CN104848886B - 针对绝对式码盘的误码校正方法 - Google Patents

Abstract

针对绝对式码盘的误码校正方法，本发明涉及到光电测量和自动控制领域，具体涉及一种绝对式码盘的误码校正方法。本发明首先初始化增量码值w₂，然后计算通过计算dw₀＝w₀‑w_{0_old}，并判断dw₀和‑2^N‑1的关系，对增量码值w₂进行计算；然后计算dw₁＝w₁‑w_{1_old}和dw₂＝w₂‑w_{2_old}；并判断dw₁与dw₂之间的关系，并对计数变量no_err_cnt进行计算；当no_err_cnt≥n₁时，用绝对码值w₁代替增量码值w₂，并对最终码盘值进行校正；当no_err_cnt<n₁时，若|dw₁‑dw₂|>n₂，则用增量码值w₂代替绝对码值w₁；否则用绝对码值w₁代替增量码值w₂；若绝对码值w₁误码率比光栅码w₀误码率高，则最终码盘值W＝(w₂<<N)|w₀；否则，最终码盘值W＝(w₁<<N)|w₀。本发明适用于绝对式码盘的误码校正。

Description

针对绝对式码盘的误码校正方法

技术领域

本发明涉及到光电测量和自动控制领域，具体涉及一种绝对式码盘的误码校正方法。

背景技术

光电编码器是一种能够测量角度位置的传感器，为控制系统提供位置及角度等信息。绝对式码盘能够实时输出当前机械轴的转角，具有位置绝对唯一，抗干扰能力强，无需掉电记忆等优点。

传统的绝对式码盘码值计算一般没有误码校正算法，或者误码校正方法由于多种因素影响造成的校正精度不高，码值误码率较高。

发明内容

本发明为了解决现有的方法存在码盘的误码校正方法的校正精度不高的问题。

针对绝对式码盘的误码校正方法，包括下述步骤：

步骤一、计算增量码值w₂，具体步骤如下：

绝对式码盘码值由粗码与精码组合而成，粗码获取自矩阵码盘，精码获取自光栅码盘。定义绝对码值为通过矩阵码盘得到粗码值，用w₁表示，定义光栅码值为通过光栅码盘得到的光栅码值，用w₀表示(其位数为N)。设最终码盘值为W，则传统算法计算的最终码盘值W＝(w₁<<N)|w₀。

步骤1.1、计算当前运算周期的光栅码值w₀和绝对码值w₁；

步骤1.2、若当前为第一个运算周期，初始化增量码值w₂为w₂＝w₁，初始化上一次光栅码值w_{0_old}为w_{0_old}＝w₀；若当前不是第一个运算周期，将上一个运算周期的w₀记为当前运算周期的w_{0_old}，即w_{0_old}＝w₀；

其中w₀的位数为N；

步骤1.3、计算w₀与w_{0_old}之差dw₀＝w₀-w_{0_old}，此值表示当前光栅码值的改变量；执行步骤1.4；

步骤1.4、判断dw₀和-2^N-1的关系，如果dw₀<-2^N-1，表明绝对式码盘已正向转过一个光栅码值周期，此时给w₂赋新值w′₂＝w₂+1；如果dw₀>2^N-1，表明光栅码值返回上一周期，绝对式码盘反向转过一个光栅码值周期，此时给w₂赋新值w₂′＝w₂-1；如果dw₀＝-2^N-1，w₂值不变；

步骤二、对增量码值w₂进行累计误码的校正，具体步骤如下：

步骤2.1、若当前为第一个运算周期，定义“无误码”计数变量为no_err_cnt，设置其初值为0；初始化上一次绝对码值w_{1_old}为w_{1_old}＝w₁，初始化上一次增量码值w_{2_old}为w_{2_old}＝w₂；若当前不是第一个运算周期，将上一个运算周期最终的w₁和w₂分别记为当前运算周期的w_{1_old}和w_{2_old}，即w_{1_old}＝w₁、w_{2_old}＝w₂；

步骤2.2、在每个运算周期内，计算当前运算周期的绝对码值w₁与上一次绝对码值w_{1_old}之差dw₁＝w₁-w_{1_old}，计算当前运算周期的增量码值w₂与上一次增量码值w_{2_old}之差dw₂＝w₂-w_{2_old}；

步骤2.3、若dw₁与dw₂均等于0，即dw₁＝dw₂＝0，则执行步骤2.4；否则判断dw₁与dw₂是否相等，若dw₁与dw₂相等，令“无误码”计数变量no_err_cnt加1，否则，令“无误码”计数变量no_err_cnt等于0，执行步骤2.4；

步骤2.4、若“无误码”计数变量no_err_cnt大于等于增量码值校正阈值n₁，即no_err_cnt≥n₁，则说明当前绝对码值w₁无误码，此时用绝对码值w₁代替增量码值w₂，即w₂＝w₁，进入步骤3.2；

否则进入步骤3.1；

三、对码盘值进行误码校正，具体步骤如下：

若系统产生误码，则dw₁与dw₂不等；由绝对码值w₁和增量码值w₂自身特点知，若绝对码值w₁出现误码，则误码跳变较大，若增量码值w₂出现误码，则误码跳变较小；

若|dw₁-dw₂|>n₂，则认为绝对码值w₁出现误码可能性更大，增量码值w₂没有误差，此时用增量码值w₂代替绝对码值w₁，即w₁＝w₂；若|dw₁-dw₂|≤n₂，则认为增量码值w₂出现误码可能性更大，此时用绝对码值w₁代替增量码值w₂，即w₂＝w₁；

步骤3.1、若|dw₁-dw₂|>n₂，则用增量码值w₂代替绝对码值w₁，即w₁＝w₂；否则用绝对码值w₁代替增量码值w₂，即w₂＝w₁；

n₂为误码校正阈值，n₂≥0；

步骤3.2、若绝对码值w₁误码率比光栅码w₀误码率高，则最终码盘值W＝(w₂<<N)|w₀；否则，最终码盘值W＝(w₁<<N)|w₀。

本发明融合了绝对式、增量式误码校正的优点，能够区分粗码误码和精码误码；本发明的对码盘的误码校正精度高，校正率可以达98％以上，可以弥补因多种因素造成的码值误码；而且本发明调试更加方便。

附图说明

图1(a)为增量码值的计算流程图；

图1(b)误码的判断与校正流程图；

图2误码示意图；

图3经过本方法校正后的码值示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1和图2说明本实施方式，1、针对绝对式码盘的误码校正方法，其特征在于它包括下述步骤：

步骤一、计算增量码值w₂，具体步骤如下：

绝对式码盘码值由粗码与精码组合而成，粗码获取自矩阵码盘，精码获取自光栅码盘。定义绝对码值为通过矩阵码盘得到粗码值，用w₁表示，定义光栅码值为通过光栅码盘得到的光栅码值，用w₀表示(其位数为N)。设最终码盘值为W，则传统算法计算的最终码盘值W＝(w₁<<N)|w₀。

步骤1.1、计算当前运算周期的光栅码值w₀和绝对码值w₁；

步骤1.2、若当前为第一个运算周期，初始化增量码值w₂为w₂＝w₁，初始化上一次光栅码值w_{0_old}为w_{0_old}＝w₀；若当前不是第一个运算周期，将上一个运算周期的w₀记为当前运算周期的w_{0_old}，即w_{0_old}＝w₀；

其中w₀的位数为N；

步骤1.3、计算w₀与w_{0_old}之差dw₀＝w₀-w_{0_old}，此值表示当前光栅码值的改变量；执行步骤1.4；

步骤1.4、判断dw₀和-2^N-1的关系，如果dw₀<-2^N-1，表明绝对式码盘已正向转过一个光栅码值周期，此时给w₂赋新值w′₂＝w₂+1；如果dw₀>2^N-1，表明光栅码值返回上一周期，绝对式码盘反向转过一个光栅码值周期，此时给w₂赋新值w′₂＝w₂-1；如果dw₀＝-2^N-1，w₂值不变；

步骤二、对增量码值w₂进行累计误码的校正，具体步骤如下：

步骤2.1、若当前为第一个运算周期，定义“无误码”计数变量为no_err_cnt，设置其初值为0；初始化上一次绝对码值w_{1_old}为w_{1_old}＝w₁，初始化上一次增量码值w_{2_old}为w_{2_old}＝w₂；若当前不是第一个运算周期，将上一个运算周期最终的w₁和w₂分别记为当前运算周期的w_{1_old}和w_{2_old}，即w_{1_old}＝w₁、w_{2_old}＝w₂；

步骤2.2、在每个运算周期内，计算当前运算周期的绝对码值w₁与上一次绝对码值w_{1_old}之差dw₁＝w₁-w_{1_old}，计算当前运算周期的增量码值w₂与上一次增量码值w_{2_old}之差dw₂＝w₂-w_{2_old}；

步骤2.3、若dw₁与dw₂均等于0，即dw₁＝dw₂＝0，则执行步骤2.4；否则判断dw₁与dw₂是否相等，若dw₁与dw₂相等，令“无误码”计数变量no_err_cnt加1，否则，令“无误码”计数变量no_err_cnt等于0，执行步骤2.4；

步骤2.4、若“无误码”计数变量no_err_cnt大于等于增量码值校正阈值n₁，即no_err_cnt≥n₁，则说明当前绝对码值w₁无误码，此时用绝对码值w₁代替增量码值w₂，即w₂＝w₁，进入步骤3.2；

否则进入步骤3.1；

三、对码盘值进行误码校正，具体步骤如下：

若系统产生误码，则dw₁与dw₂不等；由绝对码值w₁和增量码值w₂自身特点知，若绝对码值w₁出现误码，则误码跳变较大，若增量码值w₂出现误码，则误码跳变较小；

若|dw₁-dw₂|>n₂，则认为绝对码值w₁出现误码可能性更大，增量码值w₂没有误差，此时用增量码值w₂代替绝对码值w₁，即w₁＝w₂；若|dw₁-dw₂|≤n₂，则认为增量码值w₂出现误码可能性更大，此时用绝对码值w₁代替增量码值w₂，即w₂＝w₁；

步骤3.1、若|dw₁-dw₂|>n₂，则用增量码值w₂代替绝对码值w₁，即w₁＝w₂；否则用绝对码值w₁代替增量码值w₂，即w₂＝w₁；

n₂为误码校正阈值，n₂≥0；

步骤3.2、若绝对码值w₁误码率比光栅码w₀误码率高，则最终码盘值W＝(w₂<<N)|w₀；否则，最终码盘值W＝(w₁<<N)|w₀。

具体实施方式二：本实施方式中步骤2.4所述的增量码值校正阈值n₁≥1，n₁根据实际应用中的误码率确定。

其它步骤和参数与具体实施方式一相同。

实施例

根据具体实施方式三进行仿真实验，实验前的误码示意图如图2所示，利用实施方式三的步骤进行绝对式码盘的误码校正，校正后的码值示意图如图3所示。

Claims (2)

1.针对绝对式码盘的误码校正方法，其特征在于它包括下述步骤：

步骤一、计算增量码值w₂，具体步骤如下：

步骤1.1、计算当前运算周期的光栅码值w₀和绝对码值w₁；

步骤1.2、若当前为第一个运算周期，初始化增量码值w₂为w₂＝w₁，初始化上一次光栅码值w_{0_old}为w_{0_old}＝w₀；若当前不是第一个运算周期，将上一个运算周期的w₀记为当前运算周期的w_{0_old}，即w_{0_old}＝w₀；

其中w₀的位数为N；

步骤1.3、计算w₀与w_{0_old}之差dw₀＝w₀-w_{0_old}，此值表示当前光栅码值的改变量；执行步骤1.4；

步骤1.4、判断dw₀和-2^N-1的关系，如果dw₀<-2^N-1，表明绝对式码盘已正向转过一个光栅码值周期，此时给w₂赋新值w′₂＝w₂+1；如果dw₀>2^N-1，表明光栅码值返回上一周期，绝对式码盘反向转过一个光栅码值周期，此时给w₂赋新值w′₂＝w₂-1；如果dw₀＝-2^N-1，w₂值不变；

步骤二、对增量码值w₂进行累计误码的校正，具体步骤如下：

步骤2.1、若当前为第一个运算周期，定义“无误码”计数变量为no_err_cnt，设置其初值为0；初始化上一次绝对码值w_{1_old}为w_{1_old}＝w₁，初始化上一次增量码值w_{2_old}为w_{2_old}＝w₂；若当前不是第一个运算周期，将上一个运算周期最终的w₁和w₂分别记为当前运算周期的w_{1_old}和w_{2_old}，即w_{1_old}＝w₁、w_{2_old}＝w₂；

步骤2.2、在每个运算周期内，计算当前运算周期的绝对码值w₁与上一次绝对码值w_{1_old}之差dw₁＝w₁-w_{1_old}，计算当前运算周期的增量码值w₂与上一次增量码值w_{2_old}之差dw₂＝w₂-w_{2_old}；

步骤2.3、若dw₁与dw₂均等于0，即dw₁＝dw₂＝0，则执行步骤2.4；否则判断dw₁与dw₂是否相等，若dw₁与dw₂相等，令“无误码”计数变量no_err_cnt加1，否则，令“无误码”计数变量no_err_cnt等于0，执行步骤2.4；

步骤2.4、若“无误码”计数变量no_err_cnt大于等于增量码值校正阈值n₁，即no_err_cnt≥n₁，当前绝对码值w₁无误码，用绝对码值w₁代替增量码值w₂，即w₂＝w₁，进入步骤3.2；

否则进入步骤3.1；

三、对码盘值进行误码校正，具体步骤如下：

步骤3.1、若|dw₁-dw₂|>n₂，则用增量码值w₂代替绝对码值w₁，即w₁＝w₂；否则用绝对码值w₁代替增量码值w₂，即w₂＝w₁；

n₂为误码校正阈值，n₂≥0；

步骤3.2、若绝对码值w₁误码率比光栅码w₀误码率高，则最终码盘值W＝(w₂<<N)|w₀；否则，最终码盘值W＝(w₁<<N)|w₀。

2.根据权利要求1所述的针对绝对式码盘的误码校正方法，其特征在于，步骤2.4所述的增量码值校正阈值n₁≥1。