位置。因此，可以通过比较单圈绝对位置校正值与韦根计数模块的零点之间的位置关系，确定是否需要对初始圈数值进行增减。

在本实施方式中，基于编码器工作时码盘旋转的基本原理可知，光电位置检测模块正转时，每经过一次码盘上的零点圈数值就增加或减少1，在将码盘零点校正至韦根计数模块的零点后，当前的单圈绝对位置也会随之发生变化，如果校正后的单圈绝对位置过了韦根计数模块的零点，则说明两者的圈数值不一致，需要进行校正；如果校正后的单圈绝对位置没过韦根计数模块的零点则说明两者的圈数值一致。

在本实施例中，在正转(顺时针旋转)时，如果较单圈绝对位置校正值没有过韦根计数模块的零点码盘零点，则说明，韦根计数模块和光电位置检测模块的零点旋转经过类似于感应部件的次数是相同的。也就是说此时，韦根计数模块和光电位置检测模块两个编码组件检测获得的圈数值是一致的，可以直接将初始圈数值作为圈数基准值。而当初始单圈绝对位置未过韦根计数模块的零点，加上零点校正信息后单圈绝对位置校正值多经过一次所述韦根计数模块的零点的情况下，则说明韦根计数模块和光电位置检测模块零点旋转经过感应部件的次数也就并不相同，获得的圈数值也不一致，此时需要将初始圈数值加1，得到圈数基准值。

同理，在反转(逆时针旋转)时，如果较单圈绝对位置校正值没有过韦根计数模块的零点码盘零点，则说明，韦根计数模块和光电位置检测模块的零点旋转经过类似于感应部件的次数是相同的。也就是说此时，韦根计数模块和光电位置检测模块两个编码组件检测获得的圈数值是一致的，可以直接将初始圈数值作为圈数基准值。而当初始单圈绝对位置未过韦根计数模块的零点，加上零点校正信息后单圈绝对位置校正值多经过一次所述韦根计数模块的零点的情况下，则说明韦根计数模块和光电位置检测模块零点旋转经过感应部件的次数也就并不相同，获得的圈数值也不一致，此时需要将初始圈数值减1，得到圈数基准值。

如图2中所示，以正转为例，N为光电位置检测模块的零点，M为韦根计数模块的零点，P为初始单圈绝对位置，α为韦根计数模块的零点与所述光电位置检测模块的零点的位置差，P’为单圈绝对位置校正值。在一个具体实施例中，P点处的初始多圈值为99圈，图2中校正后的P’未过N则光电位置检测模块可以以99圈为基础进行接下来的多圈计数，不需要校正；如果校正后的P’相较于P多经过了一次N(例如图中的b点)，则需要在99圈的基础上加1，光电位置检测模块以100圈为基础进行接下来的多圈计数。

在本实施例中，韦根计数模块和光电位置检测模块两个编码组件的零点差异性导致的圈数累加不同的问题，进而在上电后利用韦根计数模块获得的初始圈数值时，还对该初始圈数值进行校正，从而确保两个编码组件的圈数计数基础的一致性，有效提高了多圈计数的准确性。

在一个实施方式中，在获取上一旋转周期的圈数校正值之前，还可以包括：获取所述韦根计数模块的磁零点；获取所述光电位置检测模块的码盘零点；计算所述码盘零点与所述磁零点的差值，得到零点校正信息；将所述零点校正信息存储至所述存储芯片中。

在本实施方式中，可以在编码器出厂前预先测量确定韦根计数模块的磁零点以及光电位置检测模块的码盘零点，并将码盘零点与所述磁零点之间的位置差存储至编码器的存储芯片中，以便上电后获取使用。当然可以理解的是，上述零点校正信息也可以是出厂后编码器上电后再测量确定，具体的可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不作限定。

在本实施方式中，如图2中所示，O为码盘原点，磁零点M与码盘零点N之间的夹角为α，α可以为磁零点M对应在码盘上的角度减去码盘零点N对应在码盘上的角度的值，也可以为码盘零点N对应在码盘上的角度减去磁零点M对应在码盘上的角度。如果α为磁零点M对应在码盘上的角度减去码盘零点N对应在码盘上的角度的值，则在上述步骤中就需要将初始单圈绝对位置加上α得到单圈绝对位置校正值；如果α为码盘零点N对应在码盘上的角度减去磁零点M对应在码盘上的角度，则在上述步骤中就需要将初始单圈绝对位置减去α得到单圈绝对位置校正值。具体的可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不作限定。

在一个实施方式中，所述校正点可以包括：正转校正点和反转校正点，其中，所述正转校正点位于在正转方向上所述光电位置检测模块的零点区间与所述韦根计数模块的正转韦根计数区间之间；所述正转校正点位于在反转方向上所述光电位置检测模块的零点与所述韦根计数模块的反转韦根计数区间之间。

在本实施方式中，如果圈数校正值和第一圈数值均存储在同一位置处，在光电位置检测模块旋转过零点后，存储第二圈数值的操作必然会将第一圈数值替换掉，因此，优选的校正点可以设置在靠近光电位置检测模块的零点的位置处。进一步的，为了避免韦根计数模块和光电位置检测模块圈数计数混乱，校正点可以设置在零点之后韦根计数点之前，使得韦根计数模块可以根据校正后的圈数值计数。

在本实施方式中，由于在一个旋转周期中一般设有两个韦根计数点，校正点可以设置在第一个韦根计数点之前或者第二个韦根计数点之后，以避免干扰韦根计数模块的多圈计数。

在一个实施例中，如图3中所示，校正点可以位于校正区域中的任意位置，由于编码器执行采样、计算、读写操作需要一定时间，所以校正点可以避开零点和韦根计数点一定的角度。零点区间是指在光电位置检测模块的零点左右一定角度范围内的区间，韦根计数区间是指在韦根计数点左右一定角度范围内的区间。

在本实施例中，零点区间的角度范围可以设置为8°、9°、10°、12度等，韦根计数区间的角度范围可以设置为7°、9°、11°、12度等，当然还可以设置为其它可能的值，或者可以根据实际采样、计算、读写操作耗时所经历的旋转角度确定，本说明书实施例对此不作限定。

在本实施例中，为了保证正转反转时的一致性，正转校正点和反转校正点可以相对于零点对称设计，零点区间可以相对于零点对称设计，韦根计数区间也可以相对于韦根计数点对称设计，当然可以理解的是，也可以不对称设计，并不会影响方案的实施，具体的可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不作限定。

在本实施例中，校正点在确定后可以存储至多圈编码器中，也即对于同一个编码器而言其校正点的固定的。

在一个实施方式中，所述光电位置检测模块的零点区间可以为：在所述光电位置检测模块的零点处相邻两次采样点时间间隔所经历的旋转角度对应的区间；所述韦根计数模块的正转韦根计数区间可以为：在所述韦根计数模块的正转韦根计数点处，所述多圈编码器最大转速下逻辑运算芯片对存储芯片操作耗时所经历的旋转角度对应的区间；所述韦根计数模块的正转韦根计数区间可以为：在所述韦根计数模块的反转韦根计数点处，所述多圈编码器最大转速下逻辑运算芯片对存储芯片操作耗时所经历的旋转角度对应的区间。

在本实施方式中，由于多圈编码器在旋转过程中，逻辑控制芯片也会在一圈访问两次存储芯片，因此校正点位置的选取具有特殊方法，以避免主控芯片在写入数据时不会与逻辑控制芯片冲突。图3中所展示的“校正区域”则为校正点所在区域，该区域必须满足两个条件，编码器最大转速下，第一要在避开逻辑运算芯片对存储芯片操作耗时所经历的编码器旋转角度，第二要在避开编码器过零点处相邻两次采样点时间间隔所经历的编码器旋转角度。

在一个实施方式中，所述光电位置检测模块采用外部电源供电。在一些实施例中，可以利用电缆采用220V交流电供电，当然也可以采用其他可能的供电方式，本说明书实施例对此不作限定。

基于同一发明构思，本说明书实施例中还提供了一种多圈编码器，如下面的实施例所述。由于多圈编码器解决问题的原理与多圈计数校正方法相似，因此多圈编码器关于多圈计数校正方法的实施可以参见上述多圈计数校正方法的实施例，重复之处不再赘述。

在本实施例中，如图4所示，多圈编码器可以包括：韦根计数模块、光电位置检测模块、逻辑运算模块、存储芯片、主控模块，其中，所述韦根计数模块与所述逻辑运算芯片连接，所述逻辑运算芯片与所述存储芯片连接，所述光电位置检测模块与所述主控模块连接，所述主控模块与所述逻辑运算模块。

在本实施例中，韦根计数模块用于通过韦根无电池方案进行多圈计数，韦根计数模块可以由多颗电子器件组成，其中包含但不限于逻辑运算芯片、存储芯片、磁钢、一个或多个韦根线圈等。磁钢可以处于多圈编码器旋转中心，逻辑运算芯片置于磁钢正上方。当编码器旋转时，每个机械周期，磁场切割韦根线圈产生两次微弱电信号，给逻辑运算芯片与存储芯片供电，逻辑运算芯片在短时间内完成计数逻辑后通过片上通信接口与存储芯片进行数据交互，并完成一次多圈计数动作。

在本实施例中，光电位置检测模块可以包括：光源、码盘、光电池，光电位置检测模块的零点可以为所述码盘的零点。光电位置检测模块可以采用内部电池供电，或者采用外部电源通过电缆、插座供电，具体的可以根据实际情况选择，本说明书实施例对此不作限定。

在本实施例中，逻辑运算模块可以采用逻辑运算芯片实现，逻辑运算芯片是一种集成电路，用于执行逻辑运算和控制功能。逻辑运算芯片可以用于根据韦根计数模块传输的脉冲信号进行多圈计数，并且由于主控模块与存储芯片之间没有通信接口，因此逻辑运算芯片还可作为主控模块与存储芯片通信的桥梁。

在本实施例中，主控模块可以为MCU或者FPGA，主控模块用于根据光电位置检测模块传输的数据进行单圈绝对位置以及多圈值的确定。通过多圈编码器本身自带的主控模块对逻辑运算模块提供的多圈信息进行校准和二次写入的操作，在光电位置检测模块供电的情况下可以保证多圈计数的准确性。

在本实施例中，存储芯片用于存储韦根计数模块、光电位置检测模块记录的多圈值以及单圈绝对位置。在一些实施方式中，该存储芯片也可以为云端存储区域，具体的可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不作限定。

在本实施例中，在利用上述多圈编码器进行多圈计数校正的步骤可以包括：所述逻辑运算模块从所述存储芯片中获取上一旋转周期的圈数校正值；在所述上一旋转周期经过韦根计数点时，所述逻辑运算模块根据所述韦根计数模块传输的脉冲检测信号，基于所述圈数校正值进行计数得到第一圈数值；所述逻辑运算模块将所所述第一圈数值存储至所述存储芯片中；在所述光电位置检测模块旋转过零点时，所述主控芯片根据所述光电位置检测模块检测的当前绝对位置的变化情况，确定所述圈数校正值是否被增加或减少“1”，得到在所述当前旋转周期的第二圈数值；在所述光电位置检测模块旋转至校正点时，所述主控芯片通过所述逻辑运算模块将所述存储芯片中的第一圈数值替换为所述第二圈数值，将所述第二圈数值作为当前旋转周期的圈数校正值。

在一个实施方式中，在获取上一旋转周期的圈数校正值之前，还可以包括：在所述多圈编码器上电后，所述主控芯片通过所述逻辑运算模块从所述存储芯片获取零点校正信息、所述韦根计数模块在上电时记录的初始圈数值、所述光电位置检测模块上电时记录的初始单圈绝对位置；其中，所述零点校正信息用于表征所述韦根计数模块的零点与所述光电位置检测模块的零点的位置差；所述主控芯片根据所述零点校正信息和所述初始单圈绝对位置，基于所述初始圈数值进行零点对齐，得到圈数基准值；所述主控芯片通过所述逻辑运算模块将所述圈数基准值存储至存储芯片中；所述光电位置检测模块基于所述圈数基准值进行多圈计数。

在本实施方式中，上电时的初始单圈绝对位置也可以是存储在主控芯片中的，无需通过逻辑运算芯片从存储芯片中获取，可以直接从主控芯片的存储区域中获取，具体的可以根据实际情况确定，本说明书实施例对此不作限定。

下面结合一个具体实施例对上述方法进行说明，然而，值得注意的是，该具体实施例仅是为了更好地说明本说明书实施例，并不构成对本说明书实施例的不当限定。

本发明实施提供了一种多圈计数校正方法，可以包括：

步骤1：主控芯片通过片上通信向逻辑运算芯片从存储芯片中获取当前的初始多圈值并记录。

其中，由于韦根计数模块是自发电的，因此韦根计数模块在每个旋转周期都是会执行多圈计数操作的，上述初始多圈值是上电时存储芯片内记录的。

步骤2、结合主控芯片在上电时计算出的初始单圈绝对位置，对上述初始多圈值进行零点对齐，并将对齐后的圈数基准值用作主控芯片独立计数的基础值。

步骤3、多圈编码器旋转过程中，主控芯片实时检测当前单圈绝对位置。

步骤4、当光电位置检测模块的单圈绝对位置过零点时，主控芯片根据绝对位置递增或递减情况，将独立计数的圈数基准值相应的递增或递减。

步骤5、当光电位置检测模块绝对位置经过校正点时，将主控芯片独立计数的最新圈数通过片上通信，直接访问存储芯片，将其写入存储芯片中，覆盖逻辑运算芯片写入的多圈值，即达到补偿的目的。

在本实施例中，可以将主控芯片校正后的多圈值作为下一旋转周期的计数基础，在每个旋转周期重复执行上述步骤3-步骤5。

在本实施例中，上述步骤1-步骤2可以仅在上电时执行一次，后续无需再重复执行。当然也可以每间隔一段时间执行一次步骤1、步骤2，或者在检测到特定的异常情况(例如：电压不稳等)后执行一次步骤1、步骤2。当然，不限于上述举例，所属领域技术人员在本说明书实施例技术精髓的启示下，还可能做出其它变更，但只要其实现的功能和效果与本说明书实施例相同或相似，均应涵盖于本说明书实施例保护范围内。

在本实施例中，为了避免韦根多圈偶发计数丢失问题的发生，由于光电位置检测模块通过电源供电的方式相对更可靠，因此，可以通过编码器本身自带的主控芯片(MCU或FPGA)对逻辑运算芯片提供的多圈信息进行校准和二次写入的操作，在光电位置检测模块供电的情况下可以保证多圈计数的准确性，进而可以提高编码器的可靠性。

本说明书实施例实施方式还提供了一种电子设备，具体可以参阅图5所示的基于本说明书实施例提供的多圈计数校正方法方法的电子设备组成结构示意图，所述电子设备具体可以包括输入设备51、处理器52、存储器53。其中，所述输入设备51具体可以用于输入上一旋转周期的圈数校正值。所述处理器52具体可以用于在所述上一旋转周期经过韦根计数点时，所述韦根计数模块基于所述圈数校正值进行计数，得到第一圈数值；在所述光电位置检测模块旋转过零点时，根据所述光电位置检测模块检测的当前绝对位置的变化情况，确定所述圈数校正值是否被增加或减少“1”，得到在所述当前旋转周期的第二圈数值；在所述光电位置检测模块旋转至校正点时，利用所述第二圈数值覆盖所述第一圈数值，将所述第二圈数值作为当前旋转周期的圈数校正值。所述存储器53具体可以用于存储第一圈数值、第二圈数值、圈数校正值等数据。

在本实施方式中，所述输入设备具体可以是用户和计算机系统之间进行信息交换的主要装置之一。所述输入设备可以包括键盘、鼠标、摄像头、扫描仪、光笔、手写输入板、语音输入装置等；输入设备用于把原始数据和处理这些数的程序输入到计算机中。所述输入设备还可以获取接收其他模块、单元、设备传输过来的数据。所述处理器可以按任何适当的方式实现。例如，处理器可以采取例如微处理器或处理器以及存储可由该(微)处理器执行的计算机可读程序代码(例如软件或固件)的计算机可读介质、逻辑门、开关、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器的形式等等。所述存储器具体可以是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。所述存储器可以包括多个层次，在数字系统中，只要能保存二进制数据的都可以是存储器；在集成电路中，一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器，如RAM、FIFO等；在系统中，具有实物形式的存储设备也叫存储器，如内存条、TF卡等。

在本实施方式中，该电子设备具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。

本说明书实施例实施方式中还提供了一种基于多圈计数校正方法方法的计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机程序指令，在所述计算机程序指令被执行时可以实现：获取上一旋转周期的圈数校正值；在所述上一旋转周期经过韦根计数点时，所述韦根计数模块基于所述圈数校正值进行计数，得到第一圈数值；在所述光电位置检测模块旋转过零点时，根据所述光电位置检测模块检测的当前绝对位置的变化情况，确定所述圈数校正值是否被增加或减少“1”，得到在所述当前旋转周期的第二圈数值；在所述光电位置检测模块旋转至校正点时，利用所述第二圈数值覆盖所述第一圈数值，将所述第二圈数值作为当前旋转周期的圈数校正值。

在本实施方式中，上述存储介质包括但不限于随机存取存储器(Random AccessMemory，RAM)、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、缓存(Cache)、硬盘(Hard DiskDrive，HDD)或者存储卡(Memory Card)。所述存储器可以用于存储计算机程序指令。网络通信单元可以是依照通信协议规定的标准设置的，用于进行网络连接通信的接口。

在本实施方式中，该计算机存储介质存储的程序指令具体实现的功能和效果，可以与其它实施方式对照解释，在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本说明书实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本说明书实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本说明书实施例提供了如上述实施例或流程图所述的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在所述方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑性上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本说明书实施例提供的执行顺序。所述的方法的在实际中的装置或终端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本说明书实施例的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照前述权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。

以上所述仅为本说明书实施例的优选实施例而已，并不用于限制本说明书实施例，对于本领域的技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种多圈计数校正方法，其特征在于，应用于多圈编码器，所述多圈编码器包括韦根计数模块和光电位置检测模块，所述多圈计数校正方法包括：

获取上一旋转周期的圈数校正值；

在所述上一旋转周期经过韦根计数点时，所述韦根计数模块基于所述圈数校正值进行计数，得到第一圈数值；

在所述光电位置检测模块旋转过零点时，根据所述光电位置检测模块检测的当前绝对位置的变化情况，确定所述圈数校正值是否被增加或减少“1”，得到在所述当前旋转周期的第二圈数值；

在所述光电位置检测模块旋转至校正点时，利用所述第二圈数值覆盖所述第一圈数值，将所述第二圈数值作为当前旋转周期的圈数校正值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在一个旋转周期中，所述韦根计数点包括：第一韦根计数点和第二韦根计数点；其中，在所述上一旋转周期经过韦根计数点时，所述韦根计数模块基于所述圈数校正值进行计数，得到第一圈数值的步骤包括：

在所述上一旋转周期经过第一韦根计数点时，所述韦根计数模块对所述圈数校正值增加或减少“0.5”，得到中间圈数值；

在经过第二韦根计数点时，所述韦根计数模块对所述中间圈数值增加或减少“0.5”，得到第一圈数值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取上一旋转周期的圈数校正值之前，还包括：

在所述多圈编码器上电后，从存储芯片获取零点校正信息；其中，所述零点校正信息用于表征所述韦根计数模块的零点与所述光电位置检测模块的零点的位置差；

获取所述韦根计数模块在上电时的初始圈数值；

获取所述光电位置检测模块上电时记录的初始单圈绝对位置；

根据所述零点校正信息和所述初始单圈绝对位置，基于所述初始圈数值进行零点对齐，得到圈数基准值；

所述光电位置检测模块基于所述圈数基准值进行多圈计数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述零点校正信息和所述绝对位置信息，基于所述初始圈数值进行零点对齐，得到圈数基准值，包括：

将所述零点校正信息和所述初始单圈绝对位置相加，得到单圈绝对位置校正值；

在正转方向上，在所述单圈绝对位置校正值相较于所述初始单圈绝对位置多经过一次所述韦根计数模块的零点的情况下，将所述初始圈数值加1，否则保持所述初始单圈绝对位置不变，得到圈数基准值；

在反转方向上，在所述单圈绝对位置校正值相较于所述初始单圈绝对位置多经过一次所述韦根计数模块的零点的情况下，将所述初始圈数值减1，否则保持所述初始单圈绝对位置不变，得到圈数基准值。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在获取上一旋转周期的圈数校正值之前，还包括：

获取所述韦根计数模块的磁零点；

获取所述光电位置检测模块的码盘零点；

计算所述码盘零点与所述磁零点之间的差值，得到零点校正信息；

将所述零点校正信息存储至所述存储芯片中。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校正点包括：正转校正点和反转校正点，其中，

所述正转校正点位于在正转方向上所述光电位置检测模块的零点区间与所述韦根计数模块的正转韦根计数区间之间；

所述正转校正点位于在反转方向上所述光电位置检测模块的零点与所述韦根计数模块的反转韦根计数区间之间。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述光电位置检测模块的零点区间为：在所述光电位置检测模块的零点处相邻两次采样点时间间隔所经历的旋转角度对应的区间；

所述韦根计数模块的正转韦根计数区间为：在所述韦根计数模块的正转韦根计数点处，所述多圈编码器最大转速下逻辑运算芯片对存储芯片操作耗时所经历的旋转角度对应的区间；

所述韦根计数模块的正转韦根计数区间为：在所述韦根计数模块的反转韦根计数点处，所述多圈编码器最大转速下逻辑运算芯片对存储芯片操作耗时所经历的旋转角度对应的区间。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光电位置检测模块采用外部电源供电。

9.一种多圈编码器，其特征在于，所述多圈编码器包括：韦根计数模块、光电位置检测模块、逻辑运算模块、存储芯片、主控模块，其中，所述韦根计数模块与所述逻辑运算芯片连接，所述逻辑运算芯片与所述存储芯片连接，所述光电位置检测模块与所述主控模块连接，所述主控模块与所述逻辑运算模块；

利用所述多圈编码器进行多圈计数校正的方法包括：

所述逻辑运算模块从所述存储芯片中获取上一旋转周期的圈数校正值；

在所述上一旋转周期经过韦根计数点时，所述逻辑运算模块根据所述韦根计数模块传输的脉冲检测信号，基于所述圈数校正值进行计数得到第一圈数值；

所述逻辑运算模块将所所述第一圈数值存储至所述存储芯片中；

在所述光电位置检测模块旋转过零点时，所述主控芯片根据所述光电位置检测模块检测的当前绝对位置的变化情况，确定所述圈数校正值是否被增加或减少“1”，得到在所述当前旋转周期的第二圈数值；

在所述光电位置检测模块旋转至校正点时，所述主控芯片通过所述逻辑运算模块将所述存储芯片中的第一圈数值替换为所述第二圈数值，将所述第二圈数值作为当前旋转周期的圈数校正值。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在获取上一旋转周期的圈数校正值之前，还包括：

在所述多圈编码器上电后，所述主控芯片通过所述逻辑运算模块从所述存储芯片获取零点校正信息、所述韦根计数模块在上电时记录的初始圈数值、所述光电位置检测模块上电时记录的初始单圈绝对位置；其中，所述零点校正信息用于表征所述韦根计数模块的零点与所述光电位置检测模块的零点的位置差；

所述主控芯片根据所述零点校正信息和所述初始单圈绝对位置，基于所述初始圈数值进行零点对齐，得到圈数基准值；

所述主控芯片通过所述逻辑运算模块将所述圈数基准值存储至存储芯片中；

所述光电位置检测模块基于所述圈数基准值进行多圈计数。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述光电位置检测模块包括：码盘，所述光电位置检测模块的零点为所述码盘的零点；

和/或，所述光电位置检测模块通过电缆供电。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述主控模块包括MCU或FPGA。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机指令，所述指令被执行时实现权利要求1至8中任一项所述方法的步骤。