旋转参数检测方法、编码器、激光雷达和无人机技术

本发明专利技术实施例提供一种旋转参数检测方法、编码器、激光雷达和无人机，此方法包括：对码盘的转动进行检测获得一检测信号；根据检测信号，获得旋转物的旋转参数。由于码盘的旋转是由旋转物来带动的，因此码盘的旋转过程可以反映出旋转物的旋转过程。码盘在旋转过程中会产生检测信号，根据码盘在旋转过程中产生的检测信号可以获得该旋转物的旋转方向、旋转速度、机械零位。由于码盘中其中一个扇齿与其它扇齿不同，所以码盘旋转一圈产生的检测信号中存在不同的信号，基于此，本实施例通过一个检测信号就可以获得旋转参数，与现有技术需要三个检测信号相比，减少了检测信号的数量，相应地减少了配套的硬件数量，也降低了故障率，进而降低了成本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】旋转参数检测方法、编码器、激光雷达和无人机
本专利技术实施例涉及编码器
，尤其涉及一种旋转参数检测方法、编码器、激光雷达和无人机。
技术介绍
电机是无人机上的一个重要部件，以无人机为无人飞行器为例，电机可以驱动无人飞行器上的螺旋桨旋转，来带动无人飞行器飞行，而且电机的旋转方向影响了无人飞行器的飞行方向，电机的旋转速度影响了无人飞行器的飞行速度。为了准确控制无人飞行器的飞行，需要检测电机的旋转参数，如：旋转速度、旋转方向、旋转时间。目前，主要采用ABZ信号来检测上述旋转参数，具体是，根据A信号和B信号来识别电机的旋转速度以及旋转方向，以及根据Z信号来识别机械零度。但是，上述的A、B、Z信号是由三个传感器来采集获得的，而且三个传感器分别由三个硬件开关来控制，每个硬件开关均有相应的损坏概率，只要其中一个硬件开关损坏，则无法获得上述旋转参数，所以采用ABZ信号来检测旋转参数，出现的故障率较高，成本也相应提升。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种旋转参数检测方法、编码器、激光雷达和无人机，用于通过一检测信号来获得旋转参数，降低成本。第一方面，本专利技术实施例提供一种旋转参数检测方法，包括：对码盘的转动进行检测获得一检测信号；所述码盘随旋转物的转动而转动；根据所述检测信号，获得所述旋转物的旋转参数；所述旋转参数包括：旋转方向、旋转速度、机械零位；所述码盘上向外沿伸设置有N个扇齿，所述N为大于2的整数，每个扇齿包括第一线段边和第二线段边，所述N个扇齿的第一线段边等间距的位于所述码盘上；所述N个扇齿中一个扇齿沿所述码盘圆周边上的弧形边与其它N-1个扇齿沿所述码盘圆周边上的弧形边的长度不同，所述其它N-个扇齿沿所述码盘上的弧形边的长度相同。第二方面，本专利技术实施例提供一种编码器，包括：码盘和处理器，所述处理器与所述码盘通信连接；所述码盘随旋转物的转动而转动；所述处理器，用于对所述码盘的转动进行检测获得一检测信号；以及根据所述检测信号，获得所述旋转物的旋转参数；所述旋转参数包括：旋转方向、旋转速度、机械零位；所述码盘上向外沿伸设置有N个扇齿，所述N为大于2的整数，每个扇齿包括第一线段边和第二线段边，所述N个扇齿的第一线段边等间距的位于所述码盘上；所述N个扇齿中一个扇齿沿所述码盘圆周边上的弧形边与其它N-1个扇齿沿所述码盘圆周边上的弧形边的长度不同，所述其它N-个扇齿沿所述码盘上的弧形边的长度相同。第三方面，本专利技术实施例提供一种激光雷达，包括如第二方面本专利技术实施例所述的编码器。第四方面，本专利技术实施例提供一种无人机，电机和如第二方面本专利技术实施例所述的编码器；所述编码器用于检测所述电机的旋转参数。第五方面，本专利技术实施例提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有计算机程序；所述计算机程序在被执行时，实现如第一方面本专利技术实施例所述的旋转参数检测方法。本专利技术实施例提供的旋转参数检测方法、编码器、激光雷达和无人机，此方法包括：对码盘的转动进行检测获得一检测信号；所述码盘随旋转物的转动而转动；根据所述检测信号，获得所述旋转物的旋转参数。由于码盘的旋转是由旋转物来带动的，因此码盘的旋转过程可以反映出旋转物的旋转过程。码盘在旋转过程中会产生检测信号，根据码盘在旋转过程中产生的检测信号可以获得该旋转物的旋转方向、旋转速度、机械零位。由于码盘中其中一个扇齿与其它扇齿不同，所以码盘旋转一圈产生的检测信号中存在不同的信号，基于此，本实施例通过一个检测信号就可以获得旋转参数，与现有技术需要三个检测信号相比，减少了检测信号的数量，相应地减少了配套的硬件数量，也降低了故障率，进而降低了成本。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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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获得其他的附图。图1是根据本专利技术的实施例的无人飞行系统100的示意性架构图；图2为本专利技术一实施例提供的旋转参数检测方法的流程图；图3为本专利技术一实施例提供的码盘的一种示意图；图4为本专利技术一实施例提供的码盘与光电传感器的一种示意图；图5为本专利技术一实施例提供的码盘顺时针转动时检测信号的一种波形示意图；图6为本专利技术一实施例提供的码盘逆时针转动时检测信号的一种波形示意图；图7为本专利技术一实施例提供的码盘与光电传感器的另一种示意图；图8为本专利技术一实施例提供的码盘顺时针转动时检测信号的另一种波形示意图；图9为本专利技术一实施例提供的码盘逆时针转动时检测信号的另一种波形示意图；图10为本专利技术一实施例提供的编码器的结构示意图；图11为本专利技术另一实施例提供的编码器的结构示意图；图12为本专利技术一实施例提供的激光雷达的结构示意图；图13为本专利技术一实施例提供的无人机的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的实施例提供了旋转参数检测方法、编码器、激光雷达和无人机。无人机可以是旋翼飞行器(rotorcraft)，例如，由多个推动装置通过空气推动的多旋翼飞行器，本专利技术的实施例并不限于此。图1是根据本专利技术的实施例的无人飞行系统100的示意性架构图。本实施例以旋翼无人飞行器为例进行说明。无人飞行系统100可以包括无人飞行器110、云台120、显示设备130和控制装置140。其中，无人飞行器110可以包括动力系统150、飞行控制系统160和机架。无人飞行器110可以与控制装置140和显示设备130进行无线通信。机架可以包括机身和脚架(也称为起落架)。机身可以包括中心架以及与中心架连接的一个或多个机臂，一个或多个机臂呈辐射状从中心架延伸出。脚架与机身连接，用于在无人飞行器110着陆时起支撑作用。动力系统150可以包括一个或多个电子调速器(简称为电调)151、一个或多个螺旋桨153以及与一个或多个螺旋桨153相对应的一个或多个电机152，其中电机152连接在电子调速器151与螺旋桨153之间，电机152和螺旋桨153设置在无人飞行器110的机臂上；电子调速器151用于接收飞行控制系统160产生的驱动信号，并根据驱动信号提供驱动电流给电机152，以控制电机152的转速。电机152用于驱动螺旋桨旋转，从而为无人飞行器110的飞行提供动力，该动力使得无人飞行器110能够实现一个或多个自由度的运动。在某些实施例中，无人飞行器110可以围绕一个或多个旋转轴旋转。例如，上述旋转轴可以包括横滚轴、偏航轴和俯仰轴。应理解，电机152可以是直流电机，也可以交流电机。另外，电机152可以是无刷电机，也可以是有刷电机。飞行控制系统160可以包括飞行控制器161和传感系统162。传感系统162用于测量无人飞行器的姿态信息，即无人飞行器110在空间的位置信息和状态信息，例如，三维位置、三维角度、三维速度、三维加速度和三维角速度等。传感系统162例如可以包括陀螺仪、超声传感器、电子罗盘、惯性测量单元(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转参数检测方法，其特征在于，包括：对码盘的转动进行检测获得一检测信号；所述码盘随旋转物的转动而转动；根据所述检测信号，获得所述旋转物的旋转参数；所述旋转参数包括：旋转方向、旋转速度、机械零位；所述码盘上向外沿伸设置有N个扇齿，所述N为大于2的整数，每个扇齿包括第一线段边和第二线段边，所述N个扇齿的第一线段边等间距的位于所述码盘上；所述N个扇齿中一个扇齿沿所述码盘圆周边上的弧形边与其它N‑1个扇齿沿所述码盘圆周边上的弧形边的长度不同，所述其它N‑个扇齿沿所述码盘上的弧形边的长度相同。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种旋转参数检测方法，其特征在于，包括：对码盘的转动进行检测获得一检测信号；所述码盘随旋转物的转动而转动；根据所述检测信号，获得所述旋转物的旋转参数；所述旋转参数包括：旋转方向、旋转速度、机械零位；所述码盘上向外沿伸设置有N个扇齿，所述N为大于2的整数，每个扇齿包括第一线段边和第二线段边，所述N个扇齿的第一线段边等间距的位于所述码盘上；所述N个扇齿中一个扇齿沿所述码盘圆周边上的弧形边与其它N-1个扇齿沿所述码盘圆周边上的弧形边的长度不同，所述其它N-个扇齿沿所述码盘上的弧形边的长度相同。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述码盘的其中任一扇齿挡住光电传感器时，所述检测信号为持续的第一信号；当所述码盘中的所有扇齿未挡住所述光电传感器时，所述检测信号为持续的第二信号；所述第一信号不同于所述第二信号。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，第一信号为低电平信号，第二信号为高电平信号。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述检测信号为方波信号。5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述检测信号，获得所述旋转物的旋转参数，包括：在所述旋转物的旋转周期内，根据所述检测信号的上升沿和/或下降沿确定所述旋转方向。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述旋转物的旋转周期内，根据所述检测信号的上升沿和/或下降沿确定所述旋转方向，包括：在所述旋转物的旋转周期内，根据所述检测信号中上升沿之间的时间关系和/或下降沿之间的时间关系，确定所述旋转方向。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述旋转物的旋转周期内，根据所述检测信号中上升沿之间的时间关系和/或下降沿之间的时间关系，确定所述旋转方向，包括：在所述第一线段边位于所述扇齿的顺时针方向时，若所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻上升沿的时间差均相等，或，所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻下降沿的时间差不全相等，则确定所述旋转方向为逆时钟方向；若所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻下降沿的时间差均相等，或，所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻上升沿的时间差不均相等，则确定所述旋转方向为顺时钟方向；在所述第一线段边位于所述扇齿的逆时针方向时，若所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻上升沿的时间差均相等，或，所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻下降沿的时间差不全相等，则确定所述旋转方向为顺时钟方向；若所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻下降沿的时间差均相等，或，所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻上升沿的时间差不均相等，则确定所述旋转方向为逆时钟方向。8.根据权利要求1-7任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述检测信号，获得所述旋转物的旋转速度，包括：在所述旋转物的旋转周期内，获取所述检测信号的时长；根据所述时长，确定所述旋转速度。9.根据权利要求1-7任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述检测信号，获得所述旋转物的旋转速度，包括：在所述旋转物的旋转周期内，根据所述检测信号的上升沿之间的时间关系和/或下降沿之间的时间关系确定所述旋转速度。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在所述旋转物的旋转周期内，根据所述检测信号的上升沿之间和/或下降沿之间的时间关系确定所述旋转速度，包括：获取所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻上升沿的时间差，或者，获取所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻下降沿的时间差；根据N个所述时间差，获得平均时间差；根据所述平均时间差，确定所述旋转速度。11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述在所述旋转物的旋转周期内，根据所述检测信号的上升沿和/或下降沿确定所述旋转速度，包括：若所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻上升沿的时间差均相等，则根据所述旋转周期内任意两个相邻上升沿的时间差，确定所述的旋转速度；或者，若所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻下降沿的时间差均相等，则根据所述旋转周期内任意两个相邻下降沿的时间差，确定所述旋转速度。12.根据权利要求1-11任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述检测信号，获得所述旋转物的机械零点，包括：在所述旋转物的旋转周期内，根据所述检测信号的上升沿和/或下降沿确定所述机械零位。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述旋转物的旋转周期内，根据所述检测信号的上升沿和/或下降沿确定所述机械零位，包括：若所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻上升沿的时间差不全相等，根据所述旋转周期内所述检测信号中上升沿之间的时间关系，确定参考上升沿；以及根据所述参考上升沿的时间点，确定所述机械零点；所述参考上升沿与上一个上升沿之间的时间差不等于所述参考上升沿与下一个上升沿之间的时间差；若所述旋转周期内所述检测信号中每两个相邻下降沿的时间差不全相等，根据所述旋转周期内所述检测信号中下降沿之间的时间关系，确定参考下降沿；以及根据所述参考下降沿的时间点，确定所述机械零点；所述参考下降沿与上一个下降沿之间的时间差不等于所述参考下降沿与下一个下降沿之间的时间差。14.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘万启，蓝求，周长兴，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44