一种适用于数字水准仪的编码系统技术方案

本发明专利技术提出一种适用于数字水准仪的编码系统。编码系统Ａ由粗码Ｂ和细码Ｃ融合而成；粗码Ｂ和细码Ｃ可表示成０和１两个灰度值的一维信号；粗码Ｂ和细码Ｃ以下列方式融合成编码系统Ａ：若粗码Ｂ＝１、细码Ｃ＝１，则编码系统Ａ＝０；若粗码Ｂ＝１、细码Ｃ＝０，则编码系统Ａ＝１；若粗码Ｂ＝０、细码Ｃ＝１，则编码系统Ａ＝１；若粗码Ｂ＝０、细码Ｃ＝０，则编码系统Ａ＝０。该编码系统的特点是细码用于近距离的测量，粗码用于远距离的测量。这就使每组码的适用的测量区域变小，可根据各自的测量区域优化两组码，从而提高数字水准仪获得的图像信号的质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属光学仪器领域，特别是一种适用于数字水准仪的编码系统，主要应用于光学测 绘仪器和光学传感领域。
技术介绍
在工程建设和大型设备的安装调试中，广泛使用数字水准仪作为测量工具。数字水准仪 以仪器本身作为原点，建立水平面，通过移动测量标尺，对被测量点距仪器的距离及高度偏 移量进行测量。高度偏移量就是标尺偏离仪器光轴的量。数字水准仪利用图像处理技术，通 过对标尺上的编码系统的识别，获得距离和偏轴量信息。因此，标尺上的编码系统的特性在 本质上决定着测量系统的特性。由于数字水准仪要测量近到约l.S米，远至约100米的区域，其图像系统在近处只能看 到测量标尺上几十毫米的区域，而在远处可看到几米的区域。在近处和远处，图像系统的分 辨率差的很大。这就要求刻划在测量标尺上的编码系统必须在很小的区域上给出标尺上各点 的绝对位置信息，而在远处系统低分辨率的工作状态下能给出高的图像质量。要想再小的区 域上给出绝对位置信息，编码系统中码的宽度就必须小，而要在远处有高的图像质量，根据 采样定理码的宽度就必须宽，这是一对矛盾。目前已提出的编码系统的实现思路都是采用同 一组码进行远处和近处的测量，通过改变码的宽度或距离信息，标识码的绝对位置信息。如 美国专利5887354、 5537200、 4715714 。目前提出的编码思路由于要兼顾很近和很远两种极 端测量情况，必须对编码系统的特性进行折中，这就造成数字水准仪获得的图像信号质量差、 影响测量精度。本专利技术的目的是提出一种适用于数字水准仪的用于距离和偏轴量测量的新编 码系统，其特点是编码系统由一组粗码和一组细码融合而成，其中细码用于近距离的测量， 粗码用于远距离的测量。这就使每组码的适用的测量区域变小，可根据各自的测量区域优化 两组码，大幅提高数字水准仪获得的图像信号的质量，从而提高测量精度和测量距离。
技术实现思路
本专利技术的技术方案是编码系统A由粗码B和细码C融合而成；粗码B由沿直线等间 距排列的条形码组成，条形码的宽度可以取多个值，每个值代表条形码所在位置的一种位置 编码状态，多个条形码位置编码状态的组合表示每个条形码的绝对位置信息，将条形码存在 的区域由l表示，其它区域由0表示，粗码B可表示成0和1两个灰度值的一维信号；细码 C由按一定规律排列的码元组成，码元有多种结构，细码C可表示成0和1两个灰度值的一 维信号；粗码B和细码C以下列方式融合成编码系统A:若粗码B-1、细码C-1，则编码系 统A-0;若粗码B-1、细码C-0，则编码系统A-1;若粗码B-0、细码Ol，则编码系统A-1; 若粗码B-0、细码C-0，则编码系统A-0。本专利技术的的其它技术特征为-细码C的第一个实现方案是，码元沿直线等间距排列，间距为粗码B中条形码间距的一半；所说的码元由两个子条形码组成，两个子条形码的对称中心为码元的中心；子条形码存 在的区域由l表示，其它区域由0表示；两个子条码的宽度及间距可以取多个值，不同的值 代表码元所在位置的不同的位置编码状态，两个相邻的码元中的绝对位置编码状态的组合用 于表示每个码元的绝对位置信息。细码C的第二个实现方案是，码元沿直线等间距排列，间距为粗码B中条形码间距的一 半；所说的码元由3个或3个以上的子条形码组成，其中位于边缘的两个子条形码的对称中 心为码元的中心，位于边缘的两个子条形码的中心距离保持不变；子条形码存在的区域由1 表示，其它区域由0表示；各子条形码的宽度及位于中间的子条形码到边缘子条形码的间距 可以取多个值，不同的值代表码元所在位置的不同的位置编码状态，每个码元中这些编码状 态值的组合用于表示码元的绝对位置信息。细码C的第三个实现方案是，码元沿直线等间距排列，间距为粗码B中条形码间距的一半；所说的码元有两种结构，这两种码结构交替设置，其中一种码元由2个或2个以上的子条形码组成，位于边缘的两个子条形码的对称中心为码元的中心；各子条形码的宽度及之间 的间距可以取多个值，另一种码元为单一的条形码，其宽度可以取多个值，不同的值代表码 元所在位置的不同的位置编码状态；条形码或子条形码存在的区域由1表示，其它区域由0 表示;可以由单个码元的编码状态给出每个码元的绝对位置，也可以由相邻两个码元的编码 状态的组合表示每个码元的绝对位置。细码C的第四个实现方案是，码元中的奇数序列码元或偶数序列码元沿直线等间距排列， 间距与粗码B中条形码的间距相同，另一个序列的码元的位置是变化的，设置在粗码B中分 隔两个相邻条形码的区域上；所说的码元由两个子条形码组成，两个子条形码的对称中心为 码元的中心；子条形码存在的区域由1表示，其它区域由0表示；所说的两个子条形码的间距及宽度可以取多个值，不同的值代表码元所在位置的不同的位置编码状态，两个相邻的码 元中的编码状态信息的组合用于表示每个码元的绝对位置。细码c的第五个实现方案是，码元中的奇数序列码元或偶数序列码元沿直线等间距排列， 间距与粗码B中条形码的间距相同，另一个序列的码元的位置是变化的，设置在粗码B中分 隔两个相邻条形码的区域上；所说的码元由3个或3个以上的子条形码组成，其中位于边缘 的两个子条形码的对称中心为码元的中心，位于边缘的两个子条形码的中心距离保持不变； 子条形码存在的区域由1表示，其它区域由0表示；所说的各子条形码的宽度及位于中间的 子条形码到边缘条码的间距可以取多个值，不同的值代表码元所在位置的不同的位置编码状 态，每个码元中这些位置编码状态值的组合用于表示码元的绝对位置信息。细码C的第六个实现方案是,码元中的奇数序列码元或偶数序列码元沿直线等间距排列， 间距与粗码B中条形码的间距相同，另一个序列的码元的位置是变化的，设置在粗码B中分 隔两个相邻条形码的区域上；所说的码元有两种结构，这两种码结构交替设置，其中一种码 元由2个或2个以上的子条形码组成，位于边缘的两个子条形码的对称中心为码元的中心； 各子条形码的宽度及之间的间距可以取多个值；另一种码元为单一的条形码，其宽度可以取多个值；不同的值代表码元所在位置的不同的位置编码状态；条形码或子条形码存在的区域 由1表示，其它区域由0表示；可以由单个码元的位置编码状态给出每个码元的绝对位置， 也可以由相邻两个码元的位置编码状态的组合表示每个码元的绝对位置。细码C中码元的中心与粗码B中间距相同的条形码的中心重合。本专利技术提出的适用于数字水准仪的编码系统，可使两组码得到优化，大幅提高测量信号 的质量，从而提高测量精度和测量距离。附图说明图1A是粗码B的一种黑白两灰度表示的结构图 图1B是图1A所示粗码B的沿垂直条码方向的一维表示 图2A是细码C的第一种黑白两灰度表示的结构图 图2B是图2A所示细码C的沿垂直条码方向的一维表示图3A是图1A所示粗码B和图2A所示细码C融合后形成的编码系统A的一种黑白两 灰度表示的结构图图3B是图3A所示编码系统A的沿垂直条码方向的一维表示图4是细码C的第二种结构图沿垂直条码方向的一维表示图5是图1B所示粗码B和图4所示细码C融合后形成的编码系统A的一维表示图6是细码C的第三种结构图沿垂直条码方向的一维表示图7是图1B所示粗码B和图6所示细码C融合后形成的编码系统A的一维表示图8是细码C的第四种结构图沿垂直条码方向的一维表示图9是图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于数字水准仪的编码系统，其特征是：编码系统Ａ由粗码Ｂ和细码Ｃ融合而成；粗码Ｂ由沿直线等间距排列的条形码组成，条形码的宽度可以取多个值，每个值代表条形码所在位置的一种位置编码状态，多个条形码位置编码状态的组合表示每个条形码的绝对位置信息，将条形码存在的区域由１表示，其它区域由０表示，粗码Ｂ可表示成０和１两个灰度值的一维信号；细码Ｃ由按一定规律排列的码元组成，码元有多种结构，细码Ｃ可表示成０和１两个灰度值的一维信号；粗码Ｂ和细码Ｃ以下列方式融合成编码系统Ａ：若粗码Ｂ＝１、细码Ｃ＝１，则编码系统Ａ＝０；若粗码Ｂ＝１、细码Ｃ＝０，则编码系统Ａ＝１；若粗码Ｂ＝０、细码Ｃ＝１，则编码系统Ａ＝１；若粗码Ｂ＝０、细码Ｃ＝０，则编码系统Ａ＝０。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方强，
申请(专利权)人：方强，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]