一种光栅以及位置检测方法、系统技术方案

本申请公开了一种光栅以及位置检测方法、系统，该光栅包括：包括游标码和A码道，游标码包括M码道、N码道和S码道，其中，M码道、N码道和S码道均为采用周期性游标编码的码道，A码道为采用一组序列编码得到的码道；游标码，用于采集当前游标编码周期内的与当前目标物体所处位置相对应的游标数值；A码道，用于对当前游标码已经过的游标编码周期进行计数，得到相应的计数值，以便通过计数值以及游标数值来确定出当前目标物体的实际位置信息。本申请的光栅中只需采用一组序列编码，从而大幅减少解码运算时间，另外由于采用包括三条码道的周期性游标编码来进行细分运算，相对于单码道的增量码，具有更强的抗污染能力。

Grating and position detection method and system

The invention discloses a system and a position detecting method, grating, the grating includes a cursor code and A code, M code, including the cursor code N code channel and S code, the M code, N code and S code are code with periodic vernier encoding A, code for code using a sequence encoding; cursor code, used to collect the current cursor encoding period and the current object at the position corresponding to the cursor value; A code, used to count the current cursor cursor encoding cycle code has been obtained, corresponding to the count. The count and the cursor values to determine the actual location information of the current object. The application of grating only by a sequence of encoding, thereby greatly reducing the decoding time, also due to the periodic vernier encoding includes three barcodeway to subdivide the operation, compared with the single code channel increment code, has stronger anti pollution ability.

【技术实现步骤摘要】
一种光栅以及位置检测方法、系统
本专利技术涉及光栅
，特别涉及一种光栅以及位置检测方法、系统。
技术介绍
当前，为了获取到目标物体精确的位置信息，人们通常会利用光栅来对目标物体的位置进行检测。现有用来检测位置信息的光栅主要采用如下的编码方式：通过将三组伪随机的序列编码组成的复合编码与单码道的增量编码进行结合，以确定出目标物体的位置信息。具体的，按照周期循环的排列方式，对上述三组伪随机的序列编码m1、m2和m3进行排列，得到相应的伪随机序列码ma、mb和mc，然后再将上述伪随机序列码ma、mb和mc进行复合，得到复合代码序列，通过对全部的复合代码序列进行译码，接着将每三个译码对应于光栅尺上的一个绝对位置，根据上述对应关系，将整条光栅尺上的绝对位置进行刻线处理，得到相应的绝对码道并保存相应的数值，后续便可上述保存下来的数值来确定目标物体的位置信息。然而，由于现有技术中需要采用三组序列编码组合，导致在解码时需要大量的计算，很难做到位置信息的实时同步；另外，随着使用时间的增加，现有技术中的单码道增量码会产生累计误差，并且在明暗条纹受到污染的情况下，容易导致数据出错。综上所述可以看出，如何在利用光栅进行位置检测的过程中减少解码运算量，并提升抗污染能力是目前有待进一步解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种光栅以及位置检测方法、系统，在利用光栅进行位置检测的过程中减少了解码运算量，并提升了抗污染能力。其具体方案如下：一种光栅，包括游标码和A码道，所述游标码包括M码道、N码道和S码道，其中，所述M码道、所述N码道和所述S码道均为采用周期性游标编码的码道，所述A码道为采用一组序列编码得到的码道；所述游标码，用于采集当前游标编码周期内的与当前目标物体所处位置相对应的游标数值；所述A码道，用于对当前所述游标码已经过的游标编码周期进行计数，得到相应的计数值，以便通过所述计数值以及所述游标数值来确定出当前所述目标物体的实际位置信息。可选的，所述光栅为应用于绝对式线位移传感器中的直线位移光栅。可选的，所述光栅为应用于角度编码器或旋转编码器中的圆光栅。可选的，所述序列编码为m序列编码或M序列编码或Gold序列编码或曼彻斯特编码或二进制编码。本专利技术进一步公开了一种基于光栅的位置检测方法，所述光栅包括游标码和A码道，所述游标码包括M码道、N码道和S码道，所述M码道、所述N码道和所述S码道均为采用周期性游标编码的码道，所述A码道为采用一组序列编码得到的码道；其中，所述方法包括：利用所述游标码，采集当前游标编码周期内的与当前目标物体所处位置相对应的游标数值；利用所述A码道，对当前所述游标码已经过的游标编码周期进行计数，得到相应的计数值；利用所述计数值以及所述游标数值，确定出当前所述目标物体的实际位置信息。可选的，所述序列编码为m序列编码或M序列编码或Gold序列编码或曼彻斯特编码或二进制编码。可选的，所述利用所述游标码，采集当前游标编码周期内的与当前目标物体所处位置相对应的游标数值的过程，包括：利用所述M码道与所述N码道之间的相位差，确定出所述N码道对应的游标编码公式，得到第一编码公式；利用所述M码道与所述S码道之间的相位差，确定出所述S码道对应的游标编码公式，得到第二编码公式；利用所述第一编码公式和所述第二编码公式，分别确定出所述N码道对应的游标编码以及所述S码道对应的游标编码；根据当前所述目标物体所处位置，对所述N码道对应的游标编码以及所述S码道对应的游标编码进行相应的同步运算，并将本次同步运算结果与当前所述M码道上的细分数据进行同步合成，得到所述游标数值。可选的，所述利用所述计数值以及所述游标数值，确定出当前所述目标物体的实际位置信息的过程，包括：若当前所述A码道的m编码序列超前于所述游标码，则利用第一位置确定公式，确定出当前所述目标物体的实际位置信息；其中，所述第一位置确定公式为：式中，L表示所述实际位置信息，LA表示所述游标数值，LB表示所述计数值，a表示所述游标数值对应的游标编码的次高位，b表示所述计数值对应的序列编码的同步位，{}运算符表示位拼接运算。可选的，所述利用所述计数值以及所述游标数值，确定出当前所述目标物体的实际位置信息的过程，包括：若当前所述A码道的m编码序列滞后于所述游标码，则利用第二位置确定公式，确定出当前所述目标物体的实际位置信息；其中，所述第二位置确定公式为：式中，L表示所述实际位置信息，LA表示所述游标数值，LB表示所述计数值，a表示所述游标数值对应的游标编码的次高位，b表示所述计数值对应的序列编码的同步位，{}运算符表示位拼接运算。本专利技术还相应公开了一种基于光栅的位置检测系统，所述光栅包括游标码和A码道，所述游标码包括M码道、N码道和S码道，所述M码道、所述N码道和所述S码道均为采用周期性游标编码的码道，所述A码道为采用一组序列编码得到的码道；其中，所述系统包括：游标数值采集模块，用于利用所述游标码，采集当前游标编码周期内的与当前目标物体所处位置相对应的游标数值；计数模块，用于利用所述A码道，对当前所述游标码已经过的游标编码周期进行计数，得到相应的计数值；位置信息确定模块，用于利用所述计数值以及所述游标数值，确定出当前所述目标物体的实际位置信息。可选的，所述序列编码为m序列编码或M序列编码或Gold序列编码或曼彻斯特编码或二进制编码。可选的，所述位置信息确定模块，具体用于在当前所述A码道的m编码序列超前于所述游标码的情况下，利用第一位置确定公式，确定出当前所述目标物体的实际位置信息；其中，所述第一位置确定公式为：式中，L表示所述实际位置信息，LA表示所述游标数值，LB表示所述计数值，a表示所述游标数值对应的游标编码的次高位，b表示所述计数值对应的序列编码的同步位，{}运算符表示位拼接运算。可选的，所述位置信息确定模块，具体用于在当前所述A码道的m编码序列滞后于所述游标码的情况下，利用第二位置确定公式，确定出当前所述目标物体的实际位置信息；其中，所述第二位置确定公式为：式中，L表示所述实际位置信息，LA表示所述游标数值，LB表示所述计数值，a表示所述游标数值对应的游标编码的次高位，b表示所述计数值对应的序列编码的同步位，{}运算符表示位拼接运算。本专利技术中，光栅包括游标码和A码道，游标码包括M码道、N码道和S码道，其中，M码道、N码道和S码道均为采用周期性游标编码的码道，A码道为采用一组序列编码得到的码道；游标码，用于采集当前游标编码周期内的与当前目标物体所处位置相对应的游标数值；A码道，用于对当前游标码已经过的游标编码周期进行计数，得到相应的计数值，以便通过计数值以及游标数值来确定出当前目标物体的实际位置信息。可见，本专利技术的光栅中只需采用一组序列编码，也即是上述的A码道，这样便无需额外地占用内部处理资源来生成复杂的复合代码，从而大幅减少解码运算时间，这样更有利于位置信息的实时同步，另外，本专利技术使用包括三条码道的周期性游标编码来进行细分运算，相对于单码道的增量码，提高了解码时的允差，具有更强的抗污染能力，并且在后续的工程调试上比单码道增量码更为简单便捷。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光栅，其特征在于，包括游标码和A码道，所述游标码包括M码道、N码道和S码道，其中，所述M码道、所述N码道和所述S码道均为采用周期性游标编码的码道，所述A码道为采用一组序列编码得到的码道；所述游标码，用于采集当前游标编码周期内的与当前目标物体所处位置相对应的游标数值；所述A码道，用于对当前所述游标码已经过的游标编码周期进行计数，得到相应的计数值，以便通过所述计数值以及所述游标数值来确定出当前所述目标物体的实际位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种光栅，其特征在于，包括游标码和A码道，所述游标码包括M码道、N码道和S码道，其中，所述M码道、所述N码道和所述S码道均为采用周期性游标编码的码道，所述A码道为采用一组序列编码得到的码道；所述游标码，用于采集当前游标编码周期内的与当前目标物体所处位置相对应的游标数值；所述A码道，用于对当前所述游标码已经过的游标编码周期进行计数，得到相应的计数值，以便通过所述计数值以及所述游标数值来确定出当前所述目标物体的实际位置信息。2.根据权利要求1所述的光栅，其特征在于，所述光栅为应用于绝对式线位移传感器中的直线位移光栅。3.根据权利要求1所述的光栅，其特征在于，所述光栅为应用于角度编码器或旋转编码器中的圆光栅。4.根据权利要求1至3任一项所述的光栅，其特征在于，所述序列编码为m序列编码或M序列编码或Gold序列编码或曼彻斯特编码或二进制编码。5.一种基于光栅的位置检测方法，其特征在于，所述光栅包括游标码和A码道，所述游标码包括M码道、N码道和S码道，所述M码道、所述N码道和所述S码道均为采用周期性游标编码的码道，所述A码道为采用一组序列编码得到的码道；其中，所述方法包括：利用所述游标码，采集当前游标编码周期内的与当前目标物体所处位置相对应的游标数值；利用所述A码道，对当前所述游标码已经过的游标编码周期进行计数，得到相应的计数值；利用所述计数值以及所述游标数值，确定出当前所述目标物体的实际位置信息。6.根据权利要求5所述的基于光栅的位置检测方法，其特征在于，所述序列编码为m序列编码或M序列编码或Gold序列编码或曼彻斯特编码或二进制编码。7.根据权利要求5所述的基于光栅的位置检测方法，其特征在于，所述利用所述游标码，采集当前游标编码周期内的与当前目标物体所处位置相对应的游标数值的过程，包括：利用所述M码道与所述N码道之间的相位差，确定出所述N码道对应的游标编码公式，得到第一编码公式；利用所述M码道与所述S码道之间的相位差，确定出所述S码道对应的游标编码公式，得到第二编码公式；利用所述第一编码公式和所述第二编码公式，分别确定出所述N码道对应的游标编码以及所述S码道对应的游标编码；根据当前所述目标物体所处位置，对所述N码道对应的游标编码以及所述S码道对应的游标编码进行相应的同步运算，并将本次同步运算结果与当前所述M码道上的细分数据进行同步合成，得到所述游标数值。8.根据权利要求5至7任一项所述的基于光栅的位置检测方法，其特征在于，所述利用所述计数值以及所述游标数值，确定出当前所述目标物体的实际位置信息的过程，包括：若当前所述A码道的m编码序列超前于所述游标码，则利用第一位置确定公式，确定出当前所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：林长友，王忠杰，杨尚，马春玲，王海平，许云龙，
申请(专利权)人：长春禹衡光学有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22