DE10155848A1

DE10155848A1 - Linearpositionssensor

Info

Publication number: DE10155848A1
Application number: DE10155848A
Authority: DE
Inventors: Roger Fane Sewell
Original assignee: Caterpillar Inc
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2002-07-04
Also published as: JP3943924B2; JP2002257536A; US20020111766A1; US6556946B2

Abstract

Eine Vorrichtung und Verfahren zur Bestimmung einer Linearposition eines bewegbaren Gliedes mit einem darauf angeordneten Code werden offenbart. Der Code weist eine Abfolge von Datenfeldern mit mindestens n Zeichen und einem Rahmensynchronisationssymbol in vorbestimmten Intervallen in dem Code auf. Ein Sensor liest den Code auf einem vorbestimmten Teil des bewegbaren Gliedes. Der vorbestimmte Teil des Gliedes weist Code mit mindestens einem Rahmensynchronisationssymbol und n Zeichen auf. Der Sensor überträgt ein Datensignal als eine Funktion des gelesenen Codes. Eine Verarbeitungsvorrichtung ist mit dem Sensor gekoppelt, um das Datensignal aufzunehmen. Die Verarbeitungsvorrichtung überträgt ein Positionssignal als eine Funktion des Datensignals, wobei das Positionssignal die Linearposition des bewegbaren Gliedes anzeigt.

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf die Bestimmung der Position ei nes bewegbaren Gliedes und insbesondere auf die Bestimmung der Linear position eines bewegbaren Gliedes.

Hintergrund

Die Bestimmung einer Linearposition eines bewegbaren Gliedes hat eine Vielzahl von Anwendungen. Um beispielsweise die Position eines Werkzeu ges einer Arbeitsmaschine zu kennen, wie beispielsweise des Schildes eines Motorgraders bzw. Straßenhobels oder einer Schaufel eines Radladers oder Baggers, wird die Ausfahrbewegung bzw. Ausdehnung eines Hydraulikzylin ders oft gemessen, der die Position des Schildes bzw. der Schaufel steuert. Diese Hydraulikzylinder sind oft ziemlich lang, wobei sie bis zu mehreren Metern an Länge erreichen.

In der Vergangenheit sind herkömmliche Strichcodemarkierungen auf den Stangen von Hydraulikzylindern angeordnet worden. Durch Lesen des Strichcodes kann die Position der Stange innerhalb des Zylinders bestimmt werden.

Ein Problem bei diesem System ist, daß komplexe Markierungen typischer weise erforderlich sind, um die signifikante bzw. ganze Länge der Stange abzudecken (um ausreichende Permutationen oder Veränderungen des Codes zu liefern). Diese komplexen Markierungen erfordern relativ große Mengen an Verarbeitungsleistung zur Decodierung. Die Verarbeitungslei stung kann reduziert werden durch einen weniger komplexen Code, dies hat jedoch typischerweise zur Folge, daß eine kürzere Länge der Stange durch den Code markiert wird (da der Code keine weiteren Kombinationen liefern kann).

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung sieht eine Vorrichtung und Verfahren vor, um eine Linearposition eines bewegbaren Gliedes zu bestimmen, auf dem ein Code angeordnet ist. Der Code weist eine Abfolge von Datenfeldern mit minde stens n Zeichen auf und weist ein Rahmensynchronisationssymbol in vor bestimmten Intervallen im. Code auf. Ein Sensor liest den Code an einem vorbestimmten Teil des bewegbaren Gliedes. Der vorbestimmte Teil des Gliedes weist einen Code mit mindestens einem Rahmensynchronisations symbol und n Zeichen auf. Der Sensor überträgt ein Datensignal als eine Funktion des gelesenen Codes. Eine Verarbeitungsvorrichtung ist mit dem Sensor gekoppelt, um das Datensignal aufzunehmen. Die Verarbeitungsvor richtung überträgt ein Positionssignal als eine Funktion des Datensignals, wobei das Positionssignal die Linearposition des bewegbaren Gliedes an zeigt.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Abbildung von verschiedenen Zeichen eines Codes, die zur Markierung eines bewegbaren Gliedes gemäß eines Aus führungsbeispiels der Erfindung verwendet werden.

Fig. 2 ist eine markierte Stange gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Fig. 3 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Linearposition der Stange gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

Detaillierte Beschreibung

Fig. 1 ist eine Abbildung von mehreren Zeichen 10 eines Codes, der zur Markierung eines (nicht gezeigten) bewegbaren Gliedes verwendet wird, wie beispielsweise einer Stange eines Hydraulikzylinders, und zwar gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Jedes Zeichen 10 hat typischerweise eine vorbestimmte Breite W und eine Höhe H und ist mit dem bewegbaren Glied ausgerichtet, so daß die Breite W parallel zur Bewegungsachse der Stange ist.

Die Höhe H von jedem Zeichen kann so ausgewählt werden, daß sie einen geeigneten Umfang der Stange abdeckt, so daß die Drehung der Stange während der normalen Anwendung nicht die Zeichen 10 aus dem Sichtfeld eines (nicht gezeigten) Sensors entfernen wird. Die Höhe H kann ausrei chend sein, um vollständig um die Stange herum zu laufen, beispielsweise ein Ring um den Umfang herum, oder sie kann nur einen Teil des Umfangs abdecken.

Jedes Zeichen 10 des Codes weist typischerweise einen ersten vorbestimm ten Teil der Breite W mit einer ersten Farbe auf, wie beispielsweise weiß, und einen zweiten vorbestimmten Teil der Breite W einer zweiten Farbe, wie beispielsweise schwarz. Andere Farben könnten auch ausgewählt werden. Somit existiert beispielsweise ein Übergang von weiß zu schwarz irgendwo innerhalb der Breite von jedem Zeichen 10 (mit der möglichen Ausnahme von Rahmensynchronisationszeichen).

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Trinärcode (Basis 3) verwendet, obwohl andere Basen, entweder mehr oder weniger, verwendet werden könnten, wie geeignet. Beispielsweise wird eine "Null" 10a als erster Teil (A-B beispielsweise) als weiß abgebildet, wobei ein zwei ter Teil, wie beispielsweise ein Endteil (B-E beispielsweise) schwarz ist. Eine "Eins" 10b wird als ein erster Teil (A-C beispielsweise) als weiß abgebildet, wobei ein zweiter Teil (C-E beispielsweise) schwarz ist. Eine "Zwei" 10c wird als erster Teil (A-D beispielsweise) als weiß abgebildet, und ein zweiter Teil (D-E beispielsweise) ist dabei schwarz. In anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung können die Teile von jedem Zeichen 10 (auch als "Trit" für ei nen Basis-3-Code bekannt), die schwarz und weiß sind, bewegt werden oder in anderer Weise eingestellt werden, wie erforderlich.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein erster Teil (A-B) von jedem Trit 10 weiß sein, wobei ein zweiter Teil (D-E) schwarz ist. Diese Teile können als Clock- bzw. Taktsignale angesehen werden und definieren die Anfangs- und Endpunkte von jedem Trit 10.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden sieben Trits 10 verwen det, um ein (nicht gezeigtes) Datenfeld zu definieren, obwohl eine größere oder kleinere Anzahl von Trits 10 ebenfalls verwendet werden könnte.

Jedes Datenfeld wird durch ein Rahmensynchronisationssymbol ("FSS") 12 definiert. Das Rahmensynchronisationssymbol 12 ist typischerweise von der gleichen Breite W und Höhe H wie die Trits 10, ist jedoch einfarbig, wie bei spielsweise schwarz. Fig. 2 ist eine markierte Stange 20 gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die Länge der Stange 20, die zu mes sen ist, ist mit einer Abfolge von Datenfeldern markiert, denen das Rahmen synchronisationssymbol 12 vorausgeht und/oder folgt. Jedes Datenfeld wird typischerweise aus einer einzigartigen Kombination von Trits 10 aufgebaut.

Fig. 3 ist eine Vorrichtung 30 zur Bestimmung der Linearposition der Stan ge 20 gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. Die Stange 20 ist mit dem oben beschriebenen Code markiert, der aus mehreren Trits 10 be steht, denen ein Rahmensynchronisationssymbol 12 vorausgeht und/oder folgt.

Gemäß eines Ausführungsbeispiels der Erfindung überträgt eine Lichtquelle 32 ein Licht auf den Teil der Stange 20, die mit den Trits 10 markiert ist. Die Lichtquelle 32 kann weggelassen werden, wenn genügend Umgebungslicht existiert. Ein Sensor 34 liest die Größe der Helligkeit der Trits 10 gegenüber einem vorbestimmten Teil der Stange 20, wie beispielsweise einer Breite von 8.W. Dies gestattet typischerweise, daß der Sensor 34 sieben Trits 10 und ein Rahmensynchronisationssymbol 12 liest. Der Sensor 34 überträgt ein Datensignal DATA als eine Funktion der Helligkeit der gelesenen Trits 10.

Eine Verarbeitungsvorrichtung 36 ist mit dem Sensor 34 gekoppelt, um das Datensignal DATA aufzunehmen. Die Verarbeitungsvorrichtung 36 kann ir gendeine von einer Vielzahl von dem Fachmann bekannten geeigneten Vor richtungen sein, wie beispielsweise ein Mikroprozessor oder eine Steuervor richtung. Die Verarbeitungsvorrichtung 36 überträgt ein Positionssignal POS als eine Funktion des Datensignals. Das Positionssignal zeigt die Linearpo sition der Stange 20 an.

Mit Bezug auf Fig. 1 baut bei der Bestimmung des Positionssignals POS in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Verarbeitungsvorrichtung 36 eine virtuelle erste Vorlage oder Maske 38 auf. Die erste Maske 38 weist typischerweise m Abschnitte auf (von denen einer in Fig. 1 gezeigt ist) wo bei jeder Abschnitt einen Teil oder Teile hat, die zu denen der Trits 10 pas sen. Da beispielsweise jedes der Trits 10 einen weißen Teil (A-B) und einen schwarzen Teil (D-E) aufweist, kann dies die erste Maske 28 ebenfalls tun. Somit ist erste Maske 38 im Endeffekt aus jeweiligen Teilen von n Zeichen des Codes.

Zusätzlich kann die erste Maske 38 einen dritten Teil (B-D) aufweisen, der eine dritte oder andere Farbe hat, wie beispielsweise grau, obwohl andere Farben ausgewählt werden könnten falls geeignet. Dieser dritte Teil (B-D) ist der Teil der Trits 10, der nicht für alle Trits 10 gleich ist, ist beispielsweise für eine "Null" schwarz, ist halb schwarz und halb weiß für eine "Eins" und ist ganz weiß für eine "Zwei". Typischerweise wird m die Anzahl der Zeichen in dem Datenfeld +1 sein, beispielsweise in unserem Beispiel 8, obwohl m an dere geeignete Werte haben kann.

Im Endeffekt liegt die Verarbeitungsvorrichtung 36 über der ersten Maske 38 mit dem Leseteil des Codes. Die Verarbeitungsvorrichtung 36 ordnet jedem Helligkeitspegel einen Wert zu. Beispielsweise kann schwarz einen Wert von negativ Eins ("-1") haben, grau kann einen Wert von Null ("0") haben, und weiß kann einen Wert von Eins ("1") haben. Andere Werte können ausge wählt werden, jedoch arbeitet der Wert Null am besten für die grauen Ab schnitte, wie unten klar werden wird, wobei die Werte für schwarz und weiß eine gleiche Größe jedoch ein entgegengesetztes Vorzeichen haben.

Die Verarbeitungsvorrichtung 36 führt eine Korrelation zwischen der Maske 38 und dem Lesecode aus, und zwar in irgendeiner von einer Vielzahl dem Fachmann bekannten Arten. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung bildet die Verarbeitungsvorrichtung 36 eine Summe:

wobei
x_i die Helligkeit der Maske gegenüber einem vorbestimmten Abschnitt des Lesecodes aufweist, und wobei
y_i die Helligkeit des Lesecodes gegenüber dem vorbestimmten Abschnitt aufweist.

Die Maske wird dann inkrementell bzw. schrittweise über den Abschnitt des Lesecodes bewegt, und die Summierung wird wiederholt.

Wegen den oben zugeordneten Werten wird die Summe einen maximalen Wert haben, wo der weiße Teil der Maske (A-B) sich mit einem weißen Teil des Trits 10 ausrichtet, und wo der schwarze Teil der Maske (D-E) sich mit einem schwarzen Teil des Trits 10 ausrichtet. Geringfügig vereinfacht wäre mathematisch die Summe (1.1), (weiß auf weiß) plus (-1.-1), (schwarz auf schwarz). Wo ein weißer Teil der Maske über einem schwarzen Teil des ge lesenen Codes liegt (oder farbmäßig umgekehrt) wäre die Summe eine ne gative Zahl: -1.+1 oder umgekehrt. Somit hat die Summe einen maximalen Wert, wo jeder Abschnitt 38 m der ersten Maske 38 mit den Kanten des Trits 10 ausgerichtet ist.

Unter Verwendung eines Wertes von Null für den grauen Teil des Masken abschnittes 38 m bewirkt die Verarbeitungsvorrichtung 36, daß der Teil der Trits 10 zwischen B-D ignoriert (ausgenullt) wird, wo die Trits 10 nicht iden tisch sind. Somit bestimmt die Verarbeitungsvorrichtung 36 die Lage der Clock- bzw. Taktsignalteile der Trits (A-B und D-E).

Wenn man die beste Stelle der ersten Maske gegenüber dem aufgenomme nen Bild bestimmt hat, kann jedes Trit nun einzeln decodiert werden durch Vergleich der Korrelation des aufgenommenen Bildes mit Versionen der Maske, in denen der Grauteil für ein Trit entweder durch das Muster ent sprechend einer Rahmensynchronisation, eine 0, eine 1 oder eine 2 ersetzt wurde; der Wert, der die größte Korrelation ergibt, wird anfänglich als der korrekt decodierte Wert dieses Trits genommen.

Durch Lesen des Wertes der Trits 10 des gelesenen Codes weiß die Verar beitungsvorrichtung 36 die lineare Position der Stange 20 außer bei einem Problem. Wenn die Verarbeitungsvorrichtung "0120120" für die sieben Trits 10 in dem ausgelesenen Code liest, gibt es keinen einfachen Weg zur Be stimmung, ob die Stange 20 an der Stelle ist, die durch das Datenfeld "0120120" festgelegt wird, oder ob sie an der Stelle ist, wo ein Datenfeld mit "0" endet und das nächste Datenfeld mit "120120" beginnt, oder ob sie an einer Stelle ist, wo ein Datenfeld endet "01" und das nächste Datenfeld be ginnt "20120", usw. Die Bestimmung der Lage des Rahmensynchronisati onssymbols 12 innerhalb des Lesecodes jedoch löst dieses Problem. Diese Bestimmung kann auf zwei Arten vorgenommen werden, die dem Fachmann bekannt sind.

Das Rahmensynchronisationssymbol 12 wird den Wert der oben besproche nen Summenkorrelation senken, jedoch sollte diese Senkung gleichförmig für jede Summe sein, und zwar unter der Annahme, daß ein Rahmensyn chronisationssymbol 12 in jedem gelesenen Code/Masken-Vergleich ist.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Verarbeitungsvorrich tung 36 die wahrscheinlichste Lage auswählen, wenn kein Rahmensynchro nisationssymbol 12 in dem Lesecode auf dem vorbestimmten Teil der Stan ge 20 detektiert wird, und wird diese Lage als das Rahmensynchronisations symbol 12 behandeln (gezwungen). Wenn mehr als ein Rahmensynchroni sationssymbol 12 detektiert wird, dann muß eines von ihnen ein Fehler sein, und zwar bei gegebener Tatsache, daß nur eine Breite von 8.W des Codes gelesen worden ist, und daß ein Rahmensynchronisationssymbol 12 alle acht Zeichen in dem obigen Beispiel auftritt.

Zusätzliche Betrachtungen für die obigen Ausführungsbeispiele der Erfin dung können in der Wirklichkeit benötigt werden. Beispielsweise, daß der Hydraulikzylinder, in dem die Stange 20 gelegen ist, typischerweise mit Hy draulikströmungsmittel oder einem anderen Medium gefüllt ist. Dieses Strö mungsmittel verändert die Reflexionseigenschaften des Codes, was oft das Bild verzerrt, das vom Sensor 34 aufgenommen wird.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verzerrt die Verarbeitungsvor richtung die Maske in irgendeiner von einer Vielzahl von bekannten Arten, die dem Fachmann bekannt sind. Somit werden mit Bezug auf Fig. 1 der scharfe Übergang von weiß auf schwarzgrau am Punkt B des Maskenab schnittes 38 m und der Übergang von scharfgrau auf schwarz am Punkt D allmählich schattierende Veränderungen. Die allmählich schattierenden Ver änderungen können unterschiedlichen Werten für die oben beschriebene Korrelationssumme zugeordnet werden. Eine typische Art eines Sensors 34, der dem Fachmann bekannt ist, hat eine Grauskala von 0 bis 4095. Somit kann zu Zwecken der Korrelationssummierung dunkelgrau einen Wert von -0,9 haben, mittelgrau kann einen Wert von -0,6 haben und hellgrau kann einen Wert von beispielsweise +0,3 haben. Andere Werte können ausge wählt werden, falls geeignet.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann es wünschenswert sein, dynamisch die Verarbeitungsvorrichtung 36 bezüglich des Helligkeitspegels zu kalibrieren, das vom Sensor 34 aufgenommen wird. Wenn beispielsweise das Strömungsmittel im Zylinder insbesondere dunkel ist, kann auch ein weißer Teil eines Trits als 600 auf der Grauskala von 0 bis 4095 gelesen werden. Ein Weg zur Kompensation dafür ist es, den Helligkeitsbereich zu bestimmen, der von dem Sensor über den Teil des gelesenen Codes emp fangen wurde, und willkürlich den dunkelsten empfangenen Grauskalenwert zu bestimmen, so daß er als "schwarz" angesehen wird, und den hellsten Grauskalenwert, so daß er als "weiß" angesehen wird.

Um weiterhin leicht schwarz als einen Wert von -1 ansehen zu lassen und weiß als einen Wert von +1, und zwar durch Subtrahieren des Durchschnit tes der hellsten und dunkelsten Grauskalenwerte, verschiebt die Verarbei tungsvorrichtung effektiv die Grauskala von (0 bis X) bis (-1/2X bis 1/2X). Dies gestattet, daß das Graugebiet (B-D) des Maskensegmentes 38 m eine Null ist. Im Endeffekt entfernt diese Technik die DC- bzw. Gleichstromkom ponente der Helligkeit des Bildes. Andere Techniken, die dem Fachmann bekannt sind, können ebenfalls verwendet werden.

Eine zweite Art der Verzerrung, die auftreten kann, geschieht aufgrund der Bewegung der Stange 20. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann die Verarbeitungsvorrichtung 36 die Maske 38 auf Arten verzerren, die dem Fachmann bekannt sind, um zur Verzerrung des gelesenen Codes aufgrund der Bewegung der Stange zu passen. Dies erfordert, daß die Verarbeitungs vorrichtung 36 eine Abschätzung der Geschwindigkeitsbewegung der Stange 20 hat, die berücksichtigt wird, und zwar auf irgendeine von einer Vielzahl von Arten, die dem Fachmann bekannt ist.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine zweite (nicht gezeig te) Maske verwendet werden, um die Position der Stange 20 zu bestimmen. Die zweite Maske wird typischerweise verwendet, nachdem die Lage der Stange 20 gemäß des oben beschriebenen Verfahrens bestimmt wurde. So bald die Werte der Trits 10, die von dem Sensor 34 gelesen werden, be kannt sind, baut die Verarbeitungsvorrichtung 36 die zweite Maske auf. Die zweite Maske besteht aus der ersten Maske, außer daß dort, wo grau in der ersten Maske (B-D) für jedes Segment 38 m war, die tatsächliche Farbe von dem Trit 10 in diesem Segment eingeführt wird. Somit kann eine bessere Korrelation erreicht werden, da eine Probe von größerer Größe verwendet wird. Die Korrelationssumme wird andernfalls in ähnlicher Weise ausgeführt, wie oben beschrieben, einschließlich der Verzerrung, falls geeignet, und dies wird nicht wiederholt.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein "kurzes" Verfahren zur Bestimmung der linearen Position der Stange 20 verwendet werden. Das kurze Verfahren hängt davon ab, ob man die Position der Stange 20 inner halb eines gewissen vorbestimmten relativ kleinen Bereiches auf der Grundlage der zuvor bestimmten Positionen der Stange 20 vorhersagen kann. Eine solche Vorhersage kann ein Modell verwenden, das Grenzen bei der möglichen Geschwindigkeit, Beschleunigung und/oder eines Sprungs bzw. eines Stoßes (der Zeitableitung der Beschleunigung) der Stange 20 setzt, und zwar basierend auf vorherigen bekannten Positionen, Geschwin digkeiten usw.

Wenn das frühere Verhalten der Stange 20 bekannt ist, kann die Verarbei tungsvorrichtung 36 eine Maske 38 für die Trits 10 erzeugen, von denen man erwartet bzw. weiß, daß sie in dem möglichen Bereich sind, in dem die Stan ge 20 erwartungsgemäß ist, und verschiebt die Maske 38, bis eine entspre chende Korrelation gefunden wurde. Eine hohe Sampling- bzw. Aufnahme frequenz für den Sensor 34 wird die möglichen Positionen der Stange 20 verringern.

In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein vorbestimmter Grad einer Korrelation erforderlich, bevor die Position der Stange 20 als bekannt ange sehen wird. Beispielsweise wird die bestimmte Position der Stange 20 nicht als genau angesehen werden, außer wenn folgendes gilt:
∅ < 26° wobei gilt

Andere Zahlen können auch als eine Grenze für Durchmesserzeichen ge wählt werden.

Industrielle Anwendbarkeit

Die hier beschriebene Erfindung kann fast überall verwendet werden, wo die Linearbewegung eines bewegbaren Gliedes erwünscht ist. Sie kann bei der Bestimmung der Position von Hydraulikzylindern bei Bau- und Erdbewe gungsmaschinen eingesetzt werden, bei Roboteranwendungen und/oder bei einer großen Vielzahl von anderen Anwendungen, die dem Fachmann be kannt sind.

Aus dem Vorangegangenen wird klar werden, daß verschiedene Ausfüh rungsbeispiele beispielhaft und nicht einschränkend offenbart wurden. Ent sprechend wird die Erfindung außer durch die beigefügten Ansprüche nicht eingeschränkt.

Claims

1. Vorrichtung zur Bestimmung einer linearen Position eines bewegba ren Gliedes, die folgendes aufweist:
ein bewegbares Glied mit einem Code, der darauf angeordnet ist, wo bei der Code eine Abfolge von Datenfeldern aufweist, die jeweils min destens n Zeichen haben und ein Rahmensynchronisationssymbol in vorbestimmten Intervallen in dem Code aufweisen;
einen Sensor, der betreibbar ist, um den Code an einem vorbestimm ten Teil des bewegbaren Gliedes zu lesen, wobei der vorbestimmte Teil des Gliedes einen Code mit mindestens einem Rahmensynchro nisationssymbol und n Zeichen aufweist, und der betreibbar ist, um ein Datensignal als eine Funktion des gelesenen Codes zu übertra gen; und
eine Verarbeitungsvorrichtung, die mit dem Sensor gekoppelt ist, um das Datensignal aufzunehmen, und die betreibbar ist, um ein Positi onssignal als eine Funktion des Datensignals zu übertragen, wobei das Positionssignal die Linearposition des bewegbaren Gliedes an zeigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsvorrichtung be treibbar ist, um eine erste Maske zu bestimmen, um die erste Maske mit dem Code auf dem vorbestimmten Teil des bewegbaren Gliedes auszurichten, und zwar als eine Funktion einer Korrelationsformel.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Maske jeweilige Teile der n Zeichen des Codes aufweist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Maske jeweilige verzerr te Teile der n Zeichen des Codes aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Korrelationsformel folgendes aufweist:
wobei
x_i die Helligkeit der Maske gegenüber einem vorbestimmten Abschnitt des vorbestimmten Teils des bewegbaren Gliedes aufweist, und wobei
y_i die Helligkeit des gelesenen Codes über dem vorbestimmten Ab schnitt des vorbestimmten Teils des bewegbaren Gliedes aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsvorrichtung be treibbar ist, um eine zweite Maske zu bestimmen und die zweite Mas ke mit dem Code auf dem vorbestimmten Teil des bewegbaren Glie des als eine Funktion einer Korrelationsformel auszurichten.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die zweite Maske n Zeichen des Codes aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die zweite Maske verzerrte n Zei chen des Codes aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei jedes Zeichen des Codes eine vorbestimmte Breite in Richtung der Bewegung des bewegbaren Glie des aufweist, wobei die vorbestimmte Breite einen ersten vorbestimm ten Teil mit einer ersten Farbe und einen zweiten vorbestimmten Teil mit einer zweiten Farbe aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Rahmensynchronisations symbol eine vorbestimmte Breite in Bewegungsrichtung des bewegba ren Gliedes einer einzigen Farbe aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Verarbeitungsvorrichtung be treibbar ist, um die erste Maske als eine Funktion von einer letzten bekannten Linearposition des bewegbaren Gliedes zu bestimmen und auszurichten.

12. Verfahren zur Bestimmung einer linearen Position eines bewegbaren Gliedes mit einem darauf angeordneten Code, wobei der Code eine Abfolge von Datenfeldern aufweist, die mindestens n Zeichen hat, und ein Rahmensynchronisationssymbol in vorbestimmten Intervallen in dem Code aufweist, wobei das Verfahren folgendes aufweist:
Lesen des Codes auf einem vorbestimmten Teil des bewegbaren Gliedes, wobei der vorbestimmte Teil des Gliedes einen Code mit mindestens einem Rahmensynchronisationssymbol und n Zeichen aufweist;
Ausrichten einer ersten Maske mit dem gelesenen Code einer Funkti on einer Korrelationsformel; und
Bestimmung einer Linearposition des bewegbaren Gliedes als eine Funktion der Ausrichtung der ersten Maske, wenn die Korrelations formel eine vorbestimmte Charakteristik hat.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die erste Maske jeweilige Teile der n Zeichen des Codes aufweist.

14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die erste Maske jeweilige verzerr te Teile der n Zeichen des Codes aufweist.

15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Korrelationsformel folgendes aufweist:
wobei
x_i die Helligkeit der Maske über einen vorbestimmten Abschnitt des vorbestimmten Teils des bewegbaren Gliedes aufweist, und wo bei
y_i die Helligkeit des gelesenen Codes über dem vorbestimmten Ab schnitt des vorbestimmten Teils des bewegbaren Gliedes aufweist.

16. Verfahren nach Anspruch 12, das weiter das Ausrichten einer zweiten Maske mit dem gelesenen Code als eine Funktion einer Korrelations formel aufweist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die zweite Maske n Zeichen des Codes aufweist.

18. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die zweite Maske verzerrte n Zei chen des Codes aufweist.

19. Verfahren nach Anspruch 12, wobei jedes Zeichen des Codes eine vorbestimmte Breite in Bewegungsrichtung des bewegbaren Gliedes aufweist, wobei die vorbestimmte Breite einen ersten vorbestimmten Teil mit einer ersten Farbe und einen zweiten vorbestimmten Teil mit einer zweiten Farbe aufweist.

20. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Rahmensynchronisations symbol eine vorbestimmte Breite in Bewegungsrichtung des bewegba ren Gliedes einer einzigen Farbe aufweist.

21. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Ausrichtung der ersten Maske mit dem gelesenen Code als eine Funktion einer Korrelationsformel das Ausrichten der ersten Maske mit dem gelesenen Code als eine Funktion einer Korrelationsformel und einer letzten bekannten Linear position des bewegbaren Gliedes aufweist.