电机动子的位置测量方法、装置及计算机可读存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术适用于位置测量技术领域，提供了一种电机动子的位置测量方法、装置及计算机可读存储介质，所述方法包括：根据待测电机动子的移动行程确定目标图像的画幅长度，将该画幅长度划分为多段，每一段的目标图像选用不同参数的扫频余弦信号生成；将生成的单段目标图像与混沌序列进行组合，生成非周期的目标图像；按照一定的时间间隔获取指定位置目标图像的局部图像；对相邻时间间隔获取的两幅图像进行图像匹配，得到该时间间隔下电机动子移动的距离。本发明专利技术中的目标图像通过选用不同参数的扫频余弦信号生成，为非周期信号；可以明显提高电机动子的位置测量精度。电机动子的位置测量精度。电机动子的位置测量精度。

【技术实现步骤摘要】
电机动子的位置测量方法、装置及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术属于位置测量
，尤其涉及直线电机动子的位置测量，具体公开了一种电机动子的位置测量方法、装置及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]长行程直线电机具有高精度、高可靠性、快速响应能力的优点，被广泛应用于实际生产中。产品的制造精度受直线电机系统的控制精度制约，而直线电机动子位置的测量精度又直接影响了直线电机的控制精度。传统的直线电机动子位置测量方法可分为磁栅式传感器测量和光栅式传感器测量两种，其测量精度可达微米级，但在实际应用中存在诸多限制。磁栅受到外部磁场干扰易退磁，光栅不能承受较大的冲击和振动，且高精度光栅价格昂贵。
[0003]现有数字图像测量方法具有非接触性、精度高、受环境影响小等优点，可以将其应用于直线电机动子位置测量。其中目标图像的选取对测量精度有很大影响，因此构造并优选出一种应用于直线电机动子位置测量的目标图像具有重要意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的在于提供一种电机动子的位置测量方法，旨在进一步提高现有数字图像测量方法的测量精度。
[0005]本专利技术实施例是这样实现的，一种电机动子的位置测量方法，所述电机动子的位置测量方法包括以下步骤：
[0006]根据待测电机动子的移动行程确定目标图像的画幅长度，将该画幅长度划分为多段，每一段的目标图像选用不同参数的扫频余弦信号生成；
[0007]将生成的单段目标图像与混沌序列进行组合，生成非周期的目标图像；
>[0008]按照一定的时间间隔获取指定位置目标图像的局部图像；
[0009]对相邻时间间隔获取的两幅图像进行图像匹配，得到该时间间隔下电机动子移动的距离。
[0010]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种电机动子的位置测量装置，该电机动子的位置测量装置包括：
[0011]目标图像生成模块，用于根据待测电机动子的移动行程确定目标图像的画幅长度，将该画幅长度划分为多段，每一段的目标图像选用不同参数的扫频余弦信号生成；
[0012]后处理模块，用于将生成的单段目标图像与混沌序列进行组合，生成非周期的目标图像；
[0013]图像采集模块，用于按照一定的时间间隔获取指定位置目标图像的局部图像；
[0014]图像计算模块，用于对相邻时间间隔获取的两幅图像进行图像匹配，得到该时间间隔下电机动子移动的距离。
[0015]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述
存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述电机动子的位置测量方法的步骤。
[0016]本专利技术实施例的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述电机动子的位置测量方法的步骤。
[0017]本专利技术实施例提供的一种电机动子的位置测量方法，该方法通过将很长的动子实际移动轨迹(也可称移动行程)分成小段，段内引入扫频余弦信号(chirp信号)构成非周期，段间引入混沌序列，与段内信号相乘生成整段的非周期的目标图像，非周期的目标图像相比与常规目标图像，可以有效提高位置测量的精度。
附图说明
[0018]图1为本专利技术实施例提供的电机动子的位置测量方法的应用环境图；
[0019]图2为本专利技术实施例提供的电机动子的位置测量方法的流程图；
[0020]图3为本专利技术实施例提供的反推法的原理流程图；
[0021]图4为本专利技术实施例提供的目标图像的优化流程图；
[0022]图5为本专利技术实施例提供的混沌序列的曲线图；
[0023]图6为本专利技术实施例提供的目标图像优化后的结构图；
[0024]图7为本专利技术实施例提供的非周期的目标图像组合过程示意图；
[0025]图8为本专利技术实施例中组合的目标图像和单幅目标图像的测量精度对比图；
[0026]图9为本专利技术实施例提供的一种电机动子的位置测量装置的结构框图；
[0027]图10为本专利技术实施例提供的另一种电机动子的位置测量装置的结构框图；
[0028]图11为本专利技术实施例提供的电机动子的位置测量装置中的图像参数优化模块的结构框图；
[0029]图12为一个实施例中计算机设备的内部结构框图。
具体实施方式
[0030]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0031]图1为本专利技术实施例提供的电机动子的位置测量方法的应用环境图，如图1所示，在该应用环境中，包括终端110以及计算机设备120。
[0032]计算机设备120可以是独立的物理服务器或终端，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群，可以是提供云服务器、云数据库、云存储和CDN等基础云计算服务的云服务器。
[0033]终端110可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、智能音箱、智能手表等，但并不局限于此。终端110以及计算机设备120可以通过网络进行连接，本专利技术在此不做限制。
[0034]如图2所示，在一个实施例中，提出了一种电机动子的位置测量方法，本实施例主要以该方法应用于上述图1中的终端110(或服务器)来举例说明。
[0035]一种电机动子的位置测量方法，具体可以包括以下步骤：
[0036]步骤S101，根据待测电机动子的移动行程确定目标图像的画幅长度，将该画幅长度划分为多段，每一段的目标图像选用不同参数的扫频余弦信号生成；
[0037]步骤S103，将生成的单段目标图像与混沌序列进行组合，生成非周期的目标图像；
[0038]步骤S105，按照一定的时间间隔获取指定位置目标图像的局部图像。
[0039]步骤S107，对相邻时间间隔获取的两幅图像进行图像匹配，得到该时间间隔下电机动子移动的距离。
[0040]在一个实施例中，如图3所示，步骤S105中，所述指定位置配置为：将生成的非周期的目标图像设置在电机底座上，并且目标图像的长度方向沿着电机动子的移动方向设置；
[0041]具体地，目标图像可以通过胶粘方式设置在电机的底座侧；目标图像的获取或采集可以是通过一个相机实现，例如线阵CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)，或其他的高速相机，将线阵CCD设置在电机动子侧，在电机动子移动的同时，带动线阵CCD同步移动，即电机动子移动与线阵CCD的移动行程是相同的，并且时间是同步的，因此，通过线阵CCD获取的目标图像的信息，说代表的时间间隔可以线性表示电机动子移动时间，结合已知参数(电机动子的移动速度)即可确定电机动子的位置。
[0042]本专利技术实施例提供的一种电机动子的位置测量方法，该方法通过将很长的动子实际移动轨迹分成小段，段内引入扫本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机动子的位置测量方法，其特征在于，所述电机动子的位置测量方法包括以下步骤：根据待测电机动子的移动行程确定目标图像的画幅长度，将该画幅长度划分为多段，每一段的目标图像选用不同参数的扫频余弦信号生成；将生成的单段目标图像与混沌序列进行组合，生成非周期的目标图像；按照一定的时间间隔获取指定位置目标图像的局部图像；对相邻时间间隔获取的两幅图像进行图像匹配，得到该时间间隔下电机动子移动的距离。2.根据权利要求1所述的电机动子的位置测量方法，其特征在于，所述扫频余弦信号记为I，I的选用满足：其中A为变化幅度，是一常数值，f0是扫频余弦信号的初始频率，k为调频率，t为时间。3.根据权利要求2所述的电机动子的位置测量方法，其特征在于，在生成非周期的目标图像时，利用反推法进行目标图像的优化，具体包括：利用相位相关法计算每一幅局部图像中的整像素位移，以及利用梯度法计算每一幅局部图像中的亚像素位移，进而确定待优化图像参数，该优化图像参数至少包括f0和k；利用粒子群算法确定最优的优化图像参数，并利用该优化图像参数优化目标图像；将优化后的目标图像与混沌序列进行组合，生成非周期的目标图像。4.根据权利要求3所述的电机动子的位置测量方法，其特征在于，所述的非周期的目标图像，通过将多个优化后的目标图像与混沌序列值相乘并随机组合生成。5.根据权利要求4所述的电机动子的位置测量方法，其特征在于，所述目标图像中的纵向参数设置为一个定值，使得目标图像为栅栏条纹图像。6.根据权利要求1所述的电机动子的位置测量方法，其特征在于，所述指定位置配置为：将生成的非周期的目标图像设置在电机底座上，并且目标图像的长度方向沿着电...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵吉文，葛萍，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：