CN114778884A - 基于增量式编码器的速度测量方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于增量式编码器的速度测量方法、装置及电子设备，方法包括判断目标增量式编码器在上一采样时刻所采用的目标设备速度计算方法是否为低速速度算法；若是，判断目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否大于第一切换速度阈值，若是，采用高速速度算法计算当前时刻目标设备的绝对速度；若否，判断目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否小于第二切换速度阈值，若是，采用低速速度算法计算当前时刻目标设备的绝对速度；确定当前时刻目标设备的速度方向；基于绝对速度及速度方向获得目标设备当前时刻的速度；该方法通过对不同的电机运转速度阈值匹配不同速度计算方法，有效提高在不同工况下电机速度的计算精准度。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及基于增量式编码器的速度测量方法、装置及电子设备。
背景技术
编码器(encoder)把角位移或直线位移转换成电信号，前者称为码盘，后者称为码尺。根据工作原理的不同，编码器分为增量式编码器和绝对式编码器。
其中，增量式编码器:将位移转换成周期性的电信号，再把这个电信号转变成计数脉冲，用脉冲的个数表示位移的大小。通常为A相、B相、Z相输出，A相、B相为相互延迟1/4周期的脉冲输出，根据延迟关系可以区别正反转，而且通过取A相、B相的上升和下降沿可以进行2或4倍频；Z相为单圈脉冲，即每圈发出一个脉冲。
增量式编码器主要用于电机、数控机床及其机械附件、机器人、自动装配机、自动生产线、电梯等，用于获取相应电机的转速。不同电机转速下编码器所获取的电机速度会略有偏差，故需要寻找一种在不同工况下均能准确获知电机速度的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供基于增量式编码器的速度测量方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，其在电机的不同工况下均能获得精准的速度测定结果。
为实现上述发明目的，本发明提出了如下技术方案：
一方面，提供基于增量式编码器的速度测量方法，所述方法包括：
判断目标增量式编码器在上一采样时刻所采用的目标设备速度计算方法是否为低速速度算法，所述低速速度算法对应的绝对速度不大于第一切换速度阈值；
若是，则判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否大于所述第一切换速度阈值，若是，则采用高速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度；所述高速速度算法对应于的绝对速度不小于第二切换速度阈值；
若否，则判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否小于第二切换速度阈值，若是，则采用低速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度；
确定当前时刻所述目标设备的速度方向；
基于所述绝对速度及所述速度方向获得所述目标设备当前时刻的速度。
在一种较佳的实施方式中，所述判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否大于所述第一切换速度阈值之前，所述方法还包括：预先获取所述第一切换速度阈值及所述第二切换速度阈值，包括：
获取当低速分辨率与高速分辨率相等时，所述低速分辨率对应的低速采样个数，以及所述高速分辨率对应的高速采样个数；
基于所述低速采样个数获得所述第一切换速度阈值；
基于所述高速采样个数获得所述第二切换速度阈值。
在一种较佳的实施方式中，所述采用高速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度，包括：
获取当前时刻高速定时器采样个数；
基于所述高速定时采样器采样个数、采样任务周期及所述目标增量式编码器的编码器分辨率获得当前时刻所述目标设备的绝对速度。
在一种较佳的实施方式中，所述采用低速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度，包括：
判断是否采集到B信号下降沿；
若是，则获取当前时刻低速定时器采样个数；
基于所述低速定时器采样个数、所述目标增量式编码器的磁编定时器频率及编码器分辨率获得当前时刻所述目标设备的绝对速度。
在一种较佳的实施方式中，若否，则低速定时器采样个数累计增加至最大采样数，并将所述目标设备的速度置0。
在一种较佳的实施方式中，所述判断是否采集到B信号下降沿之前，所述采用低速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度还包括预先获取最大采样数，包括：
获取系统最小速度；
基于所述系统最小速度、采样任务周期及所述目标增量式编码器的编码器分辨率获得所述最大采样数。
在一种较佳的实施方式中，所述确定当前时刻所述目标设备的速度方向包括：
基于所述编码器分辨率对当前时刻高速定时器采样个数取余获得取余结果；
当所述取余结果小于所述编码器分辨率一半时，将取余结果放大至数据极限长度范围；
基于上一采样时刻的绝对速度及角度获得当前采样时刻的角度；
对当前采样时刻的角度进行限幅并收缩至[-180°,180°]之间获得所述目标设备的速度方向。
第二方面，基于增量式编码器的速度测量装置，其特征在于，所述装置包括：
第一判断模块，用于判断目标增量式编码器在上一采样时刻所采用的目标设备速度计算方法是否为低速速度算法，所述低速速度算法对应的绝对速度不大于第一切换速度阈值；
第二判断模块，用于当所述第一判断模块的判断结果为是时，则进一步判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否大于所述第一切换速度阈值，若是，则采用高速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度；所述高速速度算法对应的绝对速度不小于第二切换速度阈值；
第三判断模块，用于当所述第一判断模块的判断结果为否时，则进一步判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否小于第二切换速度阈值，若是，则采用低速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度；
第一处理模块，用于确定当前时刻所述目标设备的速度方向；
第二处理模块，用于基于所述绝对速度及所述速度方向获得所述目标设备当前时刻的速度。
第三方面，提供一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；以及
与所述一个或多个处理器关联的存储器，所述存储器用于存储程序指令，所述程序指令在被所述一个或多个处理器读取执行时，执行如第一方面任意一项所述的方法。
第四方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现如第一方面任一项所述的方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供一种基于增量式编码器的速度测量方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，其中方法包括：判断目标增量式编码器在上一采样时刻所采用的目标设备速度计算方法是否为低速速度算法，所述低速速度算法对应的绝对速度不大于第一切换速度阈值；若是，则判断目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否大于所述第一切换速度阈值，若是，则采用高速速度算法计算当前时刻目标设备的绝对速度；高速速度算法对应的绝对速度不小于第二切换速度阈值；若否，则判断目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否小于第二切换速度阈值，若是，则采用低速速度算法计算当前时刻目标设备的绝对速度；确定当前时刻目标设备的速度方向；基于绝对速度及速度方向获得目标设备当前时刻的速度；该方法通过对同一电机的不同运转速度阈值匹配不同的速度计算方法，有效提高在不同工况下电机速度的计算精准度，提高增量式编码器的通用性及自适应性。
附图说明
图1是本实施例中基于增量式编码器的速度测量方法的流程图；
图2是本实施例中基于增量式编码器的速度测量方法在具体实施中的流程图；
图3为本实施例中计算机可读存储介质的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
随着传感器技术的发展，采用增量式编码器获取电机运转速度时，需要针对不同运转工况的电机设置不同的增量式编码器以实现运转速度的精确测定，采用同一增量式编码器获取工况复杂的电机运转速度时难免具有一定偏差。针对上述存在的问题，本申请提供一种基于增量式编码器的速度测量方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，能实现不同工况下电机速度的准确测定。
以下将结合附图1～3对本实施例的数据处理方法、装置及电子设备作进一步的详细描述。
实施例
如图1、2所示，本实施例提供一种基于增量式编码器的速度测量方法，本实施例中的增量式编码器为增量式磁编码器，该增量式磁编码器的信号输出形式为ABZ。AB分别是占空比50％的方波，AB信号相差90°。正转时，A超前B，反转时，B超前A。电机旋转一圈A和B分别出N的方波。当电机旋转一圈，在每圈的固定位置，Z会输出一个脉冲信号。
具体地，该基于增量式编码器的速度测量方法包括如下步骤：
S1、判断目标增量式编码器在上一采样时刻所采用的目标设备速度计算方法是否为低速速度算法，其中低速速度算法对应的绝对速度不大于第一切换速度阈值。
具体地，本实施例中的目标设备为电机。目标增量式编码器一部分设于电机的的转轴上，一部分设于微控制单元mcu上，用于对电机的转速进行测定。
由于上一采样时刻的速度测定过程中速度计算方法先于相应速度值确定，故该步骤S1通过速度计算类型的判断，可缩短当前采样时刻与上一采样时刻之间的数据处理间隔，进一步缩小测速周期。
本实施例根据电机转速的不同阈值分为不同的工况，工况包括但不限于不大于第一切换速度阈值的速度范围、不小于第二切换速度阈值的速度范围。通常的，第一切换速度阈值不大于第二切换速度阈值。
更具体地，采用如下式(1)所示的低速速度算法进行计算获得相应工况下的速度(Speedlow)：
其中，CLow为低速定时器采样个数，具体为计数B信号相邻的一组上升沿和下降沿之间的高电平宽度内的采样个数；
Ft为磁编定时器频率(MHz)；
R为编码器分辨率。
需要说明的是，上述Speedlow为绝对速度(电机转速rpm)，无速度方向。进一步，根据上述公式(1)可知，Speedlow随CLow增加而减小。
当上述步骤S1的判断结果为是，则执行步骤S2a，若判断结果为否，则执行步骤S2b，即下述S2a、S2b择一执行。具体为：
S2a、若是，则判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否大于第一切换速度阈值，若是，则采用高速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度，其中，所述高速速度算法对应的绝对速度不小于第二切换速度阈值；若否，则采用低速速度算法进行计算获得绝对速度。
具体地，步骤S2a中采用高速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度，包括：
S2a1、获取当前时刻高速定时器采样个数CHight；
S2a2、基于高速定时采样器采样个数CHight、采样任务周期T及所述目标增量式编码器的编码器分辨率R获得当前时刻所述目标设备的绝对速度。
示例性地，采用下述式(2)计算获得相应工况下的速度(SpeedHigh)：
其中，CHigh为高速定时器采样个数；
T为任务周期(μs)；
R为编码器分辨率。
根据上述式(2)可知，速度SpeedHigh随高速定时器采样个数CHigh
的增大而增大。本实施例对上述任务周期T长度不做限制，通常为80μs左右。
S2b、若否，则判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否小于第二切换速度阈值，若是，则采用如式(1)的低速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度。
需要说明的是，在采样过程中，低速定时器采样个数与高速定时器采样个数必然存在当低速分辨率与高速分辨率相等时，低速分辨率对应的低速采样个数CL与高速分辨率对应的高速采样个数CH相等。因此，在步骤S2a、S2b之前，该方法还包括步骤S01、预先获取第一切换速度阈值及第二切换速度阈值，步骤S01包括：
S01a、获取当低速分辨率与高速分辨率相等时，低速分辨率对应的低速采样个数CL，以及高速分辨率对应的高速采样个数CH；
S01b、基于低速采样个数CL通过式(1)所示的低速速度算法计算获得第一切换速度阈值Speedlow(CL)，即图2中低速切换高速阈值。
S01c、基于高速采样个数CH通过式(2)所示的高速速度算法计算获得第二切换速度阈值SpeedHigh(CH)，即图2中高速切换低速阈值。
进一步，步骤S2b中采用低速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度，包括：
S2b1、判断是否采集到B信号下降沿；
S2b2、若是，则获取当前时刻低速定时器采样个数；
S2b3、基于所述低速定时器采样个数、所述目标增量式编码器的磁编定时器频率及编码器分辨率获得当前时刻所述目标设备的绝对速度；
S2b4、若否，则低速定时器采样个数累计增加至最大采样数，并将所述目标设备的速度置0。
需要说明的是，上述步骤S2b2～S2b3与S2b4择一执行。
在一种优选的实施方式中，在步骤S2b1之前，步骤S2b还包括：
获取系统最小速度Speedmin(rpm)；在一种较佳的实施方式中，Speedmin(rpm)为经验值。基于该系统最小速度Speedmin(rpm)、采样任务周期T及所述目标增量式编码器的编码器分辨率R获得所述最大采样数CountermaxInt。
示例性的，通过如下式(3)计算获得最大采样数CountermaxInt：
其中，T为任务周期(μs)；
R为编码器分辨率。
作为一种优选，为提高速度测定准确度，在S2b3之后，步骤S2b还包括S2b5、异常速度检查，具体通过验证计算获取的绝对速度是否落入当前速度阈值与否进行绝对速度是否异常。
S3、确定当前时刻目标设备的速度方向。
前述步骤S1～S2用于计算获得电机在当前采样时刻下的绝对速度(rpm)，该步骤S3用于计算电机在当前采样时刻下的速度方向，即正转或反转。
具体地，步骤S3包括：
S31、基于所述编码器分辨率对当前时刻高速定时器采样个数取余获得取余结果。
S32、当所述取余结果小于所述编码器分辨率一半时，将取余结果放大至数据极限长度范围。当取余结果不小于所述编码器分辨率一半时，则将通过减去编码器分辨率对取余结果进行修正。
示例性的，数据极限长度范围为-32768～32767。需要说明的是，将数据放大到-32768～32767是为了利用int类型数据长度溢出时数据归0的技巧,该过程对应着步骤S31的角度取余操作。
S33、基于上一采样时刻的绝对速度及角度获得当前采样时刻的角度。
进一步地，步骤S33具体包括：
获取当前采样时刻的前n个连续采样时刻的角度，n为不小于2的整数；
基于当前采样时刻的前n个连续采样时刻中角度变化方向确定所述当前采样时刻的方向变化。
示例性的，判断前第n-1个采样时刻相较于前第n个采样时刻的方向是否变化，若是，则放弃本次判断结果，保留上一次判断结果，若否，则再次判断，若判断结果与上一判断结果一致，则计数增加1，若判断结果与上一判断结果不一致，则计数减1。同样的方法对前n-2、前n-3等采样时刻作相应判断。至计数达到预设阈值，则判断当前采样时刻速度较上一采样时刻变化，若计数未达阈值，则判断当前采样时刻速度与上一采样时刻一致。
因此，该步骤在进行角度判断时，当出现角度变化时，需要进行延时判断以减轻异常数据得影响，从而进一步提高测速准确度。
S34、对当前采样时刻的角度进行限幅并收缩至[-180°,180°]之间获得所述目标设备的速度方向。
进一步地，本实施例通过利用上一时刻的速度对角度变化率进行限幅及滤波，即采用加速度进行限幅与滤波。
S4、基于步骤S2获得的绝对速度及步骤S3获得的速度方向获得目标设备当前时刻的速度。
本实施例中，当前采样时刻的速度为绝对速度与速度方向的乘积，在获得当前采样时刻的绝对速度与速度方向后即可获知目标设备当前时刻的速度。
综上，本实施例提供一种基于增量式编码器的速度测量方法通过对同一电机的不同电机运转速度阈值匹配不同的速度计算方法，有效提高在不同工况下电机速度的计算精准度，提高增量式编码器的通用性。
本实施例还提供一种基于增量式编码器的速度测量装置，该装置包括：
第一判断模块，用于判断目标增量式编码器在上一采样时刻所采用的目标设备速度计算方法是否为低速速度算法，其中低速速度算法对应的绝对速度不大于第一切换速度阈值；
第二判断模块，用于当所述第一判断模块的判断结果为是时，则进一步判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否大于第一切换速度阈值，若是，则采用高速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度；所述高速速度算法对应的绝对速度不小于第二切换速度阈值，且所述第二切换速度阈值大于所述第一切换速度阈值；
第三判断模块，用于当所述第一判断模块的判断结果为否时，则进一步判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否小于第二切换速度阈值，若是，则采用低速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度；
第一处理模块，用于确定当前时刻所述目标设备的速度方向；
第二处理模块，用于基于所述绝对速度及所述速度方向获得所述目标设备当前时刻的速度。
进一步地，第二判断模块包括：
第一获取单元，用于获取当前时刻高速定时器采样个数；
第一处理单元，用于基于所述高速定时采样器采样个数、采样任务周期及所述目标增量式编码器的编码器分辨率获得当前时刻所述目标设备的绝对速度。
进一步地，第三判断模块包括：
第一判断单元，用于判断是否采集到B信号下降沿；
第二获取单元，用于当第一判断单元判断结果为是，则获取当前时刻低速定时器采样个数；
第二处理单元，用于基于所述低速定时器采样个数、所述目标增量式编码器的磁编定时器频率及编码器分辨率获得当前时刻所述目标设备的绝对速度。
第三处理单元，用于当第一判断单元判断结果为否，则低速定时器采样个数累计增加至最大采样数，并将所述目标设备的速度置0。
第四处理单元，用于获取系统最小速度；基于所述系统最小速度、采样任务周期及所述目标增量式编码器的编码器分辨率获得所述最大采样数。
进一步地，第一处理模块包括：
第五处理单元，用于基于所述编码器分辨率对当前时刻高速定时器采样个数取余获得取余结果；
第六处理单元，用于当所述取余结果小于所述编码器分辨率一半时，将取余结果放大至数据极限长度范围；
第七处理单元，用于基于上一采样时刻的绝对速度及角度获得当前采样时刻的角度；
第八处理单元，对当前采样时刻的角度进行限幅并收缩至[-180°,180°]之间获得所述目标设备的速度方向。
进一步地，该装置还包括第三处理模块，用于预先获取所述第一切换速度阈值及第二切换速度阈值，包括：
获取当低速分辨率与高速分辨率相等时，所述低速分辨率对应的低速采样个数，以及所述高速分辨率对应的高速采样个数；
基于所述低速采样个数获得所述第一切换速度阈值；
基于所述高速采样个数获得所述第二切换速度阈值。
需要说明的是：上述实施例提供的基于增量式编码器的速度测量装置在触发基于增量式编码器的速度测量业务时，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。另外，上述实施例提供的基于增量式编码器的速度测量装置与基于增量式编码器的速度测量方法的实施例属于同一构思，即该系统是基于该方法的，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
另外，本实施例还提供一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；以及
与所述一个或多个处理器关联的存储器，所述存储器用于存储程序指令，所述程序指令在被所述一个或多个处理器读取执行时，执行前述的基于增量式编码器的速度测量方法。
关于执行程序指令所执行的数据处理方法，具体执行细节及相应的有益效果与前述方法中的描述内容是一致的，此处将不再赘述。
以及，如图3所示，本实施例还提供一种计算机可读存储介质31，其上存储有计算机程序310，所述计算机程序被一个或多个处理器32执行时实现前述的基于增量式编码器的速度测量方法。
具体地，可以采用一个或多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读存储介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
在一些实施方式中，客户端、服务器可以利用诸如HTTP(Hyper Text TransferProtocol，超文本传输协议)之类的任何当前已知或未来研发的网络协议进行通信，并且可以与任意形式或介质的数字数据通信(例如，通信网络)互连。通信网络的示例包括局域网(“LAN”)，广域网(“WAN”)，网际网(例如，互联网)以及端对端网络(例如，ad hoc端对端网络)，以及任何当前已知或未来研发的网络。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络包括局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本公开实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本文中以上描述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑部件来执行。例如，非限制性地，可以使用的示范类型的硬件逻辑部件包括：现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑设备(CPLD)等等。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
上述所有可选技术方案，可以采用任意结合形成本发明的可选实施例，即可将任意多个实施例进行组合，从而获得应对不同应用场景的需求，均在本申请的保护范围内，在此不再一一赘述。
需要说明的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于增量式编码器的速度测量方法，其特征在于，所述方法包括：
判断目标增量式编码器在上一采样时刻所采用的目标设备速度计算方法是否为低速速度算法，所述低速速度算法对应的绝对速度不大于第一切换速度阈值；
若是，则判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否大于所述第一切换速度阈值，若是，则采用高速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度；所述高速速度算法对应的绝对速度不小于第二切换速度阈值；
若否，则判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否小于第二切换速度阈值，若是，则采用低速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度；
确定当前时刻所述目标设备的速度方向；
基于所述绝对速度及所述速度方向获得所述目标设备当前时刻的速度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否大于所述第一切换速度阈值之前，所述方法还包括：预先获取所述第一切换速度阈值及所述第二切换速度阈值，包括：
获取当低速分辨率与高速分辨率相等时，所述低速分辨率对应的低速采样个数，以及所述高速分辨率对应的高速采样个数；
基于所述低速采样个数获得所述第一切换速度阈值；
基于所述高速采样个数获得所述第二切换速度阈值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用高速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度，包括：
获取当前时刻高速定时器采样个数；
基于所述高速定时采样器采样个数、采样任务周期及所述目标增量式编码器的编码器分辨率获得当前时刻所述目标设备的绝对速度。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用低速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度，包括：
判断是否采集到B信号下降沿；
若是，则获取当前时刻低速定时器采样个数；
基于所述低速定时器采样个数、所述目标增量式编码器的磁编定时器频率及编码器分辨率获得当前时刻所述目标设备的绝对速度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，若否，则低速定时器采样个数累计增加至最大采样数，并将所述目标设备的速度置0。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述判断是否采集到B信号下降沿之前，所述采用低速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度还包括预先获取最大采样数，包括：
获取系统最小速度；
基于所述系统最小速度、采样任务周期及所述目标增量式编码器的编码器分辨率获得所述最大采样数。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定当前时刻所述目标设备的速度方向包括：
基于所述编码器分辨率对当前时刻高速定时器采样个数取余获得取余结果；
当所述取余结果小于所述编码器分辨率一半时，将取余结果放大至数据极限长度范围；
基于上一采样时刻的绝对速度及角度获得当前采样时刻的角度；
对当前采样时刻的角度进行限幅并收缩至[-180°,180°]之间获得所述目标设备的速度方向。
8.基于增量式编码器的速度测量装置，其特征在于，所述装置包括：
第一判断模块，用于判断目标增量式编码器在上一采样时刻所采用的目标设备速度计算方法是否为低速速度算法，所述低速速度算法对应的绝对速度不大于第一切换速度阈值；
第二判断模块，用于当所述第一判断模块的判断结果为是时，则进一步判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否大于所述第一切换速度阈值，若是，则采用高速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度；所述高速速度算法对应的绝对速度不小于第二切换速度阈值；
第三判断模块，用于当所述第一判断模块的判断结果为否时，则进一步判断所述目标增量式编码器在上一采样时刻获得的绝对速度是否小于第二切换速度阈值，若是，则采用低速速度算法计算当前时刻所述目标设备的绝对速度；
第一处理模块，用于确定当前时刻所述目标设备的速度方向；
第二处理模块，用于基于所述绝对速度及所述速度方向获得所述目标设备当前时刻的速度。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；以及
与所述一个或多个处理器关联的存储器，所述存储器用于存储程序指令，所述程序指令在被所述一个或多个处理器读取执行时，执行如权利要求1至7中任意一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被一个或多个处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210362381.2A CN114778884B (zh) | 2022-04-07 | 基于增量式编码器的速度测量方法、装置及电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202210362381.2A CN114778884B (zh) | 2022-04-07 | 基于增量式编码器的速度测量方法、装置及电子设备 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114778884A true CN114778884A (zh) | 2022-07-22 |
| CN114778884B CN114778884B (zh) | 2024-10-29 |
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