CN116892962A - 光电编码器中码盘精度处理方法、光电编码器和校正设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了光电编码器中码盘精度处理方法、光电编码器和校正设备，该方法包括：确定第一码盘从第一刻线旋转到第二刻线，其中，第一码盘和第二码盘在同一电机驱动下进行同轴旋转，第二码盘的分辨率高于第一码盘的分辨率；测量第二码盘旋转的角度，其中，角度为：在第一码盘从第一刻线旋转到第二刻线的情况下，通过第二码盘上的刻线测量得到的角度；根据第二码盘旋转的角度对第一刻线和第二刻线之间的角度值进行调整。通过本申请解决了低精度的光学码盘精度不够影响光学码盘的实际应用的问题，从而在一定程度上提高了低精度光学码盘的精度，扩展了光电编码器的应用范围。
Description
技术领域
本申请涉及到光电编码器领域，具体而言，涉及光电编码器中码盘精度处理方法、光电编码器和校正设备。
背景技术
当物体围绕其轴线旋转时，运动不能简单地被分析为粒子，因为在圆周运动中，它在任何时间（t）都经历变化的速度和加速度。角位移（Angular displacement）是描述物体转动时位置变化的物理量。物体的角位移是指以特定方式围绕指定轴旋转点或线的弧度（度数，转数）的角度。
码盘（encoding disk）是指测量角位移的数字编码器。它具有分辨能力强、测量精度高和工作可靠等优点，是测量轴转角位置的一种最常用的位移传感器。码盘分为绝对式编码器和增量编码器两种，前者能直接给出与角位置相对应的数字码；后者利用计算系统将旋转码盘产生的脉冲增量针对某个基准数进行加减。
码盘编码器依据工作原理可分为光学式、磁式、感应式和电容式。依据其刻度方法以及信号输出形式，可分为增量式、绝对式以及混合式三种。绝对式编码器能直接给出与角位置相对应的数字码，增量编码器利用计算系统将旋转码盘产生的脉冲增量针对某个基准数进行加减，混合式编码器是增量式和绝对式两者的混合。
激光雷达（Laser Radar），是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统。其工作原理是向目标发射探测信号（激光束），然后将接收到的从目标反射回来的信号（目标回波）与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数。在激光雷达中会使用码盘，这种码盘一般采用增量式或混合式，这个两种形式可直接通过方波信号判断角度信息，绝对式输出位置信息一般需要协议传输，通信时间上不允许，因此采用增量式码盘是比较好的选择，比较优的是采用混合式码盘，这种码盘既可以输出0位信号，又可以输出增量信号，在实际应用中使用的较多，例如，单圈混合式码盘。
在实际应用中，根据工作原理可以分为光电编码器、磁性编码器和电容编码器，下面分别对这三种编码器进行介绍。
光电编码器就是由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取并获得信号的一类传感器，主要用来测量位移或角度。图1是根据相关技术中的光电编码器的工作原理示意图，如图1所示，光电编码器在工作时，光投射在码盘上，码盘随运动物体一起旋转，透过亮区的光经过狭缝后由光敏元件接受，光敏元件的排列与码道一一对应，对于亮区和暗区的光敏元件输出的信号，前者为“1”，后者为“0”，当码盘旋转在不同位置时，光敏元件输出信号的组合反映出一定规律的数字量，代表了码盘轴的角位移。
码盘依据材质可以分为：玻璃码盘、金属码盘、塑料码盘等，其中，玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线，其热稳定性及精度可以达到普通标准、一般要求，但容易碎。金属码盘直接以通和不通刻线，不易碎，但由于金属有一定的厚度，精度就有限制，其热稳定性就要比玻璃码盘差一个数量级。塑料码盘是经济型的，其成本低，精度和耐高温达不到高要求，优点是价格相对便宜、精度随刻线和面积提升。
磁性编码器的结构与光电编码器类似，但它利用的是磁场，而非光束。磁性编码器使用磁性码盘替代带槽光电码盘，图2是根据相关技术中的磁性编码器的工作原理示意图，如图2所示，磁性码盘上带有间隔排列的磁极，磁极安装在磁鼓中，磁极之间存在间距，并在一列霍尔效应传感器或磁阻传感器（统称为磁阻元件）上旋转。码盘的任何转动都会使这些传感器产生响应，而产生的信号将传输至信号调理前端电路（例如，放大电路）以确定轴的位置。
电容式编码器主要由三部分组成：转子、固定发射器和固定接收器。电容感应使用条状或线状纹路，一极位于固定元件上，另一极位于活动元件上，以构成可变电容器，并配置成一对接收器/发射器。转子上蚀刻了正弦波纹路，随着电机轴的转动，这种纹路可产生特殊但可预测的信号。随后，该信号经由编码器转换，以计算轴的位置和旋转方向。
图3是根据相关技术中的三种编码器码盘的示意图，如图3所示，电容码盘具有正弦波的纹路，光电码盘和磁性码盘根据各自的特点分别具有相应的结构。对于上述三种码盘来收，感应式和电容式一般输出正弦信号基本需要进一步转换才能得到位置和旋转方向，因此，在激光雷达中一般采用光学式或磁式，这两种形式直接输出方波，该信号可直接作为雷达的发射信号。磁编码器依据磁极对数和磁通量的变化来实现角度信息的输出，受限于工艺磁化的磁极对数有限，依据磁通量变化区分角度信息误差较大。所以，光学式以其高精度、高分辨率成为首选。
在现有技术中高分辨率的光学码盘成本较高，低精度的光学码盘精度不够，这影响了光电编码器的实际应用。
发明内容
本申请实施例提供了光电编码器中码盘精度处理方法、光电编码器和校正设备，以至少解决低精度的光学码盘精度不够影响光学码盘的实际应用的问题。
根据本申请的一个方面，提供了一种光电编码器中码盘精度处理方法，包括：确定第一码盘从第一刻线旋转到第二刻线，其中，第一码盘和第二码盘在同一电机驱动下进行同轴旋转，第二码盘的分辨率高于第一码盘的分辨率；测量第二码盘旋转的角度，其中，角度为：在第一码盘从第一刻线旋转到第二刻线的情况下，通过所述第二码盘上的刻线测量得到的角度；根据第二码盘旋转的角度对第一刻线和第二刻线之间的角度值进行调整。
进一步地，根据第二码盘的旋转角度对第一刻线和第二刻线之间的角度值进行调整包括：对于第一码盘上的所有相邻刻线之间的角度值，均根据第二码盘所测量得到的第一码盘两条相邻刻线之间的角度值进行调整。
进一步地，在对于第一码盘上的所有相邻刻线之间的角度值进行调整之后，方法还包括：获取需要对第一码盘进行倍频的倍数；根据倍数对光信号进行倍频处理。
进一步地，根据倍数对光信号进行倍频处理包括：根据倍数计算需要在第一码盘上相邻刻线之间增加的虚拟刻线，其中，虚拟刻线用于在使用第一码盘实际测量过程中进行计算。
进一步地，在根据倍数对光信号进行倍频处理之后，方法还包括：在对光信号进行倍频处理之后，根据第一码盘上的所有相邻刻线之间的角度值以及在实际测量过程中接收到的光信号计算得到待测量的数据。
进一步地，第二码盘的分辨率是第一码盘分辨率的整数倍。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种光电编码器，光电编码器包括第一码盘和处理器，处理器用于获取根据上述的方法对第一码盘相邻的刻线之间调整之后的角度值，并使用调整后的角度值根据第一码盘在实际测量过程中移动的刻线进行计算。
进一步地，处理器还用于获取进行倍频处理的倍数，根据倍数对光信号进行倍频处理以及根据第一码盘上的所有相邻刻线之间的角度值以及在实际测量过程中接收到的光信号计算得到待测量的数据。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种校正设备，包括：电机；第一码盘和第二码盘，其中，第一码盘和第二码盘在同一电机驱动下进行同轴旋转，第二码盘的分辨率高于第一码盘的分辨率；处理器，用于根据上述的方法使用第二码盘对第一码盘刻线之间的角度进行调整。
根据本申请的另一个方面，还同了一种电子设备，包括存储器和/或处理器；其中，存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，一条或多条计算机指令被处理器执行以实现上述的方法步骤。
在本申请实施例中，采用了确定第一码盘从第一刻线旋转到第二刻线，其中，第一码盘和第二码盘在同一电机驱动下进行同轴旋转，第二码盘的分辨率高于第一码盘的分辨率；测量第二码盘旋转的角度，其中，角度为：在第一码盘从第一刻线旋转到第二刻线的情况下，通过所述第二码盘上的刻线测量得到的角度；根据第二码盘旋转的角度对第一刻线和第二刻线之间的角度值进行调整。通过本申请解决了低精度的光学码盘精度不够影响光学码盘的实际应用的问题，从而在一定程度上提高了低精度光学码盘的精度，扩展了光电编码器的应用范围。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是根据相关技术中的光电编码器的工作原理示意图；
图2是根据相关技术中的磁性编码器的工作原理示意图；
图3是根据相关技术中的三种编码器码盘的示意图；
图4是根据本申请实施例的光电编码器中码盘精度处理方法的流程图；
图5是根据本申请实施例的高精度码盘对低精度码盘进行标定的原理示意图；
图6是根据本申请实施例的标定系统中的硬件示意图；以及，
图7是根据本申请实施例的码盘刻线识别的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
下面首先对以下实施例所涉及到的技术属于进行说明。
PID算法
PID算法（Proportional-Integral-Derivative Algorithm）是一种经典的控制算法，广泛应用于工业自动化领域。它基于对系统误差的比例、积分和微分进行控制，以实现精确的动态控制。PID包含三方面的控制，即比例控制（P）、积分控制（I）和微分控制（D）。其中，比例控制（Proportional Control）：比例控制是PID算法的基本组成部分。它根据当前系统的误差（偏差）与设定值之间的差异，生成一个与误差成比例的控制输出。比例控制的作用是根据误差的大小来提供快速而稳定的响应，使得控制器输出与误差成正比。比例增益参数决定了比例控制的灵敏度，即控制器输出的变化程度。积分控制（IntegralControl）：积分控制是为了消除系统的静态误差而引入的。它对误差的累积进行控制，并生成一个与误差累积值成比例的控制输出。积分控制的作用是在长时间内消除系统的偏差，使得系统能够精确地跟踪设定值。积分增益参数决定了积分控制的影响程度，即控制器输出与误差累积值的关系。微分控制（Derivative Control）：微分控制是为了预测系统的未来变化趋势而引入的。它根据当前误差的变化率生成一个与变化率成比例的控制输出。微分控制的作用是提供对误差变化率的快速响应，使得系统能够更好地调节自身的行为。微分增益参数决定了微分控制的灵敏度，即控制器输出与误差变化率的关系。PID控制器根据上述比例、积分和微分控制的组合生成最终的控制输出。
FPGA
FPGA是英文 Field－Programmable Gate Array 的缩写，即现场可编程门阵列，它是作为专用集成电路（ASIC）领域中的一种半定制电路而出现的，既解决了定制电路的不足，又克服了原有可编程器件门电路数有限的缺点。
在以下实施例中涉及到光学码盘，对于不同的光学码盘其分辨率取决于码盘上的刻线数的多少。下面以增量式码盘为例进行说明。
图7是根据本申请实施例的码盘刻线识别的示意图，如图7所示，增量式编码器是将设备运动时的位移信息变成连续的脉冲信号，脉冲个数表示位移量的大小。
在图7中可以使用一般会输出通道A和通道B 两组光信号，并且有90°的相位差（1/4个周期），同时采集这两组信号就可以计算设备的运动速度和方向。通道A和通道B的信号的周期相同，且相位相差1/4个周期，结合两相的信号值：当B相和A相先是都读到高电平（1，1），再B读到高电平，A读到低电平（1，0），则为顺时针转；当B相和A相先是都读到低电平（0，0），再B读到高电平，A读到低电平（1，0），则为逆时针转。这样就可以通过读出的A相和B相的高低电平的时间来得到转动的速度。绝对式和混合式原理相似，在此不再赘述。
对于码盘的分辨率是指指编码器能够分辨的最小单位。通过图7可以看出，对于增量式编码器，其分辨率表示为编码器转轴旋转一圈所产生的脉冲数，即脉冲数/转（PulsePer Revolution 或PPR）。码盘上透光的刻线的数目其实就等于分辨率，也叫多少线，例如，5-6000 线等。因此，刻线数目越多其分辨率越高，在以下实施方式中，涉及到高分辨率的码盘和低分辨率的码盘，这是相对概念，即存在两个码盘，其中一个码盘的刻线数目多于另一个码盘的刻线数目，则刻线数目多的码盘为高分辨率码盘，刻线数据少的码盘为低分辨率码盘。
通过上述对光学码盘原理的分析可知，光学码盘的问题，主要是由于如下原因导致的：
（1）为实现雷达水平角度的高分辨率，需要码盘细分刻线数足够多（水平角分辨率=360/码盘刻线数），又受雷达体积限制，码盘的半径有一定要求，所以高分辨率码盘对制造工艺很高，制造成本也很高。
（2）高分辨率由于刻线间的缝隙较小，容易被空气中的灰尘脏污，一旦沾染灰尘或者脏污就会导致码盘刻线异常，所以在制造、存储、装配和生产的过程都要求无尘环境。这就导致了光学码盘的稳定性交差，并且对安装环境要求较高。
（3）为了降低成本，也可以采用低分辨率码盘，受成本限制，低分辨率码盘仅保证了角度信息的稳定性，其测量精度会较差，同批次生产的码盘也会存在差异。
对于上述三个原因，只要解决了其中至少之一就可以提高光学码盘稳定性并且在一定程度上降低光学码盘的成本，从而能够提高光学码盘的应用效果。
从上述分析可以看出，低分辨率的码盘测量精度比较差，高分辨率码盘的成本比较高。在以下实施例中提出了一种使用高分辨率码盘对低分辨率码盘进行调整（或者称为校正）的方式，低分辨率码盘在经过调整之后，可以在一定程度上提高测量精度。
在以下实施方式中提供了一种光电编码器中码盘精度处理方法，图4是根据本申请实施例的光电编码器中码盘精度处理方法的流程图，如图4所示，下面就对图4中方法所涉及到的步骤进行说明。
步骤S402，确定第一码盘从第一刻线旋转到第二刻线，其中，第一码盘和第二码盘在同一电机驱动下进行同轴旋转，第二码盘的分辨率高于第一码盘的分辨率。作为一种比较优的实施方式，第二码盘的分辨率可以是第一码盘分辨率的整数倍，这样有利于进行计算。
步骤S404，测量第二码盘旋转的角度，其中，该角度为：在第一码盘从第一刻线旋转到第二刻线的情况下，通过所述第二码盘上的刻线测量得到的角度。
步骤S406，根据第二码盘旋转的角度对第一码盘的第一刻线和第二刻线之间的角度值进行调整。
在上述步骤中，第一码盘是将来要在实际测量中所使用的码盘，第一码盘的分辨率要低于第二码盘，所以第一码盘也被称作是低分辨率码盘，第二码盘也被称作是高分辨率码盘。低分辨率码盘设置多个刻线，相邻的两条刻线之间的角度是相同，可以通过刻线的数量来计算出相邻两条刻线之间的角度，这个角度可以称作预知的角度，但是由于工艺等原因，低分辨率码盘相邻刻线之间的角度可能存在误差，因此，可以使用高分辨率码盘对低分辨率码盘刻线之间的角度进行调整，这样就可以提高低分辨率码盘的精确度，从而扩展了光电编码器的应用。
在进行调整的时候，只要调整了第一码盘任意两条刻线之间的角度均可以提高第一码盘的精确度，为了使得精确度最大程度的提高，可以对于第一码盘上的所有相邻刻线之间的角度值，均根据第二码盘所测量得到的第一码盘两条相邻刻线之间的角度值进行调整。即，对第一码盘上所有的相邻刻线之间的角度均采用图4中示出的步骤进行及调整。
除了对低分辨率码盘所有相邻刻线之间的角度进行调整之外，还可以通过倍频的方式来提高精度，下面对光电编码器的倍频进行说明。
假设光电编码器一圈有N个栅格，理论上电机带动编码器转一圈，只能输出N个信号，通过倍频技术，可以实现转一圈，却能输出N*n个信号，这里的n为倍频数。
以增量式编码器为例，其输出的脉冲波形一般为占空比50%的方波，通道A 和B 相位差为90°。如果只使用通道A计数，并且只捕获通道A的上升沿，则一圈的计数值=码盘的栅格数，即为1倍频（没有倍频）。如果只使用通道A计数，并且捕获了通道A的上升沿和下降沿，则编码器转一圈的计数值翻倍，实现2倍频如果既使用通道A计数，又使用通道B计数，且都捕获了上升沿和下降沿，则实现了4倍频。
假设某个增量式编码器它的分辨率是600PPR，能分辨的最小角度是0.6°，对它进行4 倍频之后就相当于把分辨率提高到了600*4=2400PPR，此时编码器能够分辨的最小角度为0.15°。
由此可见，利用光信号周期的调整，则可以在刻线数量一定的情况下实现分辨率的提高。一个比较容易想到的做法是，直接通过低密度盘刻线之间的持续时间，然后根据需要进行倍频处理。在进行整数倍倍频时，在真实码盘两个刻线之间均匀的插入一定数据N的虚拟刻线，采用以下三种中的任意一种方式进行差值操作：
方式一：依据真实码盘两刻线间的持续时间计算虚拟刻线插值的时间间隔。
通过计时单元准确的计算出真实码盘两刻线间的持续时间，真实刻线触发时，计算和上一个刻线间隔的时间F，依据需要插入的刻线数N计算虚拟刻线计算时间t=（F/（N+1）），通过定时单元实现虚拟刻线的输出。例如，该方式可以应用在如下场景：电机稳定性差的使用方式一进行倍频。
方式二：依据真实码盘旋转一周持续的时间计算虚拟刻线插值的时间间隔。
通过码盘零位刻线准确获取电机旋转一周的时间，码盘零位刻线触发的时候计算和上一次零位触发的时间差T，依据需要插入的线束计算虚拟后总刻线数m=（码盘真实刻线n * （N+1））和虚拟刻线间隔t =T/m ，通过定时单元实现虚拟刻线输出。例如，方式二可以应用在如下场景：电机稳定性较好的使用方式二进行倍频。
方式三：依据电机旋转的频率，计算虚拟刻线插值的时间间隔。
依据电机设计的频率f和虚拟后的总刻线数m计算虚拟刻线的间隔t = 1/（f*m）。例如，方式三可以应用在如下场景：需要保证不丢刻线的操作，需要使用方式三进行倍频。
在进行非整数倍倍频时先根据整数倍进行倍频，再根据实际需求分频。
如果仅仅根据低分辨率码盘的预知角度来进行倍频，会存在问题。这是因为：如果电机的转速是稳定状态的，并且不存在波动，则可以直接统计低密度码盘刻线之间的持续时间，这样也可以进行倍频操作。但是，稳定且不存在波动的电机在实际应用中是很少的，大部分的电机的转速是非稳定状态并且存在波动的，因此，在实际应用时，会出现统计的时间信息不能和角度信息对等的问题。但是采用上述步骤对低分辨率码盘的相邻刻线之间的角度进行调整之后，就可以使用倍频技术了。即在对于第一码盘上的所有相邻刻线之间的角度值进行调整之后，还可以包括：获取需要对第一码盘进行倍频的倍数；根据倍数对光信号进行倍频处理。
为了在进行倍频处理时计算更加方便，在一个可选的实施方式中，可以根据倍数计算需要在第一码盘上相邻刻线之间增加的虚拟刻线，其中，虚拟刻线用于在使用第一码盘实际测量过程中进行计算。
在根据倍数对光信号进行倍频处理之后，就可以使用第一码盘了，即根据第一码盘上的所有相邻刻线之间的角度值以及在实际测量过程中接收到的光信号计算得到待测量的数据。
通过上述步骤，可以使用一个高分辨率码盘对一批低分辨率码盘进行校正，高分辨率码盘的选择可以根据实际精度的需要来进行。在低分辨率码盘被调整之后，即可以应用到光电编码器中，该光电编码器包括第一码盘和处理器，处理器用于获取根据上述的方法对第一码盘相邻的刻线之间调整之后的角度值，并使用调整后的角度值根据第一码盘在实际测量过程中移动的刻线进行计算。以及，处理器还用于获取进行倍频处理的倍数，根据倍数对光信号进行倍频处理以及根据第一码盘上的所有相邻刻线之间的角度值以及在实际测量过程中接收到的光信号计算得到待测量的数据。
另外，还可以还提供了一种校正设备，包括：电机；第一码盘和第二码盘，其中，第一码盘和第二码盘在同一电机驱动下进行同轴旋转，第二码盘的分辨率高于第一码盘的分辨率；处理器，用于根据上述的方法使用第二码盘对第一码盘刻线之间的角度进行调整。
在上述实施例中采用了虚拟码盘技术，其中，虚拟码盘技术用于对低精度码盘进行差值倍频。虚拟码盘技术是依据真实的码盘信号虚拟出比真实码盘信号具有更高分辨率的角度信息数据，即对真实码盘数据进行任意倍数的倍频。需要说明的是，本实施例中的“虚拟刻线”的含义是指：在低分辨率码盘上非真实存在的刻线，其为了计算需要而虚拟出的为了两根真实刻线之间的刻线，虚拟刻线的作用是进行倍频的计算。
图5是根据本申请实施例的高精度码盘对低精度码盘进行标定的原理示意图，如图5所示，在该原理图中涉及到底座支撑、电机、单片机、读数头信号功能、FPGA、多码盘（至少包括高精度码盘和低精度码盘，在实际应用中，可以使用一个高精度码盘同时对多个低精度码盘进行校正，这些码盘均被同一电机带动进行旋转）以及信号参数计算和对比分析功能。下面对图5中所涉及到的各个部分进行分别说明。
底座支撑用于实现对电路板和电机的稳定，保证电机转动的稳定；电机用于同时装配高精度码盘和低精度码盘（高精度码盘的刻线数量多于低精度码盘的刻线数量，并且高精度码盘刻线数量是低精度码盘刻线数量的整数倍），并进行同步转动；单片机用于实现电机驱动，并通过PID算法控制电机的转速稳定；读数头信号用于实现高精度码盘信号和低精度码盘信号的读取；FPGA用于实现对两种码盘信号的获取，高精度码盘信号通过虚拟码盘技术实现虚拟码盘信号的获取；信号参数计算和对比分析功能用于实现对低精度码盘的标定数据获取。
需要说明的是，图5示出了相对高精度码盘对低精度码盘标定的原理图，其中涉及到了硬件和软件功能模块，在实际的设备中，软件功能模块可以使用各种均有计算能力的芯片来实现。图6是根据本申请实施例的标定系统中的硬件示意图，如图6所示，该标定系统所涉及到的硬件可以包括：固定底座、电路板、读数头、电机和多个码盘，其中，电机上方的三根线条中的中间线条可以理解为支撑件。当然，图5和图6仅仅示出的是原理，也可以采用其他的实现方式，在此不再一一赘述。
下面对标定方法进行说明。
在本实施例中，标定方法是通过同一电机安装两个码盘来实现的。即：在同一个电机上安装高精度、高线数的码盘和低精度、低线数的码盘，电机同步带两个的码盘转动，以高精度、高线数的码盘精度对低精度、低线数的刻线逐个标定，标定完成后低线数的码盘同样具有较高的精度。
下面以一个例子来对该标定方法进行说明，该标定方法仍然采用了上述的虚拟码盘技术。在该例子中，假如低精度码盘的精度是6°，也即码盘旋转一圈相应输出60个方波，其中，每个方波对应一个上升沿时刻，如果需要倍频5倍，需要在每个方波的上升沿以及下降沿的中间时间段进行5次上升沿的插值。针对不同的应用场景，采用上述对应的倍频方法进行倍频操作。
需要注意的是，如果电机的转速是稳定状态的，并且不存在波动，则可以直接统计低密度码盘刻线之间的持续时间，这样也可以进行倍频操作。但是，稳定且不存在波动的电机在实际应用中是很少的，大部分的电机的转速是非稳定状态并且存在波动的，因此，在本例子中采用了高精度码盘对低精度码盘的标定，该标定方法可以包括如下的几个步骤。
第一步：对高线数、高精度的码盘利用虚拟码盘技术进一步倍频，降低标定误差。在该步骤中，两个码盘对的越齐则精度越高，标定码盘刻度越细则精度越高。
例如，如果用于标定低密度码盘的高精度码盘是1440，再进一步倍频操作中，可以对1440进行20、30、40甚至更高倍数的倍频操作。
第二步：统计低精度、低线数码盘每两个刻线间高线数、高精度虚拟后的刻线数，依据统计的刻线数计算低精度、低线数码盘每条刻线对应的真实物理角度值。
第三步：依据低线数码盘标定的真实角度值，利用虚拟码盘技术对低线数码盘信号进行倍频，其中，两个刻线需要插入的刻线数由第二步统计数据得出。
第四步：依据实际设计需要对第三步得到的信号进行分频处理。
通过上述进行标定之后，可以解决如下问题：
（1）解决了低密度码盘精度较差的问题。
通过高精度、高线数的码盘在同一个电机上对低精度、低线数的码盘进行标定，准确的标定出来低线数码盘每一条刻线对应的真实的物理角度值，解决低密度码盘不均匀、稳定差的问题。
（2）解决了制造工艺复杂且成本较高的问题。
低密度码盘不考虑均匀性和精度问题，对制造工艺要求较低，成本也是高密度码盘的几十分之一。
（3）解决了分辨率较差，且容易被干扰的问题。
低密度码盘由于刻线间间距较大不容易受灰尘脏污，抗干扰能力强，再依据虚拟码盘技术解决了低密度码盘分辨率较差的问题。
（4）解决了信号稳定性差，制造装配环境要求较高的问题。
低密度码盘不需要在无尘车间存储、装配和生产，降低了环境要求，抗干扰能力强解决了信号稳定差的问题。
在本实施例中，提供一种电子装置，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，处理器被设置为运行计算机程序以执行以上实施例中的方法。
上述程序可以运行在处理器中，或者也可以存储在存储器中（或称为计算机可读介质），计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存（PRAM）、静态随机存取存储器（SRAM）、动态随机存取存储器（DRAM）、其他类型的随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器（CD-ROM）、数字多功能光盘（DVD）或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。
这些计算机程序也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤，对应与不同的步骤可以通过不同的模块来实现。
该本实施例中就提供了这样的一种装置或系统。该装置被称为光电编码器中码盘精度处理装置，该装置包括：确定第一码盘从第一刻线旋转到第二刻线，其中，第一码盘和第二码盘在同一电机驱动下进行同轴旋转，第二码盘的分辨率高于第一码盘的分辨率；测量第二码盘旋转的角度，其中，角度为：在第一码盘从第一刻线旋转到第二刻线的情况下，通过所述第二码盘上的刻线测量得到的角度；根据第二码盘旋转的角度对第一刻线和第二刻线之间的角度值进行调整。
该装置可以作为软件运行在处理器中，该处理器可以是中央处理器（CPU）、FPGA、单片机等。
该系统或者装置用于实现上述的实施例中的方法的功能，该系统或者装置中的每个模块与方法中的每个步骤相对应，已经在方法中进行过说明的，在此不再赘述。
在上述实施例中，通过高精度、高线数的码盘对低线数、低精度的码盘进行精度标定，再依据虚拟码盘技术实现雷达水平角度的高分辨率，同步降低了生产、制造、存储过程中的环境要求，降低了生产成本，提高了稳定性，抗干扰能力。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (10)
1.一种光电编码器中码盘精度处理方法，其特征在于，包括：
确定第一码盘从第一刻线旋转到第二刻线，其中，所述第一码盘和第二码盘在同一电机驱动下进行同轴旋转，所述第二码盘的分辨率高于所述第一码盘的分辨率；
测量所述第二码盘旋转的角度，其中，所述角度为：在所述第一码盘从所述第一刻线旋转到所述第二刻线的情况下，通过所述第二码盘上的刻线测量得到的角度；
根据所述第二码盘旋转的角度对所述第一刻线和所述第二刻线之间的角度值进行调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第二码盘的旋转角度对所述第一刻线和所述第二刻线之间的角度值进行调整包括：
对于所述第一码盘上的所有相邻刻线之间的角度值，均根据所述第二码盘所测量得到的所述第一码盘两条相邻刻线之间的角度值进行调整。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在对于所述第一码盘上的所有相邻刻线之间的角度值进行调整之后，所述方法还包括：
获取需要对所述第一码盘进行倍频的倍数；
根据所述倍数对光信号进行倍频处理。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述倍数对光信号进行倍频处理包括：
根据所述倍数计算需要在所述第一码盘上相邻刻线之间增加的虚拟刻线，其中，所述虚拟刻线用于在使用所述第一码盘实际测量过程中进行计算。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在根据所述倍数对所述光信号进行倍频处理之后，所述方法还包括：
在对所述光信号进行倍频处理之后，根据所述第一码盘上的所有相邻刻线之间的角度值以及在实际测量过程中接收到的光信号计算得到待测量的数据。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二码盘的分辨率是所述第一码盘分辨率的整数倍。
7.一种光电编码器，其特征在于，所述光电编码器包括第一码盘和处理器，所述处理器用于获取根据权利要求1至2任一项所述的方法对所述第一码盘相邻的刻线之间调整之后的角度值，并使用所述调整后的角度值根据所述第一码盘在实际测量过程中移动的刻线进行计算。
8.根据权利要求7所述的光电编码器，其特征在于，所述处理器还用于获取进行倍频处理的倍数，根据所述倍数对光信号进行倍频处理以及根据所述第一码盘上的所有相邻刻线之间的角度值以及在实际测量过程中接收到的光信号计算得到待测量的数据。
9.一种校正设备，其特征在于，包括：
电机；
第一码盘和第二码盘，其中，所述第一码盘和第二码盘在同一电机驱动下进行同轴旋转，所述第二码盘的分辨率高于所述第一码盘的分辨率；
处理器，用于根据权利要求1至4任一项所述的方法使用所述第二码盘对所述第一码盘刻线之间的角度进行调整。
10.一种电子设备，包括存储器和/或处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现权利要求1至6任一项所述的方法步骤。
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