一种基于环境感应的电感式绝对值编码器制造技术

本发明专利技术属于编码器技术领域，具体涉及一种基于环境感应的电感式绝对值编码器。所属编码器包括：编码器本体、环境部分和图像校正部分；所述环境部分配置用于获取四个不同时刻下的编码器本体状态和环境数据，每个时刻下的编码器本体状态和环境数据一一对应，并将同一时刻下获取到的编码器本体状态和环境数据作为一个状态转移变量，构建状态转移链，基于构建的状态转移链生成环境补偿量；所述图像校正部分，配置用于获取编码器本体的编码图像，对编码图像进行图像分析，基于图像分析的结果，生成图像补偿量。本发明专利技术通过对编码器本体的图像和环境数据进行综合分析，以此对编码器进行校正，提升了编码器的准确率，降低了环境干扰带来的影响。来的影响。来的影响。

【技术实现步骤摘要】
公式：sig＝lg(sinT
‑
sinT
next
)+lg(cosQ
‑
cosQ
next
)；其中，sig为自身转 移值；当T为编码器本体状态，T
next
为将此时刻的编码器本体状态代入预设 的转移概率为0.3的马尔科夫链得到的自身转移状态；Q为环境数据；Q
next
为将此时刻的环境数据代入预设的转移概率为0.5的马尔科夫链得到的自身 转移状态；所述编码器本体状态包括：运行状态、非运行状态和待机状态； 当编码器本体状态为运行状态时，取值为1；当编码器本体状态为非运行状 态时，取值为10；当编码器本体状态为待机状态时，取值为100；所述环境 数据为：将环境温度、环境湿度和环境光照强度分别与对应的不同的预设值 进行比较运算得到的归一化均值；当环境温度、环境湿度或环境光照强度超 过对应的预设值，则取比较运算的值为1，否则，则取比较运算的值为0， 再将三者进行比较运算的结果进行相加后，取均值得到环境数据。
[0016]进一步的，在计算相邻转移值时，使用如下公式：sig＝lg(sinT
‑ꢀ
cosT
adjacent
)+lg(cosQ
‑
sinQ
adjacent
)；其中，其中，si为相邻转移值；当T 为编码器本体状态，T
adjacent
为相邻最近的两个时刻下的编码器本体状态的 均值；Q为环境数据；Q
adjacent
为相邻最近的两个时刻下的环境数据的均值。
[0017]进一步的，所述编码器本体依据图像补偿量和环境补偿量对第一编码结 果进行补偿，得到最终的编码结果的方法包括：使用如下公式计算得到最终 的编码结果：最终的编码结果＝第一编码结果*图像补偿量*0.4+第一编码结果 *环境补偿量*0.6。
[0018]本专利技术的一种基于环境感应的电感式绝对值编码器，具有如下有益效果：
[0019]1.准确率高：本专利技术通过对绝对值编码器进行编码的结果结合图像和环 境的数据进行校正，提升了编码器的准确率，相较于现有技术，其测量结果 更加准确，排除了环境干扰。
[0020]2.效率较高：本专利技术的绝对值编码器的校正部分一直处于运行状态，而 通过对编码器本体的状态判定来判断是否需要进行校正，提升了运行效率。
附图说明
[0021]图1为本专利技术实施例提供的一种基于环境感应的电感式绝对值编码器的 结构示意图；
[0022]图2为本专利技术实施例提供的一种基于环境感应的电感式绝对值编码器的 生成图像补偿量的原理示意图；
[0023]图3为本专利技术实施例提供的一种基于环境感应的电感式绝对值编码器的 构建状态转移链的原理示意图。
具体实施方式
[0024]下面结合附图及本专利技术的实施例对本专利技术的方法作进一步详细的说明。
[0025]实施例1
[0026]如图1所示，一种基于环境感应的电感式绝对值编码器，所属编码器包 括：编码器本体、环境部分和图像校正部分；所述环境部分配置用于获取四 个不同时刻下的编码器本体状态和环境数据，每个时刻下的编码器本体状态 和环境数据一一对应，并将同一时刻下获取到的编码器本体状态和环境数据 作为一个状态转移变量，构建状态转移链，基于构建
的状态转移链生成环境 补偿量；所述图像校正部分，配置用于获取编码器本体的编码图像，对编码 图像进行图像分析，基于图像分析的结果，生成图像补偿量；所述编码器本 体，配置用于进行绝对值编码，得到第一编码结果，并依据图像补偿量和环 境补偿量对第一编码结果进行补偿，得到最终的编码结果。
[0027]具体的，在绝对值编码器使用过程中，编码器本体的状态包括：运行、 待机和非运行。环境数据则包括：温度数据、深度数据和光照强度数据。
[0028]编码器本体的状态和环境数据都将影响编码器的运行。在非运行状态下， 图像校正部分和环境部分也将运行，但此时由于编码器本体处于非运行，因 此无法计算出结果。之所以保证图像校正部分和环境部分一直处于运行状态， 是因为绝对值编码器要求响应效率高，响应速度快，如果频繁的切换各个部 分的运行状态，则会导致后续的校正不够及时。
[0029]实施例2
[0030]在上一实施例的基础上，所述编码器本体包括：编码器单元和校正单元； 所述编码器单元，配置用于进行绝对值编码，得到第一编码结果；所述校正 部分，配置用于依据图像补偿量和环境补偿量对第一编码结果进行补偿，得 到最终的编码结果。
[0031]具体的，通过图像补偿和环境补偿，提升编码器的准确率，从而提升编 码器的可靠性。
[0032]实施例3
[0033]在上一实施例的基础上，所述编码器单元包括：多个制式不同的编码单 元和与每个编码单元对应的输出单元；所述编码单元的制式至少包括：磁电 式和光电式；所述编码单元均包括：测量部和支持部；所述测量部为编码单 元在进行编码时的测量部件；所述支持部为编码单元除测量部件以外的其他 部件；所述编码单元，配置用于进行编码，并输出编码信号；所述输出单元， 配置用于输出信号，并依据信号，生成第一编码结果。
[0034]具体的，所述编码单元包括共用转轴的磁电式绝对值编码单元和光电式 增量编码单元，所述磁电式绝对值编码单元用于输出绝对值信号，所述光电 式增量编码单元包括光发射器、透镜、具有若干第一狭缝的光栅、与所述转 轴连接的码盘、第一光电传感器和增量编码器件，所述光发射器发射的光依 次经过所述透镜、所述光栅和所述码盘后传输至所述第光电传感器的输入端， 所述第光电传感器输出正余弦信号。
[0035]实施例4
[0036]在上一实施例的基础上，所述图像校正部分包括：图像生成单元，配置 用于生成编码单元在进行测量时的测量部件的图像，在生成图像时，同时获 取输出的信号，计算该信号的强度；图像分析单元，配置用于基于生成的图 像和信号的强度，计算测量部件的边界点位置和所述测量部件在边界点位置 处的边界方向；图像校正单元，配置用于根据边界点位置和边界方向生成图 像补偿量。
[0037]具体的，通过判定边界点与初始位置的偏差，以及边界方向，可以排除 编码器自身位移导致的误差，进一步提升准确率。
[0038]实施例5
[0039]参考图2，在上一实施例的基础上，所述图像分析单元，基于生成的图 像和信号的强度，计算测量部件的边界点位置和所述测量部件在边界点位置 处的边界方向的方法包
括：边界点位置计算步骤，包括：根据边界检测算子 的各预设方向上的模板及生成的图像的邻域中的各点点的取对数运算后的灰 度值，对所述生成的图像进行卷积运算，得到所述生成的图像在所述各预设 方向上的与前置像素的亮度差分近似值，以及与后置像素的亮度差分近似值， 根据所述生成的图像在所述各预设方向上的亮度差分近似值的平均值，得到 所述生成的图像的像素差值；将所述生成的图像的像素差值乘以信号强度后， 与基准本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于环境感应的电感式绝对值编码器，其特征在于，所属编码器包括：编码器本体、环境部分和图像校正部分；所述环境部分配置用于获取四个不同时刻下的编码器本体状态和环境数据，每个时刻下的编码器本体状态和环境数据一一对应，并将同一时刻下获取到的编码器本体状态和环境数据作为一个状态转移变量，构建状态转移链，基于构建的状态转移链生成环境补偿量；所述图像校正部分，配置用于获取编码器本体的编码图像，对编码图像进行图像分析，基于图像分析的结果，生成图像补偿量；所述编码器本体，配置用于进行绝对值编码，得到第一编码结果，并依据图像补偿量和环境补偿量对第一编码结果进行补偿，得到最终的编码结果。2.如权利要求1所述的编码器，其特征在于，所述编码器本体包括：编码器单元和校正单元；所述编码器单元，配置用于进行绝对值编码，得到第一编码结果；所述校正部分，配置用于依据图像补偿量和环境补偿量对第一编码结果进行补偿，得到最终的编码结果。3.如权利要求2所述的编码器，其特征在于，所述编码器单元包括：多个制式不同的编码单元和与每个编码单元对应的输出单元；所述编码单元的制式至少包括：磁电式和光电式；所述编码单元均包括：测量部和支持部；所述测量部为编码单元在进行编码时的测量部件；所述支持部为编码单元除测量部件以外的其他部件；所述编码单元，配置用于进行编码，并输出编码信号；所述输出单元，配置用于输出信号，并依据信号，生成第一编码结果。4.如权利要求3所述的编码器，其特征在于，所述图像校正部分包括：图像生成单元，配置用于生成编码单元在进行测量时的测量部件的图像，在生成图像时，同时获取输出的信号，计算该信号的强度；图像分析单元，配置用于基于生成的图像和信号的强度，计算测量部件的边界点位置和所述测量部件在边界点位置处的边界方向；图像校正单元，配置用于根据边界点位置和边界方向生成图像补偿量。5.如权利要求4所述的编码器，其特征在于，所述图像分析单元，基于生成的图像和信号的强度，计算测量部件的边界点位置和所述测量部件在边界点位置处的边界方向的方法包括：边界点位置计算步骤，包括：根据边界检测算子的各预设方向上的模板及生成的图像的邻域中的各点点的取对数运算后的灰度值，对所述生成的图像进行卷积运算，得到所述生成的图像在所述各预设方向上的与前置像素的亮度差分近似值，以及与后置像素的亮度差分近似值，根据所述生成的图像在所述各预设方向上的亮度差分近似值的平均值，得到所述生成的图像的像素差值；将所述生成的图像的像素差值乘以信号强度后，与基准线进行比较，将像素差值大于或等于所述基准线的生成的图像作为边界点；边界点方向确定的步骤，包括：将所述像素差值的上升沿和所述下降沿之间的间隔视为高位，并将所述下降沿和所述像素差值的上升沿之间的间隔视为低位，将高位到低位的方向作为正方向，将低位到高位的方向作为负方向。6.如权利要求5所述的编码器，其特征在于，所述图像校正单元，根据边界点位置和边界方向生成图像补偿量的方法包括：使用如下公式，计算边图像补偿量：α1＝D*∑lg(|L1‑
L2|)，其中D为边界方向，当边界方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王书华，王建云，常京科，
申请(专利权)人：横川机器人深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：