一种多轨绝对光栅尺图像编码解码方法技术

本发明专利技术公开了一种多轨绝对光栅尺图像编码解码方法，编码方法包括：采用搜素算法对多轨绝对光栅尺的多元信息进行编码，得到多轨绝对光栅尺的多元信息码，所述搜素算法以最大相同子串长度为特征进行编码，且能灵活调节编码数量和编码范围；将多轨绝对光栅尺的多元信息码分解到多条二元码道上，然后在二元码道上进行位置编码，得到相应的二元码道编码；在二元码道编码的码字之间加入标签，得到最终的编码，并根据最终的编码中每个编码码字和位置信息制成表格进行存储。本发明专利技术具有简单、效率高，编码范围广且能灵活进行调节，解码速度快和精度高的优点，可广泛应用于编码领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及编码领域，尤其是一种多轨绝对光栅尺图像编码解码方法。
技术介绍
光栅尺是在机床上广泛采用的精密位置测量手段，其按照主要测量原理可分为基于莫尔条纹遮挡或干涉的增量码光栅尺和基于绝对码测量的绝对码光栅尺（也叫绝对码编码器）。相对于增量码光栅尺，绝对码光栅尺对各个位置进行编码，在实际使用中，绝对码光栅尺在掉电等意外情况下仍能在重新启动后读取位置信息而不需要回零，也没有因回零而导致的累积误差。这些优点使得绝对码光栅尺在现今自动化程度越来越高的趋势下，受到越来越广泛的关注。然而，目前绝对码光栅尺，尤其是多轨绝对光栅尺，并没有统一的国际编码解码标准，使得光栅尺的结构复杂，编码范围不够且无法灵活进行调节，解码速度慢和精度低。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的在于：提供一种简单、效率高，编码范围广且能灵活进行调节的，多轨绝对光栅尺图像编码方法。本专利技术的另一目的是：本专利技术的目的在于：提供一种简单，解码速度快和精度高的，多轨绝对光栅尺图像解码方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种多轨绝对光栅尺图像编码方法，包括以下步骤：S1、采用搜素算法对多轨绝对光栅尺的多元信息进行编码，得到多轨绝对光栅尺的多元信息码，所述搜素算法以最大相同子串长度为特征进行编码，且能灵活调节编码数量和编码范围；S2、将多轨绝对光栅尺的多元信息码分解到多条二元码道上，然后在二元码道上进行位置编码，得到相应的二元码道编码；S3、在二元码道编码的码字之间加入标签，得到最终的编码，并根据最终的编码中每个编码码字和位置信息制成表格进行存储。进一步，所述搜素算法满足：在不同的码字序列之间有一个最大相同子串长度(b-1)，b 为子串的编码长度，且长度为(b -1)的子串在编码集合中最多只能出现一次；任意编码长度为b 的子串均不相同；通过信息元数及码字长度 n调节编码数量和编码范围。进一步，所述多轨绝对光栅尺多元信息的信息元数为2x，x 为正整数。进一步，所述标签为一二元二码道编码，且已被搜素算法所排除。本专利技术所采取的另一技术方案是：一种多轨绝对光栅尺图像解码方法，包括以下步骤：S1、获取多轨绝对光栅尺的透光信息图像；S2、根据透光信息图像得到二元码元值，并根据二元码元值合成多元码元值；S3、对多元码元值中每个码字的标签进行识别，然后采用查表匹配法得到多轨绝对光栅尺多元信息码的准确位置编码。进一步，所述步骤S2包括：S21、根据透光信息图像通过图像传感器得到二元码元值；S22、根据设定的多元信息码分解规则将二元码元值合成多元码元值。进一步，所述步骤S3包括：S31、采用匹配法对多元码元值中每个码字的标签进行识别，识别出标签所处的位置；S32、根据标签所处的位置采用查表匹配法进行解码，得到标签位置粗码，所述标签位置粗码包括标签前码字位置粗码和标签码字位置粗码；S33、根据每个码字的标签信息对标签位置粗码进行细分，得到解码后的码值。进一步，所述步骤S32具体为：若标签位于解码图像的前半段，则对标签的后b 位码元采用查表匹配法进行解码，并以得到的位置信息作为标签码字位置粗码A，此时，标签前码字位置粗码为A-(l+n)*d ；若标签位于解码图像的后半段，则对标签的前b 位码元采用查表匹配法进行解码，并以得到的位置信息作为标签前码字位置粗码A，此时，标签码字位置粗码为A+(l+n)*d，其中，解码图像由透光信息图像解码而成，b 为子串的编码长度，l 为标签的长度，n 为码字的长度，d为单根光栅的宽度。进一步，所述步骤S32具体为：以标签的最中央条码码元作为位置参考点，以解码图像的中心点作为测量位置参考点，判断位置参考点是否与测量位置参考点重合，若是，则以标签位置粗码作为解码后的码值；反之，则根据位置参考点与测量位置参考点间的距离以及标签所处的位置进行进一步细分，并以得到的细分值作为解码后的码值。进一步，所述根据位置参考点与测量位置参考点间的距离以及标签所处的位置进行进一步细分这一步骤，其具体为：根据位置参考点与测量位置参考点间的距离p*d以及标签所处的位置对标签位置粗码进行进一步细分，若标签位于解码图像的前半段，则标签码字位置粗码A解码后的码值为A+p*d，标签前码字位置粗码解码后的码值为A-(l+n-p)*d ；若标签位于解码图像的后半段，则标签前码字位置粗码A解码后的码值为A-p*d，标签码字位置粗码解码后的码值为A+ (l+n-p)*d，p为位置参考点与测量位置参考点间距离码元的数目。本专利技术的编码方法的有益效果是：采用最大相同子串长度为特征的搜素算法对多轨绝对光栅尺的多元信息进行编码，能灵活调节编码数量和编码范围，编码范围广；将多轨绝对光栅尺的多元信息码分解到多条二元码道上，将多元信息码分解为现有光栅尺制造技术普遍采用的二元信息码位置编码方法，结构简单，编码速度快，效率高；在编码的码字之间加入了标签，便于后续通过标签定位的方式进行解码。本专利技术的解码方法的有益效果是：先根据获取的透光信息图像得到二元码元值，再根据二元码元值合成多元码元值，然后对多元码元值中每个码字的标签进行识别，最后采用查表匹配法得到多轨绝对光栅尺多元信息码的准确位置编码，综合运用了标签定位的方式和查表匹配法进行解码，结构简单，解码速度快且精度高。进一步，根据标签所处的位置采用查表匹配法进行解码，得到标签位置粗码，然后根据每个码字的标签信息对标签位置粗码进行细分，得到解码后的码值，更加精确。进一步，查表匹配算法只需要进行b 位码元的匹配，而不需要进行全码匹配，进一步提高了解码速度。附图说明图1为本专利技术一种多轨绝对光栅尺图像编码方法的步骤流程图；图2为本专利技术一种多轨绝对光栅尺图像解码方法的步骤流程图；图3为本专利技术实施例一对位置粗码进行细分的过程示意图。具体实施方式参照图1，一种多轨绝对光栅尺图像编码方法，包括以下步骤：S1、采用搜素算法对多轨绝对光栅尺的多元信息进行编码，得到多轨绝对光栅尺的多元信息码，所述搜素算法以最大相同子串长度为特征进行编码，且能灵活调节编码数量和编码范围；S2、将多轨绝对光栅尺的多元信息码分解到多条二元码道上，然后在二元码道上进行位置编码，得到相应的二元码道编码；S3、在二元码道编码的码字之间加入标签，得到最终的编码，并根据最终的编码中每个编码码字和位置信息制成表格进行存储。进一步作为优选的实施方式，所述搜素算法满足：在不同的码字序列之间有一个最大相同子串长度(b -1)，b 为子串的编码长度，且长度为(b -1)的子串在编码集合中最多只能出现一次；任意编码长度为b 的子串均不相同；通过信息元数及码字长度n 调节编码数量和编码范围。进一步作为优选的实施方式，所述多轨绝对光栅尺多元信息的信息元数为2x，x为正整数。进一步作为优选的实施方式，所述标签为一二元二码道编码，且已被搜素算法所排除。参照图2，一种多轨绝对光栅尺图像解码方法，包括以下步骤：S1、获取多轨绝对光栅尺的透光信息图像；S2、根据透光信息图像得到二元码元值，并根据二元码元值合成多元码元值；S3、对多元码元值中每个码字的标签进行识别，然后采用查表匹配法得到多轨绝对光栅尺多元信息码的准确位置编码。进一步作为优选的实施方式，所述步骤S2包括：S21、根据透光信息图像通过图像传感器得到二元码元值；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多轨绝对光栅尺图像编码方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、采用搜素算法对多轨绝对光栅尺的多元信息进行编码，得到多轨绝对光栅尺的多元信息码，所述搜素算法以最大相同子串长度为特征进行编码，且能灵活调节编码数量和编码范围；S2、将多轨绝对光栅尺的多元信息码分解到多条二元码道上，然后在二元码道上进行位置编码，得到相应的二元码道编码；S3、在二元码道编码的码字之间加入标签，得到最终的编码，并根据最终的编码中每个编码码字和位置信息制成表格进行存储。

【技术特征摘要】
1.一种多轨绝对光栅尺图像编码方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、采用搜素算法对多轨绝对光栅尺的多元信息进行编码，得到多轨绝对光栅尺的多元信息码，所述搜素算法以最大相同子串长度为特征进行编码，且能灵活调节编码数量和编码范围；S2、将多轨绝对光栅尺的多元信息码分解到多条二元码道上，然后在二元码道上进行位置编码，得到相应的二元码道编码；S3、在二元码道编码的码字之间加入标签，得到最终的编码，并根据最终的编码中每个编码码字和位置信息制成表格进行存储。2.根据权利要求1所述的一种多轨绝对光栅尺图像编码方法，其特征在于：所述搜素算法满足：在不同的码字序列之间有一个最大相同子串长度(b -1)，b 为子串的编码长度，且长度为(b -1)的子串在编码集合中最多只能出现一次；任意编码长度为b 的子串均不相同；通过信息元数及码字长度n 调节编码数量和编码范围。3.根据权利要求2所述的一种多轨绝对光栅尺图像编码方法，其特征在于：所述多轨绝对光栅尺多元信息的信息元数为2x，x 为正整数。4.根据权利要求1、2或3所述的一种多轨绝对光栅尺图像编码方法，其特征在于：所述标签为一二元二码道编码，且已被搜素算法所排除。5.一种多轨绝对光栅尺图像解码方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、获取多轨绝对光栅尺的透光信息图像；S2、根据透光信息图像得到二元码元值，并根据二元码元值合成多元码元值；S3、对多元码元值中每个码字的标签进行识别，然后采用查表匹配法得到多轨绝对光栅尺多元信息码的准确位置编码。6.根据权利要求5所述的一种多轨绝对光栅尺图像解码方法，其特征在于：所述步骤S2包括：S21、根据透光信息图像通过图像传感器得到二元码元值；S22、根据设定的多元信息码分解规则将二元码元值合成多元码元值。7.根据权利要求5所述的一种多轨绝对光栅尺图像解码方法，其特征在于：所述步骤S3包括：S31、采用匹配法对多元码元值中每个码字的标签进行识别，识别出标签所处的位置；S3...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡峰，陈新，王晗，陈新度，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44