一种光栅尺编码信号的高速方向识别算法制造技术

本发明专利技术公开了一种光栅尺编码信号的高速方向识别算法，包括以下步骤：（1）缓存A、B两个相信号；（2）分析A、B两个相信号；（3）采集A、B信号数据集；（4）提取特征；（5）创建局部解；（6）构建决策树；（7）决策树剪枝；（8）决策树合并；（9）结果处理。该光电信号的高速方向识别算法通过决策树算法对缓存数据进行判断，并得出正向位移和反向位移的判断结果，能够判断出方向结果，可判断出数据的有效性，而且通过本算法，利用并列决策树方法，快速的运算出结果。快速的运算出结果。快速的运算出结果。

【技术实现步骤摘要】
一种光栅尺编码信号的高速方向识别算法


[0001]本专利技术涉及信号的识别算法
，具体为一种光栅尺编码信号的高速方向识别算法。

技术介绍

[0002]由大量等宽等间距的平行狭缝构成的光学器件称为光栅。一般常用的光栅是在玻璃片上刻出大量平行刻痕制成，刻痕为不透光部分，两刻痕之间的光滑部分可以透光，相当于一狭缝。精制的光栅，在1cm宽度内刻有几千条乃至上万条刻痕。这种利用透射光衍射的光栅称为透射光栅，还有利用两刻痕间的反射光衍射的光栅，如在镀有金属层的表面上刻出许多平行刻痕，两刻痕间的光滑金属面可以反射光，这种光栅称为反射光栅。光栅已经是很常见的位移传感器，目前使用的单片机编码器接口，已不能稳定的处理高速光栅信号。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种光栅尺编码信号的高速方向识别算法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种光栅尺编码信号的高速方向识别算法，包括以下步骤：（1）缓存A、B两个相信号；（2）分析A、B两个相信号；（3）采集A、B信号数据集；（4）提取特征；（5）创建局部解；（6）构建决策树；（7）决策树剪枝；（8）决策树合并；（9）结果处理，具体步骤为：将光栅的信号，进行缓存预处理，处理好的数据再进行进一步算法处理，算法输出结果为方向，方向结果有三种情况，分别为正向、反向、错误三种，由于局部解算法的的节点部分可以共用，依据分枝界限算法，可以将两个局部解进行整合；根据数据集正向位移各局部解条件满足则输出1反之输出，同理反向位移各局部解条件满足同样输出1，将正、反移动局部解分别逻辑或后再异或则可得到数据有效性结果，可将反向位移或正向结果逻辑或作为方向判断结果。当数据有效结果为1时，反向结果逻辑或为1时代表反向位移，否则为正向位移，同理，当数据有效结果为1时，正向结果逻辑或为1时代表正向位移，否则为反向位移。
[0005]进一步的，所述步骤（1）中将缓存器1的数据移至缓存器2，再将A相数据装入缓存
器1，并且，B相数据与A相数据缓存方法相同，将缓存器3的数据移至缓存器4，再将B相数据装入缓存器3。
[0006]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该光电信号的高速方向识别算法通过决策树算法对缓存数据进行判断，并得出正向位移和反向位移的判断结果，能够判断出方向结果，可判断出数据的有效性，而且通过本算法，利用并列决策树方法，快速的运算出结果。
附图说明
[0007]图1为本专利技术算法实施的步骤图；图2为本专利技术正向位移和反向位移局部解的决策分支图；图3为本专利技术正反向算法过程图；图4为本专利技术正反向算法减枝合并图；图5为本专利技术正向算法过程图；图6为本专利技术反向算法过程图；图7为本专利技术正反向算法合并图。
具体实施方式
[0008]为使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术。
[0009]下面将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，所描述的实施例仅仅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做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。
[0010]请参阅图1
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7，本专利技术提出一种光栅尺编码信号的高速方向识别算法，包括以下步骤：（1）缓存A、B两个相信号，将缓存器1的数据移至缓存器2，再将A相数据装入缓存器1，并且，B相数据与A相数据缓存方法相同，将缓存器3的数据移至缓存器4，再将B相数据装入缓存器3；（2）分析A、B两个相信号；（3）采集A、B信号数据集；（4）提取特征；（5）创建局部解；（6）构建决策树；（7）决策树剪枝；（8）决策树合并；（9）结果处理，具体步骤为：缓存器1、2、3、4内数据只有逻辑“0”和“1”两种形式，缓存内形成的数据集如下列表格所示：
数据集中无效结果有八种、正向位移的数据有四种、反向位移的数据有四种，对此数据需进行局部解，将数据分为正向位移局部角和反向位移局部解，在正向位移局部解中，只有正向局部解和错误两种结果；在反向位移局部解中，只有反向局部解和错误两种结果。两种局部解中，错误作为局部解的数据有效性依据。参考附图5和6。
[0011]将光栅的信号，进行缓存预处理，处理好的数据再进行进一步算法处理，算法输出结果为方向，方向结果有三种情况，分别为正向、反向、错误三种，由于局部解算法的的节点部分可以共用，依据分枝界限算法，可以将两个局部解进行整合，形成节点阵列图如附图7所示；根据数据集正向位移各局部解条件满足则输出1反之输出0，同理反向位移各局部解条件满足同样输出1，将正、反移动局部解分别逻辑或后再异或则可得到数据有效性结果，可将反向位移或正向结果逻辑或作为方向判断结果。当数据有效结果为1时，反向结果逻辑或为1时代表反向位移，否则为正向位移，同理，当数据有效结果为1时，正向结果逻辑或为1时代表正向位移，否则为反向位移。
[0012]其中，步骤（4）提取特征、（5）创建局部解、（6）构建决策树、（7）决策树剪枝和（8）决策树合并具体步骤如下：（1）数据提取过程采用测出编码器A、B两相信号的波形，数据跳变一次读取一次数据，高电平为1、低电平为0。将数据值填写成表，如列表格所示，A相信号由1
→1→0→0→1→1→0→
0进行变化的同时B相信号对应由0
→1→1→0→0→1→1→
0进行变化，可设此时信号变化代表A、B信号正向位移。
[0013]（2）可将信号变化前的信号称为旧信号，信号变化后的信号称为新信号，根据以上波形变化可得以下数据集：（3）将此算法分为正向位移和反向位移局部解，列出正向位移的一个决策分支，如附图2。
[0014]（4）如附图3，列出正向位移和反向位移局部解的决策树。
[0015]（5）如附图4，修剪并整合决策树。
[0016]（6）如附图7，此决策树可并行处理数据，合并结果，使结果单一。
[0017]另外，当A不为0的时候，即随机截取一段信号或从1开始时，经过本算法处理后，结果一样。
[0018]以上所述的仅是本专利技术的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光栅尺编码信号的高速方向识别算法，包括以下步骤：（1）缓存A、B两个相信号；（2）分析A、B两个相信号；（3）采集A、B信号数据集；（4）提取特征；（5）创建局部解；（6）构建决策树；（7）决策树剪枝；（8）决策树合并；（9）结果处理，其特征在于：具体步骤为：将光栅的信号，进行缓存预处理，处理好的数据再进行进一步算法处理，算法输出结果为方向，方向结果有三种情况，分别为正向、反向、错误三种，由于局部解算法的的节点部分可以共用，依据分枝界限算法，可以将两个局部解进行整合；根据数据集正向位移各局部解条件满足则输出1反之输出，同理反向...

【专利技术属性】
技术研发人员：李杰，禹诚，杜云福，周远程，
申请(专利权)人：李杰，
类型：发明
国别省市：