CN114578788A - 一种位移机构的位移标定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种位移机构的位移标定方法及装置，包括：确定预先设置的电机步数向量集合；控制电机按照电机步数向量集合中的各步数向量依次进行运动，在电机每运动一个步数向量时，获取测微计采集到的位移测量值；针对每个步数向量，根据该步数向量对应的位移测量值和中点位移向量，确定该步数向量对应的滑块的位移标定值；根据每个步数向量以及与各步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对位移机构的位移标定。本申请通过预先对位移标定机构进行位移标定，有助于消除电机回隙造成的定位误差，以提高位移机构的定位精度。

Description

一种位移机构的位移标定方法及装置

技术领域

本申请涉及位移标定技术领域，尤其涉及一种位移机构的位移标定方法及装置。

背景技术

在基于成像的精密对准光路系统设计中，为适应不同厚度被测物的识别，成像物镜组件设计有控制成像物镜进行焦距调节的自动调焦机构，自动调焦机构的精度直接影响着成像质量，而调焦速度关系着整个对准系统的处理速度。因此自动调焦机构需要高精度、高速控制方案。

现有的自动调焦机构单纯靠电机本身的旋转角度来推算机构位移量，由于机械加工精度有限，实际的机构移动量与理想值之间存在误差从而降低了机构的定位精度。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于至少提供一种位移机构的位移标定方法及装置，本申请通过预先对位移标定机构进行位移标定，有助于消除电机回隙造成的定位误差，以提高位移机构的定位精度。

本申请主要包括以下几个方面：

第一方面，本申请实施例提供一种位移机构的位移标定方法，位移机构包括电机、偏心轮、滑块、拉簧固定柱、拉簧和L型固定座，L型固定座包括相互垂直连接的第一支撑板和第二支撑板；其中，第一支撑板固定在水平平台上，电机的旋转轴通过第二支撑板上的通孔与偏心轮的轴孔连接，拉簧固定柱设置在第二支撑板上、且位于偏心轮的一侧，滑块设置在第二支撑板上、且位于偏心轮的另一侧，拉簧的一端连接到拉簧固定柱上，拉簧的另一端连接到滑块，滑块与第二支撑板滑动连接，以随着偏心轮的转动带动滑块在垂直于电机的旋转轴的方向上来回移动；其中，位移标定方法包括：确定预先设置的电机步数向量集合，电机步数向量集合中的每个元素表示电机相对电机零位置所运动的步数向量；控制电机按照电机步数向量集合中的各步数向量依次进行运动，在电机每运动一个步数向量时，获取测微计采集到的位移测量值，位移测量值表示在电机运动对应的步数向量时滑块相对标定起始点的位移向量；针对每个步数向量，根据该步数向量对应的位移测量值和中点位移向量，确定该步数向量对应的滑块的位移标定值，中点位移向量表示电机运动到电机零位置时滑块相对标定起始点的位移向量，位移标定值表示在电机运动对应的步数向量时，滑块相对中点位移向量所指示的滑块位置的位移向量；根据每个步数向量以及与各步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对位移机构的位移标定。

在一种可能的实施方式中，通过以下方式确定电机零位置：控制电机运动一完整运动周期；根据测微计在电机运动过程中获取到的多个记录值，确定滑块的位移行程范围和位移行程范围的中心位置；控制电机运动以带动滑块移动至中心位置，将滑块在中心位置时电机的运动位置确定为电机零位置；和/或，通过以下方式确定标定起始点：从电机零位置开始，控制电机按照预设电机运动步数n沿着预设方向运动到第一预设电机位置，将第一预设电机位置确定为标定起始点，同时将测微计清零。

在一种可能的实施方式中，控制电机运动一完整运动周期，根据测微计在电机运动过程中获取到的多个记录值，确定滑块的位移行程范围和位移行程范围的中心位置的步骤包括：控制电机运动一完整运动周期，以使滑块在垂直于电机的旋转轴的方向上来回移动；根据测微计在电机运动过程中采集到的多个记录值，确定滑块移动的第一极限位置和第二极限位置；根据第一极限位置和第二极限位置，确定位移行程范围；将第一极限位置和第二极限位置之间的中心位置确定为位移行程范围的中心位置。

在一种可能的实施方式中，确定预先设置的电机步数向量集合的步骤包括：从电机零位置开始，控制电机按照预设步数n沿着预设方向运动到第一预设电机位置，确定预设方向上的n个步数向量；从电机零位置开始，控制电机按照预设步数n沿着预设方向相反的方向运动到第二预设电机位置，确定与预设方向相反的方向上的n个步数向量；根据获取到的预设方向上的n个步数向量、与预设方向相反的方向上的n个步数向量以及所述电机零位置，形成电机步数向量集合。

在一种可能的实施方式中，测微计包括标定基座和测量探头，测微计的测量探头的一端固定在标定基座的一端，测量探头的另一端连接到滑块，标定基座的另一端固定在水平平台上。

在一种可能的实施方式中，通过以下方式获取电机步数向量集合中的各步数向量对应的位移测量值：控制电机执行m个标定周期，每个标定周期包括控制电机从第一预设电机位置开始，按照电机步数向量集合中的各步数向量运动到第二预设电机位置以及从第二预设电机位置开始，按照电机步数向量集合中的各步数向量运动到第一预设电机位置；针对每个标定周期，在电机从第一预设电机位置开始按照电机步数向量集合中的各步数向量运动到第二预设电机位置过程中，获取测微计采集到的与各步数向量对应的在预设方向相反的方向上的位移测量值；针对每个标定周期，在电机从第二预设电机位置开始按照电机步数向量集合中的各步数向量运动到第一预设电机位置过程中，获取测微计采集到的与各步数向量对应的在预设方向上的位移测量值。

在一种可能的实施方式中，针对每个步数向量，根据该步数向量对应的位移测量值和中点位移向量，确定该步数向量对应的滑块的位移标定值的步骤包括：针对每个步数向量，计算该步数向量对应的位移测量值之间的和值；针对每个步数向量，将和值与该步数向量对应的位移测量值的数量2m之间的比值，确定为该步数向量对应的平均位移测量值；将步数向量集合中的第n+1个步数向量对应的平均位移测量值，确定为中点位移向量；针对每个步数向量，计算该步数向量对应的平均位移测量值与中点位移向量之间的差值，将差值确定为该步数向量对应的滑块的位移标定值。

在一种可能的实施方式中，根据每个步数向量以及与各步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对位移机构的位移标定的步骤还包括：根据获取到的每个步数向量以及与各步数向量对应的位移标定值，利用预先设置的插值方式，确定多个新增步数向量及与各新增步数向量对应的新增位移标定值；将多个新增步数向量并入步数向量集合以扩充步数向量集合，获得扩充后的步数向量集合；根据扩充后的步数向量集合中的每个步数向量以及与该步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对位移机构的位移标定。

在一种可能的实施方式中，位移标定方法还包括：获取滑块的目标位移标定值；根据多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，确定目标位移标定值对应的目标步数向量；根据确定的目标步数向量控制电机运动。

第二方面，本申请实施例还提供一种位移机构的位移标定装置，位移机构包括电机、偏心轮、滑块、拉簧固定柱、拉簧和L型固定座，L型固定座包括相互垂直连接的第一支撑板和第二支撑板；其中，第一支撑板固定在水平平台上，电机的旋转轴通过第二支撑板上的通孔与偏心轮的轴孔连接，拉簧固定柱设置在第二支撑板上、且位于偏心轮的一侧，滑块设置在第二支撑板上、且位于偏心轮的另一侧，拉簧的一端连接到拉簧固定柱上，拉簧的另一端连接到滑块，滑块与第二支撑板滑动连接，以随着偏心轮的转动带动滑块在垂直于电机的旋转轴的方向上来回移动；其中，位移标定装置包括：第一确定模块，用于确定预先设置的电机步数向量集合，所述电机步数向量集合中的每个元素表示电机相对电机零位置所运动的步数向量；获取模块，用于控制所述电机按照所述电机步数向量集合中的各步数向量依次进行运动，在电机每运动一个步数向量时，获取测微计采集到的位移测量值，所述位移测量值表示在所述电机运动对应的步数向量时所述滑块相对标定起始点的位移向量；第二确定模块，用于根据该步数向量对应的所述位移测量值和中点位移向量，确定该步数向量对应的滑块的位移标定值，所述中点位移向量表示电机运动到所述电机零位置时所述滑块相对所述标定起始点的位移向量，所述位移标定值表示在所述电机运动对应的步数向量时，所述滑块相对所述中点位移向量所指示的滑块位置的位移向量；创建模块，用于根据每个步数向量以及与该步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对所述位移机构的位移标定。

本申请实施例提供一种位移机构的位移标定方法及装置，位移机构包括电机、偏心轮、滑块、拉簧固定柱、拉簧和L型固定座，L型固定座包括相互垂直连接的第一支撑板和第二支撑板；其中，第一支撑板固定在水平平台上，电机的旋转轴通过第二支撑板上的通孔与偏心轮的轴孔连接，拉簧固定柱设置在第二支撑板上、且位于偏心轮的一侧，滑块设置在第二支撑板上、且位于偏心轮的另一侧，拉簧的一端连接到拉簧固定柱上，拉簧的另一端连接到滑块，滑块与第二支撑板滑动连接，以随着偏心轮的转动带动滑块在垂直于电机的旋转轴的方向上来回移动；其中，位移标定方法包括：确定预先设置的电机步数向量集合，电机步数向量集合中的每个元素表示电机相对电机零位置所运动的步数向量；控制电机按照电机步数向量集合中的各步数向量依次进行运动，在电机每运动一个步数向量时，获取测微计采集到的位移测量值，位移测量值表示在电机运动对应的步数向量时滑块相对标定起始点的位移向量；针对每个步数向量，根据该步数向量对应的位移测量值和中点位移向量，确定该步数向量对应的滑块的位移标定值，中点位移向量表示电机运动到电机零位置时滑块相对标定起始点的位移向量，位移标定值表示在电机运动对应的步数向量时，滑块相对中点位移向量所指示的滑块位置的位移向量；根据每个步数向量以及与该步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对位移机构的位移标定，本申请通过预先对位移标定机构进行位移标定，有助于消除电机回隙造成的定位误差，以提高位移机构的定位精度。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种位移机构的结构示意图；

图2示出了本申请实施例所提供的一种位移机构的运动示意图；

图3示出了本申请实施例所提供的一种物镜位移测量示意图；

图4示出了本申请实施例所提供的一种位移标定方法的步骤的流程图；

图5示出了本申请实施例所提供的确定电机零位置方法的步骤的流程图；

图6示出了本申请实施例所提供的一种逻辑控制示意图；

图7示出了本申请实施例所提供的一种位移标定装置的结构示意图；

图8示出了本申请实施例所提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解，本申请中的附图仅起到说明和描述的目的，并不用于限定本申请的保护范围。另外，应当理解，示意性的附图并未按实物比例绘制。本申请中使用的流程图示出了根据本申请的一些实施例实现的操作。应当理解，流程图的操作可以不按顺序实现，没有逻辑的上下文关系的步骤可以反转顺序或者同时实施。此外，本领域技术人员在本申请内容的指引下，可以向流程图添加一个或多个其他操作，也可以从流程图中移除一个或多个操作。

另外，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的全部其他实施例，都属于本申请保护的范围。

现有技术中的自动调焦机构通过电机本身的旋转角度来获取自动调焦机构位移量的过程中，通过如下公式确定自动调焦机构移动量：

D＝e(1-cosθ) (1)

公式(1)中，D表示自动调焦机构移动量，θ表示电机旋转角度，e表示偏心轮的偏心距，偏心距e等于自动调焦机构的总行程，但自动调焦机构的总行程的实际值小于偏心距e，由公式(1)可知，通过电机偏转角度θ的微小改变，可实现对自动调焦机构微小移动，最终可以调整物镜位于最佳焦面。

由于机械加工精度有限，自动调焦机构的实际移动量与理想移动量之间存在无规律的误差且无法消除，因此需要极其精确的测量出自动调焦机构的中心点，否则整个自动调焦机构的位移参考基准将不可信，也就是说，自动调焦机构的中心点的测量精度直接影响整个自动调焦机构的精度，即现有技术的调焦精度受到调焦机构原点的标定精度、调焦机构加工精度、调焦电机回隙误差等几方面因素所限制。

本申请实施例提供了一种位移机构的位移标定方法及装置，本申请通过预先对位移标定机构进行位移标定，有助于消除电机回隙造成的定位误差，以提高位移机构的定位精度，具体如下：

请参阅图1，图1示出了本申请实施例所提供的一种位移机构的结构示意图，请参阅图2，图2示出了本申请实施例所提供的一种位移机构的运动示意图，请参阅图3，图3示出了本申请实施例所提供的一种物镜位移测量示意图，如图1、图2和图3所示，本申请实施例提供的位移机构包括电机1、偏心轮2、滑块3、拉簧固定柱4、拉簧5和L型固定座6。

在一优选实施例中，L型固定座6包括相互垂直连接的第一支撑板和第二支撑板；其中，第一支撑板固定在水平平台上，电机1的旋转轴通过第二支撑板上的通孔与偏心轮2的轴孔连接，拉簧固定柱4设置在第二支撑板上、且位于偏心轮2的一侧，滑块3设置在第二支撑板上、且位于偏心轮2的另一侧，拉簧5的一端连接到拉簧固定柱4上，拉簧5的另一端连接到滑块3，滑块3与第二支撑板滑动连接，以随着偏心轮2的转动带动滑块3在垂直于电机1的旋转轴的方向上来回移动。

本申请的电机1为步进电机，步进电机作为驱动元件，成本低，体积小，使用方便，拉簧5的另一端连接到滑块3的一端，滑块3的另一端固定有物镜8，电机1沿着如图2所示的电机1的旋转方向进行运动，在电机1运动过程中，带动偏心轮2的旋转，从而使物镜8沿着如2所示的推力方向进行移动，拉簧5按照如图2所示的拉力方向提供与推力方向相反方向的拉力，其作用是使滑块3的一端与偏心轮2紧密接触，从而使滑块3的移动双向可控，物镜移动方向与偏心轮2提供的推力方向相同或相反，其中，根据不同的使用场景，滑块3的另一端还可以安装除物镜8外，需要进行位移控制的其它设备。

请参阅图4，图4示出了本申请实施例所提供的一种位移标定方法的步骤的流程图，如图4所示，位移标定方法包括：

S100、确定预先设置的电机步数向量集合。

具体的，电机步数向量集合中的每个元素表示电机相对电机零位置所运动的步数向量。

在一优选实施例中，请参阅图5，图5示出了本申请实施例所提供的确定电机零位置方法的步骤的流程图，如图5，通过以下方式确定所述电机零位置：

S101、控制电机运动一完整运动周期；根据测微计在电机运动过程中获取到的多个记录值，确定滑块的位移行程范围和位移行程范围的中心位置。

具体的，如图3所示，测微计包括标定基座71和测量探头72，测微计的测量探头72的一端固定在标定基座71的一端，测量探头72的另一端连接到滑块3，标定基座71的另一端固定在水平平台上，其中，测量探头72和拉簧5均固定在滑块3的一端，滑块3的移动带动测量探头72在如图3所示的测微计伸缩方向上产生一个伸缩量，伸缩量不同，测微计采集到的记录值也不同，测微计伸缩方向与偏心轮2提供的推力方向相同或相反。

请参阅图6，图6示出了本申请实施例所提供的一种逻辑控制示意图，如图6所示，微控制器可以向电机驱动器发送触发运动指令，从而控制电机按照触发运动指令进行运动，触发运动指令包括但不限于电机的运动步数和电机的运动方向，微控制器在电机运动过程中通过获取电机驱动器的运动状态来获取电机运行状态，同时微控制器根据电机运行状态触发测微计采集滑块的位移测量值，测微计将得的位移测量值发送到终端设备进行存储。

在一优选实施例中，可以获取电机对应的电机基本参数，电机基本参数包括但不限于以下项中的至少一项：电机线数、电机运动的标定步数、电机最大转速、电机、电机转矩，电机运动一完整运动周期，即电机旋转一圈，在电机旋转一圈过程中，测微计在电机运动过程中会采集到多个记录值，具体的，电机每运行一个步数，即可通过测微计确定一个记录值，这里，测微计的记录值即为测微计跌读数值。

在另一优选实施例中，控制电机运动一完整运动周期，根据测微计在电机运动过程中获取到的多个记录值，确定滑块的位移行程范围和位移行程范围的中心位置的步骤包括：

控制电机运动一完整运动周期，以使滑块在垂直于电机的旋转轴的方向上来回移动；根据测微计在电机运动过程中采集到的多个记录值，确定滑块移动的第一极限位置和第二极限位置；根据第一极限位置和第二极限位置，确定位移行程范围；将第一极限位置和第二极限位置之间的中心位置确定为位移行程范围的中心位置。

优选地，将采集到的多个记录值中的极大值对应的滑块所在位置，确定为滑块移动的第一极限位置，将多个记录值的极小值对应的滑块所在位置，确定为滑块移动的第二极限位置，将第一极限位置确定为滑块的位移行程范围的上限，将第二极限位置确定为滑块的位移行程范围的下限。

返回图5，S102、控制电机运动以带动滑块移动至中心位置，将滑块在中心位置时电机的运动位置确定为电机零位置。

返回图4，S200、控制电机按照电机步数向量集合中的各步数向量依次进行运动，在电机每运动一个步数向量时，获取测微计采集到的位移测量值。

具体的，位移测量值表示在电机运动对应的步数向量时滑块相对标定起始点的位移向量。

在一优选实施例中，通过以下方式确定标定起始点：

从电机零位置开始，控制电机按照预设电机运动步数n沿着预设方向运动到第一预设电机位置，将第一预设电机位置确定为标定起始点，同时将测微计清零。

优选的，预设电机运动角度小于1/4圈，预设方向为预先设置的电机旋转方向或滑块位移方向。

在另一优选实施例中，确定预先设置的电机步数向量集合的步骤包括：

从电机零位置开始，控制电机按照预设步数n沿着预设方向运动到第一预设电机位置，确定预设方向上的n个步数向量；从电机零位置开始，控制电机按照预设步数n沿着与预设方向相反的方向运动到第二预设电机位置，确定与预设方向相反的方向上的n个步数向量；根据获取到的预设方向上的n个步数向量、与预设方向相反的方向上的n个步数向量以及电机零位置，形成电机步数向量集合。

优选的，可以通过以下公式确定步数向量S_j：

S_j＝k×P (1)

公式(1)中，S_j表示向量集合中的第j个步数向量，k表示电机的运动步数，k的取值范围为(-n，n)，P表示电机的标定步长，j的取值范围为[1，2n+1]。

在一优选实施例中，通过以下方式获取电机步数向量集合中的各步数向量对应的位移测量值：

控制电机执行m个标定周期。

在一具体实施例中，每个标定周期包括控制电机从第一预设电机位置开始，按照电机步数向量集合中的各步数向量运动到第二预设电机位置以及从第二预设电机位置开始，按照电机步数向量集合中的各步数向量运动到第一预设电机位置。

针对每个标定周期，在电机从第一预设电机位置开始按照电机步数向量集合中的各步数向量运动到第二预设电机位置过程中，获取测微计采集到的与各步数向量对应的在预设方向相反的方向上的位移测量值。

在一优选实施例中，可以根据各步数向量在与预设方向相反的方向上的位移测量值，确定第一位移测量值集合CW，第一位移测量值集合CW中包括多个位移测量值，第一位移测量值集合CW中的每个元素表示电机在与预设方向相反的方向运行至各步数向量位置下的位移测量值。

针对每个标定周期，在电机从第二预设电机位置开始按照电机步数向量集合中的各步数向量运动到第一预设电机位置过程中，获取测微计采集到的与各步数向量对应的预设方向上的位移测量值。

在一优选实施例中，可以根据各步数向量在预设方向上的位移测量值，确定第二位移测量值集合CCW，第二位移测量值集合CCW中包括多个位移测量值，第二位移测量值集合CCW中的每个元素表示电机在预设方向运行至各步数向量位置下的位移测量值。优选的，若预设方向为预先设置的电机旋转方向，则针对每个标定周期，可以获取各步数向量在电机逆时针运行方向和顺时针运行方向上分别对应的位移测量值，若预设方向为预先设置的滑块位移方向，则针对每个标定周期，可以获取各步数向量在预先设置的滑块运行方向和与预先设置的滑块运行方向相反方向上分别对应的位移测量值，在标定过程中，使电机运行速度与加速度始终保持一致。

S300、针对每个步数向量，根据该步数向量对应的位移测量值和中点位移向量，确定该步数向量对应的滑块的位移标定值。

具体的，中点位移向量表示电机运动到电机零位置时滑块相对标定起始点的位移向量，位移标定值表示在电机运动对应的步数向量时，滑块相对中点位移向量所指示的滑块位置的位移向量。

在一优选实施中，针对每个步数向量，根据该步数向量对应的位移测量值和中点位移向量，确定该步数向量对应的滑块的位移标定值的步骤包括：

针对每个步数向量，计算该步数向量对应的位移测量值之间的和值，将所述和值与该步数向量对应的位移测量值的数量2m之间的比值，确定为该步数向量对应的平均位移测量值。

在一优选实施例中，针对每个标定周期，电机在第一预设电机位置与第二预设电机位置之间双向运行，带动了滑块在位移行程范围内来回移动一次，电机在双向运行过程中由于电机的回隙会引入定位误差，因此各步数向量对应的第一位移测量值集合CW中的位移测量值与第二位移测量值集合CCW中的位移测量值可能不同，因此通过需要获取各步数向量在m各标定周期内的平均位移测量值。

具体的，可以通过以下公式确定各步数向量对应的平均位移测量值PAV_j：

在公式(2)中，PAV_j表示步数向量集合中第j个步数向量对应的平均位移测量值，CW_ij表示第i个标定周期中，第j个步数向量在第一位移测量值集合CW中对应的位移测量值，CCW_ij表示第i个标定周期中，第j个步数向量在第二位移测量值集合CCW中对应的位移测量值，m表示标定周期的数量。

将步数向量集合中的第n+1个步数向量对应的平均位移测量值，确定为中点位移向量，具体的，步数向量集合中的第n+1个步数向量为电机零位置。

针对每个步数向量，计算该步数向量对应的平均位移测量值与中点位移向量之间的差值，将差值确定为该步数向量对应的滑块的位移标定值。

具体的，可以通过以下公式确定每个步数向量对应的滑块的位移标定值P_j：

P_j＝PAV_j-PAV_n+1 (3)

在公式(3)中，P_j表示步数向量集合中的第j个步数向量对应的滑块的位移标定值，PAV_j表示步数向量集合中第j个步数向量对应的平均位移测量值，PAV_n+1表示中点位移向量，其中，j的取值范围为[1，2n+1]。

S400、根据每个步数向量以及与该步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对位移机构的位移标定。

在一优选实施例中，根据每个步数向量以及与该数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对所述位移机构的位移标定的步骤还包括：

根据获取到的每个步数向量以及与该步数向量对应的位移标定值，利用预先设置的插值方式，确定多个新增步数向量及与各新增步数向量对应的新增位移标定值；将多个新增步数向量并入步数向量集合以扩充步数向量集合，获得扩充后的步数向量集合；根据扩充后的步数向量集合中的每个步数向量以及与各步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对位移机构的位移标定。

具体的，为了提高位移机构的定位分辨率，针对现有的各步数向量及其对应的位移测量值，可以对步数向量集合进行插值，以获取更多数量的步数向量及其对应的位移测量值，从而提高位移机构的定位分辨率。

在另一具体实施例中，位移标定方法还包括：

获取滑块的目标位移标定值；根据多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，确定目标位移标定值对应的目标步数向量；根据确定的目标步数向量控制所述电机运动。

在一优选实施例中，本申请的位移标定方法可应用于物镜的调焦，具体的，滑块的另一端可以固定物镜，其中，物镜的光轴与本申请位移机构的移动方向平行，通过本申请的位移机构，控制物镜在物镜的光轴方向上来回移动，从而实现物镜的调焦，具体的，可以获取物镜所要移动的目标位移标定值，根据多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，确定与目标位移标定值对应的电机所要运行的目标步数向量，根据确定的目标步数向量，控制电机运动到目标步数向量所在位置，从而使物镜移动到目标位移标定值所在位置，在物镜移动到目标位移标定值所在位置过程中，光学系统采集一定数量的图像，根据图像对比度等特征值的分析后，控制即可计算出物镜最佳焦面的所在位置，从而实现物镜焦面的精准定位。

由此可见，本申请通过位移标定机构，有效消除电机回隙造成的定位误差，提高位移机构的定位精度，同时本申请利用电机运行的高响应性和可频繁启停等特点，缩短了电机运行时间，提高了位移机构的定位速度，进而提高了效率。

基于同一申请构思，本申请实施例中还提供了与上述实施例提供的位移机构的位移标定方法对应的位移机构的位移标定装置，由于本申请实施例中的装置解决问题的原理与本申请上述实施例的位移机构的位移标定方法相似，因此装置的实施可以参见方法的实施，重复之处不再赘述。

请参阅图7，图7示出了本申请实施例提供的一种位移机构的位移标定装置的结构示意图，如图7所示，位移标定装置包括：

第一确定模块500，用于确定预先设置的电机步数向量集合，所述电机步数向量集合中的每个元素表示电机相对电机零位置所运动的步数向量；

获取模块510，用于控制所述电机按照所述电机步数向量集合中的各步数向量依次进行运动，在电机每运动一个步数向量时，获取测微计采集到的位移测量值，所述位移测量值表示在所述电机运动对应的步数向量时所述滑块相对标定起始点的位移向量；

第二确定模块520，用于根据该步数向量对应的所述位移测量值和中点位移向量，确定该步数向量对应的滑块的位移标定值，所述中点位移向量表示电机运动到所述电机零位置时所述滑块相对所述标定起始点的位移向量，所述位移标定值表示在所述电机运动对应的步数向量时，所述滑块相对所述中点位移向量所指示的滑块位置的位移向量；

创建模块530，用于根据每个步数向量以及与该步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对所述位移机构的位移标定。

可选地，第一确定模块500还用于：通过以下方式确定电机零位置：控制电机运动一完整运动周期；根据测微计在电机运动过程中采集到的多个记录值，确定滑块的位移行程范围和位移行程范围的中心位置；控制电机运动以带动滑块移动至中心位置，将滑块在中心位置时电机的运动位置确定为电机零位置；和/或，通过以下方式确定标定起始点：从电机零位置开始，控制电机按照预设电机运动步数n沿着预设方向运动到第一预设电机位置，将第一预设电机位置确定为标定起始点，同时将测微计清零。

可选地，第一确定模块500还用于：控制电机运动一完整运动周期，根据测微计在电机运动过程中获取到的多个记录值，确定滑块的位移行程范围和位移行程范围的中心位置的步骤包括：控制电机运动一完整运动周期，以使滑块在垂直于电机的旋转轴的方向上来回移动；根据测微计在电机运动过程中采集到的多个记录值，确定滑块移动的第一极限位置和第二极限位置；根据第一极限位置和第二极限位置，确定位移行程范围；将第一极限位置和第二极限位置之间的中心位置确定为位移行程范围的中心位置。

可选地，第一确定模块500还用于：确定预先设置的电机步数向量集合，具体包括：从电机零位置开始，控制电机按照预设步数n沿着预设方向运动到第一预设电机位置，确定预设方向上的n个步数向量；从电机零位置开始，控制电机按照预设步数n沿着与预设方向相反的方向运动到第二预设电机位置，确定与预设方向相反的方向上的n个步数向量；根据获取到的预设方向上的n个步数向量、与预设方向相反的方向上的n个步数向量以及电机零位置，形成电机步数向量集合。

可选地，测微计包括标定基座和测量探头，测微计的测量探头的一端固定在标定基座的一端，测量探头的另一端连接到滑块，标定基座的另一端固定在水平平台上。

可选地，获取模块510还用于：通过以下方式获取电机步数向量集合中的各步数向量对应的位移测量值：控制电机执行m个标定周期，每个标定周期包括控制电机从第一预设电机位置开始，按照电机步数向量集合中的各步数向量运动到第二预设电机位置以及从第二预设电机位置开始，按照电机步数向量集合中的各步数向量运动到第一预设电机位置；针对每个标定周期，在电机从第一预设电机位置开始按照电机步数向量集合中的各步数向量运动到第二预设电机位置过程中，获取测微计采集到的与各步数向量在预设方向相反的方向上的位移测量值；针对每个标定周期，在电机从第二预设电机位置开始按照电机步数向量集合中的各步数向量运动到第一预设电机位置过程中，获取测微计采集到的与各步数向量在预设方向上的位移测量值。

可选地，第二确定模块520还用于：针对每个步数向量，根据该步数向量对应的位移测量值和中点位移向量，确定该步数向量对应的滑块的位移标定值的步骤包括：针对每个步数向量，计算该步数向量对应的位移测量值之间的和值；针对每个步数向量，将和值与该步数向量对应的位移测量值的数量2m之间的比值，确定为该步数向量对应的平均位移测量值；将步数向量集合中的第n+1个步数向量对应的平均位移测量值，确定为中点位移向量；针对每个步数向量，计算该步数向量对应的平均位移测量值与中点位移向量之间的差值，将差值确定为该步数向量对应的滑块的位移标定值。

可选地，创建模块530还用于：根据获取到的每个步数向量以及与该步数向量对应的位移标定值，利用预先设置的插值方式，确定多个新增步数向量及与各新增步数向量对应的新增位移标定值；将多个新增步数向量并入步数向量集合以扩充步数向量集合，获得扩充后的步数向量集合；根据扩充后的步数向量集合中的每个步数向量以及与各步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对位移机构的位移标定。

可选地，位移标定装置还包括位移控制模块540，用于：获取滑块的目标位移标定值；根据多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，确定所述目标位移标定值对应的目标步数向量；根据确定的目标步数向量控制所述电机运动。

基于同一申请构思，请参阅图8，图8示出了本申请实施例提供的一种电子设备600的结构示意图，包括：处理器610、存储器620和总线630，所述存储器620存储有所述处理器610可执行的机器可读指令，当电子设备600运行时，所述处理器610与所述存储器620之间通过所述总线630进行通信，所述机器可读指令被所述处理器610运行时执行如上述实施例中任一所述的位移机构的位移标定方法的步骤。

基于同一申请构思，本申请实施例还提供了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运行时执行上述实施例提供的位移机构的位移标定方法的步骤。

具体地，所述存储介质能够为通用的存储介质，如移动磁盘、硬盘等，所述存储介质上的计算机程序被运行时，能够执行上述位移机构的位移标定方法。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。在本申请所提供的几个实施例中，应所述理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者所述技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种位移机构的位移标定方法，其特征在于，所述位移机构包括电机、偏心轮、滑块、拉簧固定柱、拉簧和L型固定座，所述L型固定座包括相互垂直连接的第一支撑板和第二支撑板；

其中，所述第一支撑板固定在水平平台上，所述电机的旋转轴通过所述第二支撑板上的通孔与所述偏心轮的轴孔连接，所述拉簧固定柱设置在第二支撑板上、且位于偏心轮的一侧，所述滑块设置在第二支撑板上、且位于偏心轮的另一侧，所述拉簧的一端连接到所述拉簧固定柱上，所述拉簧的另一端连接到所述滑块，所述滑块与所述第二支撑板滑动连接，以随着偏心轮的转动带动所述滑块在垂直于所述电机的旋转轴的方向上来回移动；

其中，所述位移标定方法包括：

确定预先设置的电机步数向量集合，所述电机步数向量集合中的每个元素表示电机相对电机零位置所运动的步数向量；

控制所述电机按照所述电机步数向量集合中的各步数向量依次进行运动，在电机每运动一个步数向量时，获取测微计采集到的位移测量值，所述位移测量值表示在所述电机运动对应的步数向量时所述滑块相对标定起始点的位移向量；

针对每个步数向量，根据该步数向量对应的所述位移测量值和中点位移向量，确定该步数向量对应的滑块的位移标定值，所述中点位移向量表示电机运动到所述电机零位置时所述滑块相对所述标定起始点的位移向量，所述位移标定值表示在所述电机运动对应的步数向量时，所述滑块相对所述中点位移向量所指示的滑块位置的位移向量；

根据每个步数向量以及与该步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对所述位移机构的位移标定。

2.根据权利要求1所述的位移标定方法，其特征在于，通过以下方式确定所述电机零位置：

控制所述电机运动一完整运动周期；

根据所述测微计在电机运动过程中采集到的多个记录值，确定所述滑块的位移行程范围和所述位移行程范围的中心位置；

控制所述电机运动以带动所述滑块移动至所述中心位置，将滑块在所述中心位置时所述电机的运动位置确定为所述电机零位置；

和/或，通过以下方式确定所述标定起始点：

从所述电机零位置开始，控制所述电机按照预设电机运动步数n沿着预设方向运动到第一预设电机位置，将所述第一预设电机位置确定为所述标定起始点，同时将测微计清零。

3.根据权利要求2所述的位移标定方法，其特征在于，控制所述电机运动一完整运动周期，根据所述测微计在电机运动过程中获取到的多个记录值，确定所述滑块的位移行程范围和所述位移行程范围的中心位置的步骤包括：

控制所述电机运动一完整运动周期，以使所述滑块在垂直于所述电机的旋转轴的方向上来回移动；

根据所述测微计在电机运动过程中采集到的多个记录值，确定所述滑块移动的第一极限位置和第二极限位置；

根据所述第一极限位置和所述第二极限位置，确定所述位移行程范围；

将所述第一极限位置和所述第二极限位置之间的中心位置确定为所述位移行程范围的中心位置。

4.根据权利要求2所述的位移标定方法，其特征在于，确定预先设置的电机步数向量集合的步骤包括：

从所述电机零位置开始，控制所述电机按照预设步数n沿着预设方向运动到第一预设电机位置，确定预设方向上的n个步数向量；

从所述电机零位置开始，控制所述电机按照所述预设步数n沿着与所述预设方向相反的方向运动到第二预设电机位置，确定与预设方向相反的方向上的n个步数向量；

根据获取到的预设方向上的n个步数向量、与预设方向相反的方向上的n个步数向量以及所述电机零位置，形成所述电机步数向量集合。

5.根据权利要求1所述的位移标定方法，其特征在于，所述测微计包括标定基座和测量探头，所述测微计的测量探头的一端固定在所述标定基座的一端，所述测量探头的另一端连接到所述滑块，所述标定基座的另一端固定在所述水平平台上。

6.根据权利要求4所述的位移标定方法，其特征在于，通过以下方式获取所述电机步数向量集合中的各步数向量对应的位移测量值：

控制所述电机执行m个标定周期，每个标定周期包括控制所述电机从所述第一预设电机位置开始，按照所述电机步数向量集合中的各步数向量运动到所述第二预设电机位置以及从所述第二预设电机位置开始，按照所述电机步数向量集合中的各步数向量运动到所述第一预设电机位置；

针对每个标定周期，在所述电机从所述第一预设电机位置开始按照所述电机步数向量集合中的各步数向量运动到所述第二预设电机位置过程中，获取所述测微计采集到的与各步数向量对应的在所述预设方向相反的方向上的位移测量值；

针对每个标定周期，在所述电机从所述第二预设电机位置开始按照所述电机步数向量集合中的各步数向量运动到所述第一预设电机位置过程中，获取所述测微计采集到的与各步数向量对应的在所述预设方向上的位移测量值。

7.根据权利要求6所述的位移标定方法，其特征在于，针对每个步数向量，根据该步数向量对应的所述位移测量值和中点位移向量，确定该步数向量对应的滑块的位移标定值的步骤包括：

针对每个步数向量，计算该步数向量对应的位移测量值的和值；

针对每个步数向量，将所述和值与该步数向量对应的位移测量值的数量2m之间的比值，确定为该步数向量对应的平均位移测量值；

将所述步数向量集合中的第n+1个步数向量对应的平均位移测量值，确定为所述中点位移向量；

针对每个步数向量，计算该步数向量对应的平均位移测量值与所述中点位移向量之间的差值，将所述差值确定为该步数向量对应的滑块的位移标定值。

8.根据权利要求1所述的位移标定方法，其特征在于，根据每个步数向量以及与该步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对所述位移机构的位移标定的步骤包括：

根据获取到的每个步数向量以及与该步数向量对应的位移标定值，利用预先设置的插值方式，确定多个新增步数向量及与各新增步数向量对应的新增位移标定值；

将所述多个新增步数向量并入所述步数向量集合以扩充所述步数向量集合，获得扩充后的步数向量集合；

根据扩充后的步数向量集合中的每个步数向量以及与该步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对所述位移机构的位移标定。

9.根据权利要求1所述的位移标定方法，其特征在于，所述位移标定方法还包括：

获取所述滑块的目标位移标定值；

根据所述多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，确定所述目标位移标定值对应的目标步数向量；

根据确定的所述目标步数向量，控制所述电机运动。

10.一种位移机构的位移标定装置，其特征在于，所述位移机构包括电机、偏心轮、滑块、拉簧固定柱、拉簧和L型固定座，所述L型固定座包括相互垂直连接的第一支撑板和第二支撑板；

其中，所述第一支撑板固定在水平平台上，所述电机的旋转轴通过所述第二支撑板上的通孔与所述偏心轮的轴孔连接，所述拉簧固定柱设置在第二支撑板上、且位于偏心轮的一侧，所述滑块设置在第二支撑板上、且位于偏心轮的另一侧，所述拉簧的一端连接到所述拉簧固定柱上，所述拉簧的另一端连接到所述滑块，所述滑块与所述第二支撑板滑动连接，以随着偏心轮的转动带动所述滑块在垂直于所述电机的旋转轴的方向上来回移动；

其中，所述位移标定装置包括：

第一确定模块，用于确定预先设置的电机步数向量集合，所述电机步数向量集合中的每个元素表示电机相对电机零位置所运动的步数向量；

获取模块，用于控制所述电机按照所述电机步数向量集合中的各步数向量依次进行运动，在电机每运动一个步数向量时，获取测微计采集到的位移测量值，所述位移测量值表示在所述电机运动对应的步数向量时所述滑块相对标定起始点的位移向量；

第二确定模块，用于根据该步数向量对应的所述位移测量值和中点位移向量，确定该步数向量对应的滑块的位移标定值，所述中点位移向量表示电机运动到所述电机零位置时所述滑块相对所述标定起始点的位移向量，所述位移标定值表示在所述电机运动对应的步数向量时，所述滑块相对所述中点位移向量所指示的滑块位置的位移向量；

创建模块，用于根据每个步数向量以及与该步数向量对应的位移标定值，建立多个步数向量与多个位移标定值之间的映射关系，以完成对所述位移机构的位移标定。

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