CN111046691B - 基于不同深度凹槽形成的一维码光学定位装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明主要属于光学定位领域，尤其指基于不同深度凹槽形成的一维码光学定位装置及方法。所述装置包括脉冲式激光束发射装置、光电元件、计时器、计算机、显示器。该定位方法与相关领域的定位方法相比不仅定位速度快、操作便捷，而且特别适用于快速移动的移动件的绝对位置定位。

Description

基于不同深度凹槽形成的一维码光学定位装置及方法

技术领域

本发明属于光学定位领域，主要涉及基于不同深度凹槽形成的一维码光学定位装置及定位方法。

背景技术

随着许多领域对定位的要求的不断提高，定位方法也层出不穷，但大多数都较为繁琐、定位误差较大且多为对静态物体进行定位。比如通过在待测件上放置标记件，然后选定一个空间相对位置点，根据标记件与该空间相对位置点的关系来给待测件进行定位。此定位方法不仅仅要选择相对较有利的空间相对位置点，还要在待测件上按照一定规则布置标记件，如果这些标记件布置不合理或者相对位置点选择不合理，都会增大定位误差。除此以外，同一待测件在不同位置的空间相对点的选取也可能不同，如果待测件移动位置就极有可能重新选择空间相对位置点，这样就会使过程过于繁琐且不适用于带行程的装置的绝对位置定位。

发明内容

为了解决上述无法对带行程的装置的绝对位置进行定位的问题，本发明的主要提供一种基于不同深度凹槽形成的一维码光学定位装置及定位方法。

本发明的技术方案如下：

一种基于不同深度凹槽形成的一维码光学定位装置，所述装置包括脉冲式激光束发射装置、光电元件、计时器、计算机、显示器；

所述脉冲式激光束发射装置用于工作时向目标射出一束或一系列短暂的脉冲激光束，以便扫描带行程的装置的移动件上的一维码；

所述光电元件用于接收从光源发射装置发出的脉冲激光束打在移动件上的反射光；

所述计时器用于记录移动件上某一个位置由于不同深度的凹槽的不同的排列方式而引起的不同的时间串，并将时间串传输给计算机；

所述计算机用于计算移动件上凹槽的深度并把获得二进制一维码字符串与计算机中存储的字符串进行比对获得移动件的绝对位置信息；

所述显示器用于实时显示计算机传输给现场检测人员的定位数据，以便实时监控和管理。

上述脉冲式激光束发射装置、光电元件、计时器设置在同一个检测装置中。

上述检测装置的形状为半圆形，所述脉冲式激光束发射装置、光电元件设置在半圆形装置的前端的弧面上，计时器安装在装置的尾部部分。

一种基于不同深度凹槽形成的一维码光学定位方法，利用上述的光学定位装置，包括如下步骤：

（1）、带行程的装置的移动件上挖有一系列由几种不同深度的凹槽排列组成的一系列一维码，这些一维码在移动方向上均匀排列，每一个一维码都由几种不同深度的凹槽排列组成，代表不同的位置信息；

比如：有两种深度的凹槽，第一种凹槽的深度为1mm，第二种为2mm。当光电元件接收到1mm的凹槽反射的光束，计时器记录下激光束从发射到接收的时间然后通过计算机计算出槽的深度为1mm，此时会用“1”来标记深度为1mm的槽。当深度为2mm时，用“0”来标记深度为2mm的槽。编码方式为在与定位方向平行的面上与移动件移动方向相同的方向上第一个需要定位的位置如果是6个1mm的凹槽和6个2mm的凹槽组成，并且为1mm的凹槽和2mm的凹槽交替排列，那么当脉冲式激光束发射装置发出一系列短暂的脉冲激光束，随后光电元件接收反射回来的发射光，计时器记录光源从发射到接收的时间，然后计算机在计算出这一排的凹槽的深度后就会用“101010101010”来对此位置进行编码。编码完毕后将编码后的“101010101010”一维码和此位置的信息对应存储于计算机中。那么第二个位置就可以用这两槽的其他的随机排列方式组成新的一维码，一共可以有2的12次方的排列方式，也就意味着可以对2的12次方个位置进行定位。

（2）、通过数据库建立带行程的装置的移动件上所有的由不同深度的凹槽排列组合而成的一维码和其相对应的移动件的绝对位移的一一对应关系；

（3）、脉冲式激光束发射装置发出一束或一系列短暂的脉冲激光束，与此同时计时器开始计时；

（4）、液压油开始推动着移动件进行往复移动实现相应的功能；

（5）、光电元件接收由脉冲式激光发射装置发出的脉冲光束照射在移动件上的反射光，当接收完毕时，计时器将接收到的时间串传给计算机；

（6）、计算机将接收的时间串转换成不同深度的凹槽的排列方式，然后转换成二进制一维码串，随后与数据库原本存储的信息进行比对，通过在计算机的数据库中提取相应的信息即可知晓移动件的绝对位移，从而对移动件进行定位；

（7）、计算机将数据库的定位信息反馈给下端的显示器，以便管理人员实时监控。

本发明的有益效果是：

因为光的传播速度很快，所以此定位方法的速度也会特别快，特别适用于对移动速度很快的移动件进行快速定位。因为一维码传递信息主要是在垂直于移动件移动的方向上起作用，在移动方向上不传递信息，所以一维码的数目可以根据移动件长度以及定位精度进行合理安置，若定位精度要求高，则每两个一维码间的间隙小一点，数目适量多一点，否则适当少一点不影响要求即可。

附图说明

图1为本发明的光学定位装置示意图；

图2为本发明的实施例中的带行程的装置中移动件平面展开图部分示意图；

图3为集脉冲式激光束发射装置、光电元件、计时器于一体的检测装置示意图。

图中：1.脉冲式激光装置 2.光电元件 3.计时器 4.带行程的装置 5.计算机 6.显示器。

具体实施方式

为详细说明本发明的具体一维码光学定位装置和定位方法，以及此定位装置和定位方法的目的和功效，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。下图的具体实施方式旨在对本发明的总体构思进行说明，不应被理解为对本发明的限制。

如图1所示，一种基于不同深度凹槽形成的一维码的光学定位装置，所述装置包括脉冲式激光束发射装置1、光电元件2、计时器3、计算机5、显示器6；

所述脉冲式激光束发射装置1用于工作时向目标射出一束或一系列短暂的脉冲激光束，以便扫描带行程的装置4的移动件上的一维码；

所述光电元件2用于接收从光源发射装置1发出的脉冲激光束打在移动件上的反射光；

所述计时器3用于记录移动件上某一个位置由于不同深度的凹槽的不同的排列方式而引起的不同的时间串，并将时间串传输给计算机5；

所述计算机5用于计算移动件上凹槽的深度并把获得二进制一维码字符串与计算机中存储的字符串进行比对获得移动件的绝对位置信息；

所述显示器6用于实时显示计算机传输给现场检测人员的定位数据，以便实时监控和管理。

上述脉冲式激光束发射装置1、光电元件2、计时器3设置在同一个检测装置中。

如图3所示，上述检测装置的形状为半圆形，所述脉冲式激光束发射装置1、光电元件2设置在半圆形装置的前端的弧面上，计时器3安装在装置的尾部部分。

实施例：

一种基于不同深度凹槽形成的一维码的光学定位方法，本实施例针对的是液压缸的陶瓷活塞杆，包括如下步骤：

（1）、液压缸的活塞杆上挖有一系列由几种不同深度的凹槽排列组成的一系列一维码，这些一维码在移动方向上均匀排列，每一个一维码都由几种不同深度的凹槽排列组成，代表不同的位置信息；

液压缸的工作原理为活塞杆由液压系统提供动力并推动其沿轴向方向做直线往复移动。本发明采用中的活塞杆为陶瓷活塞杆。陶瓷活塞杆部分展开图如图2所示。本实施例中活塞杆长度为20m，一维条码的高度设置为2cm，每两个一维码之间的间距为1cm，布置的一维码数目为660个。

（2）、通过数据库建立液压缸的陶瓷活塞杆所有的由不同深度的凹槽排列组合而成的一维码和其相对应的陶瓷活塞杆的绝对位移的一一对应关系；

（3）、脉冲式激光束发射装置1发出一束或一系列短暂的脉冲激光束，与此同时计时器3开始计时；

（4）、液压缸内的液压油开始推动着陶瓷活塞杆进行往复移动实现相应的功能；

（5）、光电元件2接收由脉冲式激光发射装置1发出的脉冲激光束照射在陶瓷活塞杆

上的反射光，当接收完毕时，计时器3将接收到的时间串传给计算机5；

（6）、计算机5将接收的时间串转换成不同深度的凹槽的排列方式，然后转换成二进

制一维码串，随后与数据库原本存储的信息进行比对，通过在计算机5的数据库中提取相应的信息即可知晓陶瓷活塞杆的绝对位移，从而对陶瓷活塞杆进行定位；

（7）、计算机5将数据库的定位信息反馈给下端的显示器6，以便管理人员实时监控。

由上述实施性说明可知，一维码光学定位装置和快速定位方法可以对带行程的装置上的移动件进行绝对定位，本发明虽然以典型的实施例公开，但其并不能用来限定它的适用范围，本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于不同深度凹槽形成的一维码光学定位装置，其特征在于所述装置包括脉冲式激光束发射装置（1）、光电元件（2）、计时器（3）、计算机（5）、显示器（6）；

所述脉冲式激光束发射装置（1）用于工作时向目标射出一束或一系列短暂的脉冲激光束，以便扫描带行程的装置（4）的移动件上的一维码；

所述光电元件（2）用于接收从脉冲式激光束发射装置（1）发出的脉冲激光束打在移动件上的反射光；

所述计时器（3）用于记录移动件上某一个位置由于不同深度的凹槽的不同的排列方式而引起的不同的时间串，并将时间串传输给计算机（5）；

所述计算机（5）用于计算移动件上凹槽的深度并把获得二进制一维码字符串与计算机中存储的字符串进行比对获得移动件的绝对位置信息；

所述显示器（6）用于实时显示计算机传输给现场检测人员的定位数据，以便实时监控和管理。

2.根据权利要求1所述的一种基于不同深度凹槽形成的一维码光学定位装置，其特征在于所述脉冲式激光束发射装置（1）、光电元件（2）、计时器（3）设置在同一个检测装置中。

3.根据权利要求2所述的一种基于不同深度凹槽形成的一维码光学定位装置，其特征在于所述检测装置的形状为半圆形，所述脉冲式激光束发射装置（1）、光电元件（2）设置在半圆形装置的前端的弧面上，计时器（3）安装在装置的尾部部分。

4.一种基于不同深度凹槽形成的一维码光学定位方法，利用权利要求1所述的光学定位装置，其特征在于包括如下步骤：

（1）、带行程的装置（4）的移动件上挖有一系列由几种不同深度的凹槽排列组成的一系列一维码，这些一维码在移动方向上均匀排列，每一个一维码都由几种不同深度的凹槽排列组成，代表不同的位置信息；

（2）、通过数据库建立带行程的装置（4）的移动件上所有的由不同深度的凹槽排列组合而成的一维码和其相对应的移动件的绝对位移的一一对应关系；

（3）、脉冲式激光束发射装置（1）发出一束或一系列短暂的脉冲激光束，与此同时计时器（3）开始计时；

（4）、液压油开始推动着移动件进行往复移动实现相应的功能；

（5）、光电元件（2）接收由脉冲式激光束发射装置（1）发出的脉冲激光束照射在移动件上的反射光，当接收完毕时，计时器（3）将接收到的时间串传给计算机（5）；

（6）、计算机（5）将接收的时间串转换成不同深度的凹槽的排列方式，然后转换成二进制一维码串，随后与数据库原本存储的信息进行比对，通过在计算机（5）的数据库中提取相应的信息即可知晓移动件的绝对位移，从而对移动件进行定位；

（7）、计算机（5）将数据库的定位信息反馈给下端的显示器（6），以便管理人员实时监控。

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