KR20180114743A - Absolute encoder, method for generating look-up table of sinusoidal wave, and method for detecting absolute angle using the same - Google Patents

Absolute encoder, method for generating look-up table of sinusoidal wave, and method for detecting absolute angle using the same Download PDF

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KR20180114743A
KR20180114743A KR1020170046821A KR20170046821A KR20180114743A KR 20180114743 A KR20180114743 A KR 20180114743A KR 1020170046821 A KR1020170046821 A KR 1020170046821A KR 20170046821 A KR20170046821 A KR 20170046821A KR 20180114743 A KR20180114743 A KR 20180114743A
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전재욱
후안 하 뉴엔
박재완
녹 콩 투옹 트란
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

Disclosed are an absolute encoder, a method for generating a lookup table of an orthogonal sine wave of an absolute encoder, and an absolute angle detection method using the same. The absolute encoder according to the present invention includes at least one rotary shaft, at least one magnetic sensor detecting a change in the magnetic force of at least one bipolar or multi-polar magnet provided on each of the one or more rotary shafts, and a control unit generating a signal of the one or more magnetic sensors by a lookup table. The output signal is divided into a sine wave and a cosine wave for intersection point detection. A first intersection point and a second intersection point at which the output values of the sine wave and the cosine wave are larger than 0 are set as one period. The single period is divided into four sections. One of the sine wave and the cosine wave is linearized for each of the four sections. As a result, the relationship between the output value and the phase can be generated by the lookup table. According to the present invention, the output signal is linearized by being divided into the four sections, and then the linearized component is applied to the lookup table for detection of the absolute angle of each axis. Accordingly, it is possible to obtain the absolute angle stably with respect to noise.

Description

앱솔루트 엔코더, 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블 생성 방법 및 이를 이용한 절대각도 검출방법{ABSOLUTE ENCODER, METHOD FOR GENERATING LOOK-UP TABLE OF SINUSOIDAL WAVE, AND METHOD FOR DETECTING ABSOLUTE ANGLE USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of generating a lookup table of an orthogonal sine wave of an absolute encoder and an absolute encoder and an absolute angle detecting method using the same.

본 발명은 한 주기의 직교 정현파를 4개의 선형 구간으로 구분하여 룩업테이블을 생성하고, 생성된 룩업테이블을 이용하여 절대각도를 검출하는 앱솔루트 엔코더, 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블 생성 방법 및 이를 이용한 절대각도 검출방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of generating an orthogonal sine wave lookup table of an absolute encoder, an absolute encoder that generates a lookup table by dividing an orthogonal sinusoidal wave of one period into four linear sections, and detects an absolute angle using the generated lookup table, And an absolute angle detection method.

엔코더(encoder)는 회전하는 물체의 회전 각속도와 위치를 검출하기 위한 장치로, 회전을 검출하는 방법에 따라 광학식 엔코더와 자기식 엔코더로 구분할 수 있다. 또한, 엔코더는 일정한 기준과의 상대적 위치를 측정하는 인크리멘탈(incremental) 엔코더와 전원 공급 없이 절대적인 위치를 측정할 수 있는 앱솔루트(absolute) 엔코더로 구분할 수 있다. An encoder is an apparatus for detecting the rotational angular velocity and position of a rotating object, and can be divided into an optical encoder and a magnetic encoder according to a method of detecting rotation. In addition, an encoder can be classified into an incremental encoder that measures a relative position with respect to a certain reference and an absolute encoder that can measure an absolute position without a power supply.

자기식 엔코더는 회전하는 물체와 함께 회전하는 자성체를 이용하여 회전 각속도와 회전 위치를 검출할 수 있는 출력 신호를 생성하고, 출력 신호는 회전하는 자기장을 자기센서로 측정하여 사인파(sine wave)와 코사인파(cosine wave)의 쌍으로 구성되고, 사인파와 코사인파의 위상으로부터 회전 위치와 회전 속도를 검출할 수 있다. The magnetic encoder generates an output signal capable of detecting a rotational angular velocity and a rotational position by using a magnetic body rotating together with a rotating object. The output signal measures a rotating magnetic field with a magnetic sensor and generates a sine wave and a cosine And a pair of cosine waves. The rotation position and the rotation speed can be detected from the phases of the sine wave and the cosine wave.

앱솔루트 엔코더의 절대각도를 검출하는 방법은 센서가 출력하는 사인파와 코사인파 간의 진폭차이, 위상차이 및 오프셋 차이를 보정하지 않고 탄젠트 역함수 연산을 사용하게 되면 하모닉 에러가 발생하는 문제가 있다. 또한, 사인파와 코사인파의 기울기가 0에 가까워지면 잡음에 대한 민감도가 증가하게 되어 정확한 절대각도를 검출할 수 없는 문제점이 있다. 이러한 문제는 특히, 앱솔루트 엔코더의 주축이 회전함에 따라 기어로 맞물려 회전하는 부축의 자석이 흔들리는 경우에 많이 발생한다.The method of detecting the absolute angle of the absolute encoder has a problem in that a harmonic error occurs when the tangent inverse operation is used without correcting the amplitude difference, the phase difference, and the offset difference between the sine wave and the cosine wave output from the sensor. In addition, if the slope of the sine wave and the cosine wave approaches zero, the sensitivity to noise increases, so that there is a problem that an accurate absolute angle can not be detected. This problem occurs particularly when the main shaft of the absolute encoder rotates and the magnet of the auxiliary shaft which rotates by engaging with the gear is shaken.

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하기 위하여, 검출 신호의 사인파와 코사인파를 4개의 구간으로 구분하여 잡음에 안정적인 선형화된 성분을 이용하는 것을 목적으로 한다. In order to solve the above-mentioned problems and other problems, the present invention aims at using a linearized component that is stable to noise by dividing a sine wave and a cosine wave of a detection signal into four sections.

또한, 본 발명은 선형화된 성분을 이용하여 룩업테이블을 통해 절대각도를 검출함으로써 복잡한 연산을 피할 수 있는 것을 목적으로 한다. Further, the present invention aims at avoiding complicated operations by detecting an absolute angle through a lookup table using a linearized component.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 적어도 하나의 회전 축을 가지는 엔코더와, 상기 적어도 하나의 회전 축에 각각 구비된 적어도 하나의 쌍극 자석 또는 다극 자석의 자기력 변화를 감지하는 적어도 하나의 자기 센서, 및 상기 회전 축이 회전함에 따라 상기 적어도 하나의 자기 센서를 통해 검출된 출력 신호를 룩업테이블로 생성하는 제어부를 포함하되, 상기 제어부는, 상기 출력 신호를 사인파와 코사인파로 구분하여 교차점을 검출하고, 상기 사인파와 코사인파의 출력값이 0보다 큰 제1 교차점, 제2 교차점을 한 주기로 설정하고, 상기 한 주기를 4개의 구간으로 구분하여 상기 4개의 구간 각각에 대하여 상기 사인파 또는 상기 코사인파 중 하나를 선형화하여 출력값과 위상과의 관계를 상기 룩업테이블로 생성하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더를 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided an encoder comprising: an encoder having at least one rotation axis; at least one bipolar magnet or a multi-pole magnet provided on the at least one rotation axis, And a controller for generating an output signal detected through the at least one magnetic sensor as a lookup table as the rotation axis rotates, wherein the controller divides the output signal into a sine wave and a cosine wave A first intersection point and a second intersection point in which the output values of the sinusoidal wave and the cosine wave are greater than 0 are set as one period and the period is divided into four sections and the sinusoidal wave or the sinusoidal wave is divided for each of the four sections, Linearizing one of the cosine waves to generate a relationship between an output value and a phase as the lookup table And an absolute encoder.

제어부는 상기 한 주기 중 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력보다 큰 구간에서 상기 제1 교차점과 같은 출력값을 가지는 상기 사인파의 지점을 제1 기준점, 상기 제1 기준점과 동일한 위상을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제2 기준점, 상기 제2 기준점과 같은 출력값을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제3 기준점, 상기 제3 기준점과 같은 출력값을 가지는 상기 사인파의 지점을 제4 기준점, 상기 제4 기준점과 동일한 위상을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제5 기준점으로 설정하고, 상기 제1 교차점과 상기 제1 기준점 사이 구간을 제1 구간, 상기 제1 기준점과 상기 제3 기준점 사이 구간을 제2 구간, 상기 제3 기준점과 상기 제5 기준점 사이 구간을 제3 구간, 상기 제5 기준점과 상기 제2 교차점 사이 구간을 제4 구간으로 구분할 수 있다.The control unit may set the point of the sine wave having the same output value as the first intersection point as a first reference point, the cosine wave having the same phase as the first reference point in a section where the output value of the sine wave is larger than the output of the cosine wave, The point of the cosine wave having the same output value as the second reference point is referred to as a third reference point, the point of the sine wave having the same output value as the third reference point is referred to as a fourth reference point, And a second interval between the first reference point and the third reference point, and a second interval between the first reference point and the first intersection point is set as a fifth reference point, A third interval between the third reference point and the fifth reference point, and a fourth interval between the fifth reference point and the second intersection point.

제어부는 상기 제1 구간의 상기 코사인파 신호에서 상기 제1 교차점과 상기 제2 기준점을 연결하고, 상기 제2 구간의 상기 사인파 신호에서 상기 제1 기준점과 상기 제3 기준점을 연결하고, 상기 제3 구간의 상기 코사인파 신호에서 상기 제3 기준점과 상기 제5 기준점을 연결하고, 상기 제4 구간의 상기 사인파 신호에서 상기 제4 기준점과 상기 제2 교차점을 연결하여 선형화할 수 있다.Wherein the controller connects the first intersection point and the second reference point in the cosine wave signal of the first section and connects the first reference point and the third reference point in the sinusoidal signal of the second section, The third reference point may be connected to the fifth reference point in the cosine wave signal of the fourth interval, and the fourth reference point may be connected to the second intersection point to linearize the sinusoidal signal of the fourth interval.

또한, 상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 측면에 따르면, 적어도 하나의 자기 센서에서, 적어도 하나의 회전 축과 상기 회전 축의 각각에 구비된 적어도 하나의 쌍극 자석 또는 다극 자석의 자기력 변화를 출력 신호로 검출하는 단계, 및 상기 한 주기를 4개의 구간으로 구분하여 상기 4개의 구간 각각에 대하여 상기 사인파 또는 상기 코사인파 중 하나를 선형화하여 출력값과 위상과의 관계를 룩업테이블로 생성하는 단계를 포함하는 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블 생성방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a magnetic sensor comprising: at least one rotating shaft and at least one bipolar magnet or multi-pole magnet provided on each of the rotating shafts, And generating a lookup table of the relationship between the output value and the phase by linearizing one of the sine wave or the cosine wave for each of the four intervals by dividing the period into four sections, A look-up table generation method of an orthogonal sinusoidal wave of an absolute encoder including the encoder.

룩업테이블을 생성하는 단계는, 상기 한 주기 중 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력보다 큰 구간에서 상기 제1 교차점과 같은 출력값을 가지는 상기 사인파의 지점을 제1 기준점, 상기 제1 기준점과 동일한 위상을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제2 기준점, 상기 제2 기준점과 같은 출력값을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제3 기준점, 상기 제3 기준점과 같은 출력값을 가지는 상기 사인파의 지점을 제4 기준점, 상기 제4 기준점과 동일한 위상을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제5 기준점으로 설정하고, 상기 제1 교차점과 상기 제1 기준점 사이 구간을 제1 구간, 상기 제1 기준점과 상기 제3 기준점 사이 구간을 제2 구간, 상기 제3 기준점과 상기 제5 기준점 사이 구간을 제3 구간, 상기 제5 기준점과 상기 제2 교차점 사이 구간을 제4 구간으로 구분할 수 있다. The step of generating a lookup table may include the step of calculating a point of the sinusoidal wave having the same output value as the first intersection point in a section where the output value of the sinusoidal wave is larger than the output of the cosine wave as the first reference point, A point of the cosine wave having an output value equal to the second reference point is referred to as a third reference point, a point of the sine wave having the same output value as the third reference point is referred to as a fourth reference point, Wherein a point of the cosine wave having the same phase as the fourth reference point is set as a fifth reference point and a section between the first intersection point and the first reference point is defined as a first section and a section between the first reference point and the third reference point A third interval between the third reference point and the fifth reference point, a fourth interval between the fifth reference point and the second intersection point, Can be divided.

룩업테이블을 생성하는 단계는, 상기 제1 구간의 상기 코사인파 신호에서 상기 제1 교차점과 상기 제2 기준점을 연결하고, 상기 제2 구간의 상기 사인파 신호에서 상기 제1 기준점과 상기 제3 기준점을 연결하고, 상기 제3 구간의 상기 코사인파 신호에서 상기 제3 기준점과 상기 제5 기준점을 연결하고, 상기 제4 구간의 상기 사인파 신호에서 상기 제4 기준점과 상기 제2 교차점을 연결하여 선형화할 수 있다. The step of generating the lookup table may include connecting the first intersection point and the second reference point in the cosine wave signal of the first section and connecting the first reference point and the third reference point in the sinusoidal signal of the second section And connecting the third reference point and the fifth reference point in the cosine wave signal in the third section and connecting the fourth reference point and the second intersection point in the sinusoidal signal in the fourth section, have.

또한, 상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 측면에 따르면, 주축, 및 상기 주축의 톱니와 톱니가 서로 맞물린 적어도 하나의 부축을 포함하는 기어, 상기 주축, 상기 적어도 하나의 부축에 각각 구비된 적어도 하나의 쌍극 자석 또는 다극 자석의 자기력 변화를 감지하는 적어도 하나의 자기 센서, 상기 기어가 회전함에 따라 상기 적어도 하나의 자기 센서를 통해 검출된 출력 신호를 4개의 구간으로 구분하여 각 축의 회전각도의 관계를 룩업테이블로 저장하는 데이터베이스, 및 상기 기어가 회전함에 따라 상기 적어도 하나의 자기 센서를 통해 출력 신호를 사인파와 코사인파로 검출하고, 상기 사인파와 코사인파의 출력값이 0보다 큰 제1 교차점과 제2 교차점을 추출하고, 상기 사인파의 출력값과 상기 코사인파의 출력값을 서로 비교하여 상기 4개의 구간 중 두 개의 구간을 선택하고, 상기 사인파의 출력값을 제1 기준값과 비교하고, 상기 코사인파의 출력값을 제2 기준값과 비교하여 상기 두 개의 구간 중 하나의 특정 구간을 선택하고, 상기 특정 구간에 대응하는 상기 룩업테이블을 이용하여 상기 각 축의 회전각도를 검출하는 제어부;를 포함하는 앱솔루트 엔코더를 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a gear mechanism including a main shaft, gears including at least one sub shaft engaged with teeth of the main shaft, At least one magnetic sensor for sensing a change in magnetic force of at least one bipolar magnet or multi-pole magnet, the output signal being detected through the at least one magnetic sensor as the gear rotates, And a magnetic sensor for detecting an output signal as a sinusoidal wave and a cosine wave through the at least one magnetic sensor as the gear rotates, and for outputting the sine wave and the cosine wave at a first intersection point Extracts a second intersection point, compares the output value of the sine wave and the output value of the cosine wave with each other Selecting one of the two intervals, comparing the output value of the sine wave with a first reference value, comparing the output value of the cosine wave with a second reference value, selecting one of the two intervals, And a controller for detecting a rotation angle of each of the axes using the lookup table corresponding to a specific section.

제어부는 상기 한 주기 중 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력보다 큰 구간에서 상기 제1 교차점과 같은 출력값을 가지는 상기 사인파의 지점을 제1 기준점, 상기 제1 기준점과 동일한 위상을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제2 기준점, 상기 제2 기준점과 같은 출력값을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제3 기준점, 상기 제3 기준점과 같은 출력값을 가지는 상기 사인파의 지점을 제4 기준점, 상기 제4 기준점과 동일한 위상을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제5 기준점으로 설정하고, 상기 제1 교차점과 상기 제1 기준점 사이 구간을 제1 구간, 상기 제1 기준점과 상기 제3 기준점 사이 구간을 제2 구간, 상기 제3 기준점과 상기 제5 기준점 사이 구간을 제3 구간, 상기 제5 기준점과 상기 제2 교차점 사이 구간을 제4 구간으로 구분하고, 상기 제1 구간의 상기 코사인파 신호에서 상기 제1 교차점과 상기 제2 기준점을 연결하고, 상기 제2 구간의 상기 사인파 신호에서 상기 제1 기준점과 상기 제3 기준점을 연결하고, 상기 제3 구간의 상기 코사인파 신호에서 상기 제3 기준점과 상기 제5 기준점을 연결하고, 상기 제4 구간의 상기 사인파 신호에서 상기 제4 기준점과 상기 제2 교차점을 연결하여 선형화하고, 상기 출력 신호의 각 구간에서 상기 선형화된 성분을 이용하여 상기 룩업테이블을 생성하여 상기 데이터베이스에 저장할 수 있다. The control unit may set the point of the sine wave having the same output value as the first intersection point as a first reference point, the cosine wave having the same phase as the first reference point in a section where the output value of the sine wave is larger than the output of the cosine wave, The point of the cosine wave having the same output value as the second reference point is referred to as a third reference point, the point of the sine wave having the same output value as the third reference point is referred to as a fourth reference point, And a second interval between the first reference point and the third reference point, and a second interval between the first reference point and the first intersection point is set as a fifth reference point, A third interval between the third reference point and the fifth reference point, and a fourth interval between the fifth reference point and the second intersection point, Wherein the first reference point is connected to the third reference point in the sinusoidal signal of the second section and the second reference point is connected to the first intersection point in the cosine wave signal, And connecting the third reference point and the fifth reference point, connecting the fourth reference point and the second intersection point in the sinusoidal signal of the fourth section to linearize the signal, and using the linearized component in each section of the output signal The lookup table can be created and stored in the database.

제어부는 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 크면 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간을 선택하고, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 작으면 상기 제3 구간 및 상기 제4 구간을 선택할 수 있다.The controller selects the first and second sections if the output value of the sinusoidal wave is larger than the output value of the cosine wave and outputs the third section and the fourth section when the output value of the sinusoidal wave is smaller than the output value of the cosine wave. You can choose.

제어부는 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 크고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 크고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 큰 경우, 상기 제1 구간을 선택하고, 상기 제1 구간의 상기 코사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다.The controller selects the first section when the output value of the sine wave is larger than the output value of the cosine wave and the output value of the sine wave is larger than the first reference value and the output value of the cosine wave is larger than the second reference value, The phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the cosine wave of the first section can be detected as the rotation angle of each axis.

제어부는 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 크고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 작고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 작은 경우, 상기 제2 구간을 선택하고, 상기 제2 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. The controller selects the second section when the output value of the sine wave is larger than the output value of the cosine wave and the output value of the sine wave is smaller than the first reference value and the output value of the cosine wave is smaller than the second reference value, The phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the sine wave in the second section can be detected as the rotation angle of each axis.

제어부는 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 작고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 작고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 작은 경우, 상기 제3 구간을 선택하고, 상기 제3 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. The controller selects the third section when the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave and the output value of the sine wave is smaller than the second reference value and the output value of the cosine wave is smaller than the first reference value, The phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the sinusoidal wave in the third section may be detected as the rotation angle of each axis.

제어부는 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 작고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 크고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 큰 경우, 상기 제4 구간을 선택하고, 상기 제4 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. The controller selects the fourth section when the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave and the output value of the sine wave is larger than the second reference value and the output value of the cosine wave is larger than the first reference value, The phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the sinusoidal wave in the fourth section may be detected as the rotation angle of each axis.

또한, 상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 측면에 따르면, 적어도 하나의 자기 센서에서, 주축, 및 상기 적어도 하나의 부축이 회전함에 따라 자기력 변화를 출력 신호로 검출하는 단계, 상기 출력 신호를 사인파와 코사인파로 구분하고, 특정 시점의 출력 신호가 상기 사인파와 코사인파의 출력값이 0보다 큰 제1 교차점, 제2 교차점 사이를 4개의 구간으로 구분하여 어느 구간에 포함되는지 판단하는 단계, 및 상기 특정 시점이 포함된 구간에 대응하는 상기 사인파 또는 상기 코사인 중 하나를 룩업테이블에 적용하여 상기 특정 시점의 회전각도를 검출하는 단계를 포함하는 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a magnetic force in an at least one magnetic sensor, comprising the steps of: detecting a magnetic force change as an output signal as the main shaft and the at least one sub- Dividing the output signal of the specific point in time into a sine wave and a cosine wave and dividing the output signal of the specific point into four intervals between a first intersection point and an output point of the sine wave and the cosine wave having a value greater than 0, An absolute angle detection method using a lookup table of an orthogonal sinusoidal wave of an absolute encoder, comprising the step of applying one of the sine wave or the cosine corresponding to the section including the specific time point to a lookup table to detect the rotation angle at the specific time .

어느 구간에 포함되는지 판단하는 단계는, 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 크면 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간을 선택하고, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 작으면 상기 제3 구간 및 상기 제4 구간을 선택할 수 있다. Wherein if the output value of the sinusoidal wave is smaller than the output value of the cosine wave and the output of the sinusoidal wave is larger than the output value of the cosine wave, And the fourth section may be selected.

특정 시점의 회전각도를 검출하는 단계는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 크고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 크고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 큰 경우, 상기 제1 구간을 선택하고, 상기 제1 구간의 상기 코사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. When the output value of the sine wave is larger than the output value of the cosine wave and the output value of the sine wave is larger than the first reference value and the output value of the cosine wave is larger than the second reference value, The phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the cosine wave of the first section may be detected as the rotation angle of each of the axes by selecting the first section.

특정 시점의 회전각도를 검출하는 단계는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 크고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 작고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 작은 경우, 상기 제2 구간을 선택하고, 상기 제2 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. When the output value of the sinusoidal wave is larger than the output value of the cosine wave and the output value of the sinusoidal wave is smaller than the first reference value and the output value of the cosine wave is smaller than the second reference value, The phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the sinusoidal wave of the second section may be detected as the rotational angle of each of the axes.

특정 시점의 회전각도를 검출하는 단계는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 작고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 작고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 작은 경우, 상기 제3 구간을 선택하고, 상기 제3 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. When the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave and the output value of the sine wave is smaller than the second reference value and the output value of the cosine wave is smaller than the first reference value, The third section may be selected and the phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the sinusoidal wave of the third section may be detected as the rotation angle of each axis.

특정 시점의 회전각도를 검출하는 단계는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 작고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 크고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 큰 경우, 상기 제4 구간을 선택하고, 상기 제4 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. Wherein when the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave and the output value of the sine wave is larger than the second reference value and the output value of the cosine wave is larger than the first reference value, The fourth section may be selected and the phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the sinusoid in the fourth section may be detected as the rotation angle of each axis.

또한, 상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 측면에 따르면, 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법의 상기 각 단계를 컴퓨터 상에서 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an absolute angle detection method using an orthogonal sine wave lookup table of an absolute encoder, comprising the steps of: Media.

본 발명에 따른 앱솔루트 엔코더, 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블 생성 방법 및 이를 이용한 절대각도 검출방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.A method of generating a lookup table of an orthogonal sinusoidal wave of an absolute encoder, an absolute encoder, and an absolute angle detection method using the method will now be described.

본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 출력 신호를 4개의 구간으로 구분하여 선형화한 후 선형화된 성분을 룩업테이블에 적용하여 각 축의 절대각도를 검출함으로써 잡음에 안정적으로 절대각도를 획득할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, an absolute angle can be stably obtained in noise by linearizing the output signal by dividing the output signal into four sections and then applying the linearized component to the lookup table to detect the absolute angle of each axis There are advantages.

또한, 본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 출력 신호를 4개의 구간으로 구분하여 선형화하여 룩업테이블을 생성할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments of the present invention, the output signal is divided into four sections and linearized to generate a lookup table.

본 발명의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 본 발명의 바람직한 실시 예와 같은 특정 실시 예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Further scope of applicability of the present invention will become apparent from the following detailed description. It should be understood, however, that the detailed description and specific examples, such as the preferred embodiments of the invention, are given by way of illustration only, since various changes and modifications within the spirit and scope of the invention will become apparent to those skilled in the art.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 앱솔루트 엔코더를 구성하는 기어를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 앱솔루트 엔코더의 각 축의 출력신호를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 앱솔루트 엔코더의 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블 생성방법의 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법의 흐름도이다.
도 6 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블 생성방법 및 이를 이용한 절대각도 검출방법을 설명하기 위한 도면들이다. 1 is a view for explaining gears constituting an absolute encoder according to an embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating output signals of respective axes of an absolute encoder according to an embodiment of the present invention.
3 is a schematic block diagram of an absolute encoder according to an embodiment of the present invention.
4 is a flowchart illustrating a method of generating a lookup table of an orthogonal sinusoidal wave of an absolute encoder according to another embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of an absolute angle detection method using an orthogonal sine wave lookup table of an absolute encoder according to another embodiment of the present invention.
6 to 11 are diagrams for explaining a method of generating a lookup table of an orthogonal sine wave of an absolute encoder and an absolute angle detecting method using the same according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix " module " and " part " for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are intended to provide further explanation of the invention as claimed. , ≪ / RTI > equivalents, and alternatives.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, the terms "comprises", "having", and the like are used to specify that a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 앱솔루트 엔코더를 구성하는 기어를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining gears constituting an absolute encoder according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 앱솔루트 엔코더는 하나의 주축 기어(M)와 주축 기어(M)와 톱니바퀴가 맞물려 돌아가도록 배치된 적어도 하나의 부축 기어(A, B, C)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, an absolute encoder according to an embodiment of the present invention includes a main shaft M, at least one auxiliary shafts A, B, and C disposed so that the main shaft M and the toothed wheels are engaged with each other, ).

주축 기어(M)와 적어도 하나의 부축 기어(A, B, C)는 중심축에 적어도 하나의 쌍극 자석(N/S)을 구비하고, 주축 기어(M)는 쌍극 자석(N/S)뿐만 아니라 다극 자석(N/S/N/S../N/S)을 추가로 더 구비할 수 있다. 주축 기어(M)와 적어도 하나의 부축 기어(A, B, C) 상부에 쌍극 자석(N/S) 또는 다극 자석(N/S/N/S../N/S)으로부터 유발되는 자기력의 변화를 감지하는 자기 센서가 각각 구비될 수 있다. The main shaft gear M and the at least one auxiliary shafts A, B and C have at least one bipolar magnet N / S on the central shaft and the main shaft gear M is a bipolar magnet N / (N / S / N / S ../ N / S) can be additionally provided. (N / S) of the magnetic force induced from the bipolar magnet (N / S) or the multipolar magnet (N / S / N / S ../ N / S) on the main shaft gear M and the at least one auxiliary shafts A, And a magnetic sensor for sensing the change.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 앱솔루트 엔코더의 각 축의 출력신호를 나타내는 도면이다.2 is a diagram illustrating output signals of respective axes of an absolute encoder according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 앱솔루트 엔코더는 자기 센서를 통해 사인파와 코사인파로 구성된 두 개의 정현파 신호를 획득할 수 있다. 이때, 주축 기어(M)는 분해능을 높이기 위하여 다극 자석과 쌍극 자석을 각각 구비하고 2개의 자기 센서를 통해 출력 신호를 검출할 수 있다. Referring to FIG. 2, an absolute encoder according to an embodiment of the present invention can acquire two sinusoidal signals composed of a sine wave and a cosine wave through a magnetic sensor. At this time, the main shaft gear M is equipped with a multipole magnet and a bipolar magnet, respectively, in order to increase the resolution, and the output signal can be detected through the two magnetic sensors.

구체적으로, 다극 자석 상부에 위치한 자기 센서는 쌍극 자석 상부에 위치한 자기 센서에서 검출한 정현파 출력 신호보다 짧은 주기를 가지는 정현파 출력 신호를 검출한다.Specifically, the magnetic sensor located on the top of the multipole magnet detects a sinusoidal output signal having a shorter period than the sinusoidal output signal detected by the magnetic sensor located on the bipolar magnet.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 앱솔루트 엔코더의 구성을 개략적으로 설명하기 위한 구성도이다. 3 is a block diagram schematically illustrating the configuration of an absolute encoder according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 앱솔루트 엔코더(100)는 기어(110), 적어도 하나의 자기 센서(120), 제어부(130) 및 데이터베이스(140)를 포함하여 구성될 수 있다. 3, an absolute encoder 100 according to an embodiment of the present invention may include a gear 110, at least one magnetic sensor 120, a controller 130, and a database 140 .

기어(110)는 하나의 주축과, 주축의 톱니와 톱니가 서로 맞물리도록 배치된 적어도 하나의 부축을 포함한다. The gear 110 includes one main shaft and at least one sub shaft arranged so that teeth and teeth of the main shaft mesh with each other.

다음으로, 자기 센서(120)는 주축(M), 적어도 하나의 부축(A, B, C)에 각각 구비된 적어도 하나의 쌍극 자석 또는 다극 자석의 자기력 변화를 감지할 수 있다. 자기 센서(120)는 각 쌍극 자석 또는 다극 자석 상부에 위치하고 쌍극 자석 또는 다극 자석과 설정된 거리만큼 떨어져 배치되어 기어(110)가 회전함에 따라 정현파 신호를 획득할 수 있다. Next, the magnetic sensor 120 can sense a change in magnetic force of at least one bipolar magnet or multi-pole magnet provided on the main axis M and at least one minor axis A, B, C, respectively. The magnetic sensor 120 is disposed on each bipolar magnet or the multipolar magnet and is spaced apart from the dipole magnet or the multipolar magnet by a predetermined distance to obtain a sinusoidal signal as the gear 110 rotates.

제어부(130)는 기어(110)가 회전함에 따라 적어도 하나의 자기 센서(120)를 통해 검출된 출력 신호와 각 축의 회전각도의 관계를 룩업테이블로 생성할 수 있다. 특히, 제어부(130)는 출력 신호를 사인파와 코사인파로 구분하여 교차점을 검출하고, 사인파와 코사인파의 출력값이 0보다 큰 제1 교차점, 제2 교차점을 한 주기로 설정할 수 있다. 제어부(130)는 한 주기를 4개의 구간으로 구분하여 4개의 구간 각각에 대하여 사인파 또는 코사인파 중 하나를 선형화하여 출력값과 위상과의 관계를 룩업테이블로 생성할 수 있다. The control unit 130 may generate a lookup table of the relationship between the output signal detected through the at least one magnetic sensor 120 and the rotation angle of each axis as the gear 110 rotates. In particular, the controller 130 may detect an intersection by dividing the output signal by a sinusoidal wave and a cosine wave, and may set the first intersection and the second intersection having an output value of a sinusoidal wave and a cosine wave greater than 0 as one period. The controller 130 divides one cycle into four sections and linearizes one of sinusoidal waves or cosine waves for each of the four sections to generate a lookup table of the relationship between the output value and the phase.

구체적으로, 제어부(130)는 한 주기 중 사인파의 출력값이 코사인파의 출력보다 큰 구간에서 제1 교차점과 같은 출력값을 가지는 사인파의 지점을 제1 기준점, 제1 기준점과 동일한 위상을 가지는 코사인파의 지점을 제2 기준점, 제2 기준점과 같은 출력값을 가지는 코사인파의 지점을 제3 기준점, 제3 기준점과 같은 출력값을 가지는 사인파의 지점을 제4 기준점, 제4 기준점과 동일한 위상을 가지는 코사인파의 지점을 제5 기준점으로 설정할 수 있다. 제어부(130)는 제1 교차점과 제1 기준점 사이 구간을 제1 구간, 제1 기준점과 제3 기준점 사이 구간을 제2 구간, 제3 기준점과 제5 기준점 사이 구간을 제3 구간, 제5 기준점과 제2 교차점 사이 구간을 제4 구간으로 구분할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 제1 구간 내지 제 4 구간 각각에 대하여 사인파 또는 코사인파 중 하나를 선택하여 선형화하여 룩업테이블로 생성할 수 있다. 선형화하는 구체적인 방법으로, 제어부(130)는 제1 구간의 코사인파 신호에서 제1 교차점과 제2 기준점을 연결하여 선형화하고, 제2 구간의 사인파 신호에서 제1 기준점과 제3 기준점을 연결하여 선형화하고, 제3 구간의 코사인파 신호에서 제3 기준점과 제5 기준점을 연결하여 선형화하고, 제4 구간의 사인파 신호에서 제4 기준점과 제2 교차점을 연결하여 선형화할 수 있다. Specifically, the control unit 130 calculates a point of a sinusoidal wave having an output value equal to the first intersection point in a section where the output value of the sinusoidal wave is larger than the output of the cosine wave as a first reference point, a cosine wave having the same phase as the first reference point A point of a sine wave having an output value equal to the third reference point is referred to as a fourth reference point, and a point of a cosine wave having the same output value as the second reference point is referred to as a third reference point, Point can be set as the fifth reference point. The control unit 130 sets the interval between the first intersection point and the first reference point as a first interval, the interval between the first reference point and the third reference point as a second interval, the interval between the third reference point and the fifth reference point as a third interval, And the second intersection can be divided into a fourth section. In addition, the controller 130 can select one of a sinusoidal wave or a cosine wave for each of the first to fourth sections and linearize the selected one to generate a lookup table. As a concrete method of linearizing, the controller 130 connects the first intersection point and the second reference point in the first section of the cosine wave signal to linearize them, connects the first reference point and the third reference point in the sinusoidal signal of the second section, A third reference point and a fifth reference point may be connected to each other in a cosine wave signal of the third section to be linearized and a fourth reference point and a second intersection point may be connected to each other to linearize the sinusoidal signal of the fourth section.

또한, 제어부(130)는 기어가 회전함에 따라 출력 신호인 사인파의 출력값과 코사인파의 출력값을 서로 비교하여 룩업테이블에 저장된 4개의 구간 중 두 개의 구간을 선택할 수 있다. 제어부(130)는 사인파의 출력값을 제1 기준값과 비교하고, 코사인파의 출력값을 제2 기준값과 비교하여 두 개의 구간 중 하나의 특정 구간을 선택할 수 있고, 특정 구간에 대응하는 룩업테이블을 이용하여 각 축의 회전각도를 검출할 수 있다. Also, as the gear rotates, the control unit 130 may compare the output value of the sine wave, which is the output signal, with the output value of the cosine wave, and select two of the four intervals stored in the lookup table. The controller 130 may compare the output value of the sinusoidal wave with the first reference value, compare the output value of the cosine wave with the second reference value, select one of the two intervals, and use a lookup table corresponding to the specific interval The rotation angle of each axis can be detected.

구체적으로, 제어부(130)는 한 주기 중 사인파의 출력값이 코사인파의 출력보다 큰 구간에서 제1 교차점과 같은 출력값을 가지는 사인파의 지점을 제1 기준점, 제1 기준점과 동일한 위상을 가지는 코사인파의 지점을 제2 기준점, 제2 기준점과 같은 출력값을 가지는 코사인파의 지점을 제3 기준점, 제3 기준점과 같은 출력값을 가지는 사인파의 지점을 제4 기준점, 제4 기준점과 동일한 위상을 가지는 코사인파의 지점을 제5 기준점으로 설정할 수 있다. 제어부(130)는 각 교차점과 기준점들 사이 구간을 4개의 구간으로 정의할 수 있다. 즉, 제어부(130)는 제1 교차점과 제1 기준점 사이 구간을 제1 구간, 제1 기준점과 제3 기준점 사이 구간을 제2 구간, 제3 기준점과 제5 기준점 사이 구간을 제3 구간, 제5 기준점과 제2 교차점 사이 구간을 제4 구간으로 구분하여 정의할 수 있다. 제어부(130)는 제1 구간의 상기 코사인파 신호에서 제1 교차점과 제2 기준점을 연결하고, 제2 구간의 사인파 신호에서 제1 기준점과 제3 기준점을 연결하고, 제3 구간의 코사인파 신호에서 제3 기준점과 제5 기준점을 연결하고, 제4 구간의 사인파 신호에서 제4 기준점과 제2 교차점을 연결하여 선형화할 수 있다. 제어부(130)는 출력 신호의 각 구간에서 선형화된 성분을 이용하여 룩업테이블을 생성하여 데이터베이스에 저장할 수 있다. Specifically, the control unit 130 calculates a point of a sinusoidal wave having an output value equal to the first intersection point in a section where the output value of the sinusoidal wave is larger than the output of the cosine wave as a first reference point, a cosine wave having the same phase as the first reference point A point of a sine wave having an output value equal to the third reference point is referred to as a fourth reference point, and a point of a cosine wave having the same output value as the second reference point is referred to as a third reference point, Point can be set as the fifth reference point. The control unit 130 may define the interval between each intersection point and the reference points as four intervals. That is, the control unit 130 sets the interval between the first intersection point and the first reference point as a first interval, the interval between the first reference point and the third reference point as a second interval, the interval between the third reference point and the fifth reference point as a third interval, 5 interval between the reference point and the second intersection can be defined as the fourth interval. The control unit 130 connects the first intersection point and the second reference point in the cosine wave signal of the first section, connects the first reference point and the third reference point in the sinusoidal signal of the second section, The third reference point and the fifth reference point may be connected to each other and the fourth reference point may be connected to the second intersection point in the sinusoidal signal of the fourth interval. The controller 130 may generate a lookup table using the linearized components in each section of the output signal and store the lookup table in a database.

제어부(130)는 사인파의 출력값이 코사인파의 출력값보다 크면 제1 구간 및 제2 구간을 선택하고, 사인파의 출력값이 코사인파의 출력값보다 작으면 제3 구간 및 제4 구간을 선택할 수 있다. 구체적으로, 제어부(130)는 사인파의 출력값이 코사인파의 출력값보다 크고 사인파의 출력값이 제1 기준값보다 크고 코사인파의 출력값이 제2 기준값보다 큰 경우, 제1 구간을 선택하고, 제1 구간의 코사인파의 선형화된 성분에 대응하는 룩업테이블의 위상을 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. 또한, 제어부(130)는 사인파의 출력값이 코사인파의 출력값보다 크고, 사인파의 출력값이 제1 기준값보다 작고, 코사인파의 출력값이 제2 기준값보다 작은 경우, 제2 구간을 선택하고, 제2 구간의 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 룩업테이블의 위상을 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. 제어부(130)는 사인파의 출력값이 코사인파의 출력값보다 작고, 사인파의 출력값이 제2 기준값보다 작고, 코사인파의 출력값이 제1 기준값보다 작은 경우, 제3 구간을 선택하고, 제3 구간의 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 룩업테이블의 위상을 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. 제어부(130)는 사인파의 출력값이 코사인파의 출력값보다 작고, 사인파의 출력값이 제2 기준값보다 크고, 코사인파의 출력값이 제1 기준값보다 큰 경우, 제4 구간을 선택하고, 제4 구간의 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 룩업테이블의 위상을 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. The controller 130 selects the first and second sections if the output value of the sine wave is larger than the output value of the cosine wave and selects the third section and the fourth section if the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave. Specifically, when the output value of the sine wave is greater than the output value of the cosine wave, the output value of the sine wave is larger than the first reference value, and the output value of the cosine wave is larger than the second reference value, the controller 130 selects the first interval, The phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the cosine wave can be detected as the rotation angle of each axis. If the output value of the sinusoidal wave is larger than the output value of the cosine wave, the output value of the sine wave is smaller than the first reference value, and the output value of the cosine wave is smaller than the second reference value, the control section 130 selects the second section, The phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the sine wave of each axis can be detected as the rotation angle of each axis. If the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave, the output value of the sine wave is smaller than the second reference value, and the output value of the cosine wave is smaller than the first reference value, the controller 130 selects the third section, The phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the rotation angle of each axis can be detected. If the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave, the output value of the sine wave is larger than the second reference value, and the output value of the cosine wave is larger than the first reference value, the controller 130 selects the fourth interval, The phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the rotation angle of each axis can be detected.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교 정현파의 룩업테이블 생성방법의 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법의 흐름도이다.FIG. 4 is a flowchart of a method of generating a lookup table of an orthogonal sinusoidal wave according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart of an absolute angle detection method using a lookup table of an orthogonal sinusoidal wave according to another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 직교 정현파의 룩업테이블 생성방법은 적어도 하나의 쌍극 자석 또는 다극 자석의 자기력 변화를 출력 신호로 검출하고(S410), 출력신호인 사인파 또는 코사인파 중 하나를 선형화하여 출력값과 위상과의 관계를 룩업테이블로 생성할 수 있다(S430). Referring to FIG. 4, a method of generating a lookup table of an orthogonal sinusoidal wave according to another embodiment of the present invention detects a change in magnetic force of at least one bipolar magnet or a multipolar magnet as an output signal (S410), and outputs a sine wave or a cosine wave The relationship between the output value and the phase may be generated as a look-up table (S430).

구체적으로, 자기력 변화를 출력 신호로 검출하는 단계는(S410), 적어도 하나의 자기 센서에서, 주축과 적어도 하나의 부축이 회전함에 따라 주축 및 적어도 하나의 부축에 각각 구비된 적어도 하나의 쌍극 자석 또는 다극 자석이 회전하여 발생하는 자기력 변화를 출력신호로 검출할 수 있다. 이때, 출력신호는 코사인파 또는 사인파로 나타나며, 출력신호는 다수의 잡음 성분을 포함할 수 있다. Specifically, the step of detecting the change in magnetic force as an output signal (S410) includes: at least one magnetic sensor, at least one bipolar magnet or a bipolar magnet provided on the main shaft and the at least one sub-shaft respectively as the main shaft and at least one sub- It is possible to detect a change in the magnetic force generated by the rotation of the multipolar magnet as an output signal. At this time, the output signal is represented by a cosine wave or a sine wave, and the output signal may include a plurality of noise components.

룩업테이블을 생성하는 단계는(S430), 출력신호의 양의 교차점을 한 주기로 설정하고, 한 주기를 4개의 구간으로 구분하여 4개의 구간 각각에 대하여 사인파 또는 코사인파 중 하나를 선형화하여 출력값과 위상과의 관계를 룩업테이블로 생성할 수 있다. 또한, 룩업테이블을 생성하는 단계는 앞서 설명한 바와 같이, 제1 교차점, 제2 교차점, 제1 기준점 내지 제5 기준점을 설정하여 한 주기를 4개의 구간으로 구분할 수 있다. 또한, 룩업테이블을 생성하는 단계는 각 기준점을 연결하여 선형화하여 룩업테이블을 생성할 수 있다. 따라서, 기울기가 0에 근접하는 사인파 및 코사인파의 구간 성분을 사용하지 않고, 선형 구간만 사용하여 룩업테이블을 생성함으로써 잡음에 대한 민감도를 낮출 수 있다. The step of generating a look-up table (S430) includes setting the intersection of the positive amount of the output signal in one period, dividing one period into four intervals, linearizing one of sinusoidal waves or cosine waves for each of the four intervals, Can be generated as a look-up table. In addition, as described above, the step of generating the lookup table may be divided into four periods by setting the first intersection point, the second intersection point, and the first to fifth reference points. In addition, the step of generating the lookup table may generate a lookup table by connecting each reference point and linearizing the reference points. Therefore, the sensitivity to noise can be reduced by generating a look-up table using only the linear section without using the interval component of the sine wave and the cosine wave having a slope close to zero.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 다른 실시예에 따른 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법은 자기력 변화를 출력신호로 검출하고(S510), 특정 시점의 출력신호가 어느 구간에 포함되는지 판단하고(S530), 특정 시점의 회전각도를 검출할 수 있다(S550). 5, an absolute angle detection method using a look-up table of an orthogonal sinusoidal wave according to another embodiment of the present invention detects a change in magnetic force as an output signal (S510), and determines which interval (S530), and the rotation angle at a specific time point can be detected (S550).

구체적으로, 자기력 변화를 출력신호로 검출하는 단계는(S510), 적어도 하나의 자기 센서에서, 주축과 적어도 하나의 부축이 회전함에 따라 자기력 변화를 사인파 또는 코사인파로 검출할 수 있다. Specifically, the step of detecting a change in magnetic force as an output signal (S510) can detect, in at least one magnetic sensor, a change in magnetic force as a sinusoidal wave or a cosine wave as the main axis and at least one minor axis rotate.

다음으로, 특정 시점의 출력신호가 어느 구간에 포함되는지 판단하는 단계는(S530), 사인파의 출력값이 코사인파의 출력값보다 크면 제1 구간 및 제2 구간을 선택하고, 사인파의 출력값이 코사인파의 출력값보다 작으면 제3 구간 및 제4 구간을 선택할 수 있다. If the output value of the sinusoidal wave is larger than the output value of the cosine wave, the first and second intervals are selected. If the output value of the sinusoidal wave is a cosine wave, If it is smaller than the output value, it is possible to select the third section and the fourth section.

마지막으로, 특정 시점의 회전각도를 검출하는 단계는(S550), 사인파의 출력값이 코사인파의 출력값보다 크고, 사인파의 출력값이 제1 기준값보다 크고, 코사인파의 출력값이 제2 기준값보다 큰 경우, 제1 구간을 선택할 수 있다. 또한, 제1 구간의 코사인파의 선형화된 성분에 대응하는 룩업테이블의 위상을 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. 또한, 사인파의 출력값이 코사인파의 출력값보다 크고, 사인파의 출력값이 제1 기준값보다 작고, 코사인파의 출력값이 제2 기준값보다 작은 경우, 제2 구간을 선택하고, 제2 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 룩업테이블의 위상을 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. 또한, 사인파의 출력값이 코사인파의 출력값보다 작고, 사인파의 출력값이 제2 기준값보다 작고, 코사인파의 출력값이 제1 기준값보다 작은 경우, 제3 구간을 선택하고, 제3 구간의 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 룩업테이블의 위상을 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. 또한, 사인파의 출력값이 코사인파의 출력값보다 작고, 사인파의 출력값이 제2 기준값보다 크고, 코사인파의 출력값이 제1 기준값보다 큰 경우, 제4 구간을 선택하고, 제4 구간의 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 룩업테이블의 위상을 각 축의 회전각도로 검출할 수 있다. 여기서, 제1 기준값, 제2 기준값은 사인파와 코사인파의 교차점의 출력값을 나타낸다. If the output value of the sine wave is larger than the output value of the cosine wave, the output value of the sine wave is larger than the first reference value, and the output value of the cosine wave is larger than the second reference value, The first section can be selected. Further, the phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the cosine wave of the first section can be detected by the rotation angle of each axis. When the output value of the sine wave is larger than the output value of the cosine wave, the output value of the sine wave is smaller than the first reference value, and the output value of the cosine wave is smaller than the second reference value, the second section is selected, The phase of the lookup table corresponding to the detected component can be detected as the rotation angle of each axis. When the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave, the output value of the sine wave is smaller than the second reference value, and the output value of the cosine wave is smaller than the first reference value, the third section is selected, The phase of the lookup table corresponding to the component can be detected as the rotation angle of each axis. When the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave, the output value of the sine wave is larger than the second reference value, and the output value of the cosine wave is larger than the first reference value, the fourth section is selected, The phase of the lookup table corresponding to the component can be detected as the rotation angle of each axis. Here, the first reference value and the second reference value represent the output value of the intersection of the sine wave and the cosine wave.

도 6 내지 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 정현파의 룩업테이블 생성방법 및 이를 이용한 절대각도 검출방법을 설명하기 위한 도면들이다. 6 to 11 are views for explaining a method of generating a lookup table of an orthogonal sinusoidal wave and an absolute angle detecting method using the same according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 직교 정현파의 룩업테이블 생성방법은 서로 90도의 위상차를 가지는 두 개의 정현파, 즉, 사인파와 코사인파를 교차점을 기준으로 4개의 구간으로 구분하여 출력값과 위상과의 관계를 룩업테이블로 생성할 수 있다. Referring to FIG. 6, a method for generating a lookup table of an orthogonal sinusoidal wave according to an embodiment of the present invention divides two sinusoidal waves having a phase difference of 90 degrees, that is, a sine wave and a cosine wave, And a phase can be generated as a look-up table.

일반적으로, 앱솔루트 엔코더는 사인파와 코사인파로 구성된 두 개의 정현파 신호를 자기 센서를 통해 획득할 수 있고, 두 개의 정현파 신호를 이용하여 아래 [수학식 1]과 같이 각 축의 절대각도를 산출할 수 있다. Generally, an absolute encoder can acquire two sinusoidal signals composed of a sinusoidal wave and a cosine wave through a magnetic sensor, and can calculate the absolute angle of each axis as shown in Equation (1) below using two sinusoidal signals.

Figure pat00001
Figure pat00001

자기 센서를 통해 획득한 각 축의 절대각도는 삼각파 형태로 획득될 수 있다. x축은 시간축이고, y축은 0~360도 각도축을 나타낸다. The absolute angle of each axis acquired through the magnetic sensor can be obtained in the form of a triangle wave. The x axis is the time axis and the y axis is the 0 to 360 degree angle axis.

그러나, 출력신호인 사인파와 코사인파가 서로 진폭차이, 위상차이, 오프셋차이가 발생하는 경우, 이를 보정하지 않고 상기 [수학식 1]을 적용하게 되면 하모닉 에러가 발생하게 된다. 이러한 차이를 보정하기 위해 복잡한 연산과 시간이 소요되어 샘플링 타임이 길어지는 문제점이 있다. However, when an amplitude difference, a phase difference, or an offset difference occurs between the sine wave and the cosine wave, which are output signals, a harmonic error occurs when the above Equation (1) is applied without correcting it. In order to correct such a difference, there is a problem that a complex calculation and time are required and a sampling time is prolonged.

본 발명에서는 직교 정현파 신호의 각 구간을 선형화하여 룩업테이블을 생성함으로써, 상기의 문제점을 해결할 수 있다. In the present invention, the above problem can be solved by linearizing each section of the orthogonal sinusoidal signal to generate a lookup table.

도 7을 참조하면, 직교 정현파 신호의 교차점, 출력값이 0인 지점, 1인 지점을 각각 검출하고, 각 지점을 중신으로 사인파와 코사인파를 구분할 수있다. Referring to FIG. 7, it is possible to detect the intersection point of the orthogonal sinusoidal signal, the point where the output value is 0, and the point 1, respectively, and distinguish the sine wave and the cosine wave from each point.

구체적으로, 직교 정현파(사인파와 코사인파)가 교차하는 지점 A, C를 먼저 검출하고, 사인파와 코사인파가 0, 1인 지점, OB, OA, π, 2π인 지점을 검출할 수 있다.Specifically, the points A and C at which the orthogonal sinusoidal wave (sinusoidal wave and cosine wave) intersect can be detected first, and the point at which the sine wave and the cosine wave are 0 and 1, OB, OA, π, 2π can be detected.

도 8을 참조하면, 사인파 또는 코사인파의 기울기가 0에 가까워지는 구간과 선형적인 구간의 출력값 변화에 대한 위상 변화를 비교하면, 기울기가 0에 가까워지는 구간이 동일 위상 변화에 대한 출력값 변화가 적다. 즉, 기울기가 0에 가까워지는 구간은 출력값에 작은 잡음이 섞이더라도 큰 위상 변화를 야기할 수 있다. Referring to FIG. 8, when the slope of the sinusoidal wave or the cosine wave approaches zero and the phase variation of the output value changes linearly, the slope of the sinusoidal wave or the sinusoidal wave approaches zero, . That is, a section where the slope approaches 0 may cause a large phase change even if a small noise is mixed in the output value.

따라서, 사인파 또는 코사인파의 기울기가 0에 가까워지는 구간보다 선형적인 구간이 잡음에 더 안정적인 것을 알수 있다. Therefore, it can be seen that the linear section is more stable in noise than the section in which the slope of the sine wave or the cosine wave approaches zero.

도 9를 참조하면, 사인파 또는 코사인파에 잡음 성분이 섞이게 되면 전체적으로 출력신호가 변동하지만, 교차점의 위상, 최대값 또는 최소값의 위상은 일정하게 유지되는 것을 알수 있다. 따라서, 이 특성을 이용하여 출력 신호를 선형화하여 룩업테이블로 생성할 수 있다. Referring to FIG. 9, when noise components are mixed in a sine wave or a cosine wave, the output signal varies as a whole, but the phase of the intersection point, the phase of the maximum value, or the phase of the minimum value remains constant. Therefore, the output signal can be linearized and generated as a lookup table using this characteristic.

도 10을 참조하면, 구체적인 직교 정현파의 룩업테이블 생성방법은 직교 사인파와 코사인파의 교차점 A, C, A'를 검출하고, 0보다 큰 교차점을 한 주기로 설정할 수 있다. Referring to FIG. 10, a method of generating a lookup table of a specific orthogonal sinusoid can detect intersections A, C, and A 'of an orthogonal sine wave and a cosine wave, and set crossing points larger than 0 as one period.

또한, 한 주기의 출력 신호를 4개의 구간으로 구분할 수 있다. 이때, 제1 교차점의 출력값과 동일한 출력값을 가지는 사인파의 제1 기준점(B_1)과 제1 기준점(B_1)과 동일 위상의 코사인파의 제2 기준점(B_2)을 검출할 수 있다. 유사한 방법으로, 제2 기준점(B_2)과 동일한 출력값을 가지는 사인파의 제3 기준점(C)과, 제3 기준점(C)과 동일한 출력값을 가지는 사인파의 제4 기준점(D_2), 제4 기준점(D_2)과 동일한 위상을 가지는 제5 기준점(D_1)을 검출할 수 있다. In addition, the output signal of one cycle can be divided into four sections. At this time, it is possible to detect the first reference point B_1 of the sinusoidal wave having the same output value as the output value of the first intersection point and the second reference point B_2 of the cosine wave having the same phase as the first reference point B_1. Similarly, the third reference point C of the sine wave having the same output value as the second reference point B_2, the fourth reference point D_2 of the sine wave having the same output value as the third reference point C, the fourth reference point D_2 The fifth reference point D_1 having the same phase as the reference point D_1.

각각의 기준점을 기준으로, 출력신호를 제1 구간(Ⅰ), 제2 구간(Ⅱ), 제3 구간(Ⅲ), 및 제4 구간(Ⅳ)을 결정할 수 있다. The output signal can be determined as the first section I, the second section II, the third section III and the fourth section IV based on the respective reference points.

또한, 제1 구간(Ⅰ)에서 제1 교차점과 제2 기준점을 연결하여 코사인파를 선형화하고, 제2 구간(Ⅱ)에서 제1 기준점과 제3 기준점을 연결하여 사인파를 선형화하고, 제3 구간(Ⅲ)에서 제3 기준점과 제4 기준점을 연결하여 코사인파를 선형화하고, 제4 구간(Ⅳ)에서 제5 기준점과 제2 교차점을 연결하여 사인파를 선형화할 수 있다. 각각의 선형화된 사인파 또는 코사인파의 출력값과 위상 사이의 관계를 룩업 테이블로 생성하여 저장할 수 있다. The sinusoidal wave is linearized by connecting the first intersection point and the second reference point in the first section I to linearize the cosine wave and connecting the first reference point and the third reference point in the second section II, The sinusoidal wave can be linearized by connecting the third reference point and the fourth reference point in (III) to linearize the cosine wave and connecting the fifth reference point and the second intersection in the fourth interval (IV). A relationship between the output value and the phase of each linearized sine wave or cosine wave can be generated and stored as a lookup table.

도 11을 참조하면, 1024 사이즈를 가지는 직교 정현파 룩업테이블을 적용하기 위하여 출력신호를 두 개의 구간으로 나누고, 각각의 두 개의 구간을 다시 두 개의 구간으로 나누는 과정을 반복하여 룩업테이블을 적용하기 위한 선형구간을 검출할 수 있다. 11, in order to apply an orthogonal sine wave lookup table having a size of 1024, an output signal is divided into two sections, and the process of dividing each of the two sections into two sections is repeated to obtain a linear It is possible to detect the section.

선형구간을 검출하기 위한 구간이 선택되면, 대응하는 구간의 룩업테이블을 적용하여 특정 시점의 위상, 즉, 절대각도를 검출할 수 있다. When a section for detecting a linear section is selected, a phase at a specific time point, that is, an absolute angle can be detected by applying a lookup table of a corresponding section.

본 발명에 따르면, 검출신호의 사인파와 코사인파를 룩업테이블로 생성한 후 룩업테이블을 사용하여 각 축의 절대각도를 획득함으로써 절대각도 검출을 위한 연산 시간을 감소시킬 수 있고, 잡음과 왜곡에 안정적으로 절대각도를 획득할 수 있다. According to the present invention, it is possible to reduce the calculation time for absolute angle detection by generating the sine wave and the cosine wave of the detection signal as a look-up table and then obtaining the absolute angle of each axis using the lookup table, Absolute angle can be obtained.

상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 측면에 따르면, 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법의 상기 각 단계를 컴퓨터 상에서 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for performing the steps of an absolute angle detection method using an orthogonal sine wave lookup table of an absolute encoder, .

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기의 제어부(180)를 포함할 수도 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The present invention described above can be embodied as computer-readable codes on a medium on which a program is recorded. The computer readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer readable medium include a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), a silicon disk drive (SDD), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, , And may also be implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission over the Internet). Also, the computer may include a control unit 180 of the terminal. Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

100: 앱솔루트 엔코더
110: 적어도 하나의 회전축 120: 자기 센서
130: 제어부 140: 데이터베이스100: Absolute encoder
110: at least one rotating shaft 120: magnetic sensor
130: control unit 140:

Claims (20)

적어도 하나의 회전 축;
상기 적어도 하나의 회전 축에 각각 구비된 적어도 하나의 쌍극 자석 또는 다극 자석의 자기력 변화를 감지하는 적어도 하나의 자기 센서; 및
상기 적어도 하나의 회전 축이 회전함에 따라 상기 적어도 하나의 자기 센서를 통해 검출된 출력 신호와 각 축의 회전각도의 관계를 룩업테이블로 생성하는 제어부;
를 포함하되,
상기 제어부는, 상기 출력 신호를 사인파와 코사인파로 구분하여 교차점을 검출하고, 상기 사인파와 코사인파의 출력값이 0보다 큰 제1 교차점, 제2 교차점을 한 주기로 설정하고, 상기 한 주기를 4개의 구간으로 구분하여 상기 4개의 구간 각각에 대하여 상기 사인파 또는 상기 코사인파 중 하나를 선형화하여 출력값과 위상과의 관계를 상기 룩업테이블로 생성하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더.
At least one rotation axis;
At least one magnetic sensor for sensing changes in magnetic force of at least one bipolar magnet or a multipolar magnet respectively provided on the at least one rotation axis; And
A controller for generating a look-up table for a relationship between an output signal detected through the at least one magnetic sensor and a rotation angle of each axis as the at least one rotation axis rotates;
, ≪ / RTI &
Wherein the control unit detects an intersection by dividing the output signal by a sinusoidal wave and a cosine wave and sets a first intersection point and a second intersection point in which the output values of the sine wave and the cosine wave are larger than 0 as one period, And linearizes one of the sinusoidal wave or the cosine wave for each of the four intervals to generate a relationship between the output value and the phase as the look-up table.
제1항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 한 주기 중 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력보다 큰 구간에서 상기 제1 교차점과 같은 출력값을 가지는 상기 사인파의 지점을 제1 기준점, 상기 제1 기준점과 동일한 위상을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제2 기준점, 상기 제2 기준점과 같은 출력값을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제3 기준점, 상기 제3 기준점과 같은 출력값을 가지는 상기 사인파의 지점을 제4 기준점, 상기 제4 기준점과 동일한 위상을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제5 기준점으로 설정하고, 상기 제1 교차점과 상기 제1 기준점 사이 구간을 제1 구간, 상기 제1 기준점과 상기 제3 기준점 사이 구간을 제2 구간, 상기 제3 기준점과 상기 제5 기준점 사이 구간을 제3 구간, 상기 제5 기준점과 상기 제2 교차점 사이 구간을 제4 구간으로 구분하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더.
The method according to claim 1,
Wherein the control unit sets the point of the sinusoidal wave having the same output value as the first intersection point as a first reference point in a section where the output value of the sinusoidal wave is larger than the output of the cosine wave, A point of the cosine wave having the same output value as the second reference point is referred to as a third reference point, a point of the sine wave having the same output value as the third reference point is referred to as a fourth reference point, And a second interval between the first reference point and the first reference point, and a second interval between the first reference point and the first intersection point is set as a fifth reference point, A third interval between the third reference point and the fifth reference point, and a fourth interval between the fifth reference point and the second intersection point. Absolute encoders with.
제2항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 제1 구간의 상기 코사인파 신호에서 상기 제1 교차점과 상기 제2 기준점을 연결하고, 상기 제2 구간의 상기 사인파 신호에서 상기 제1 기준점과 상기 제3 기준점을 연결하고, 상기 제3 구간의 상기 코사인파 신호에서 상기 제3 기준점과 상기 제5 기준점을 연결하고, 상기 제4 구간의 상기 사인파 신호에서 상기 제4 기준점과 상기 제2 교차점을 연결하여 선형화하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더.
3. The method of claim 2,
Wherein the controller connects the first intersection point and the second reference point in the cosine wave signal of the first section and connects the first reference point and the third reference point in the sinusoidal signal of the second section, And connecting the third reference point and the fifth reference point in the cosine wave signal of the third section and connecting the fourth reference point and the second intersection point in the sinusoidal signal of the fourth section to linearize the sinusoidal signal. Encoder.
적어도 하나의 자기 센서에서, 주축, 및 상기 주축의 톱니와 톱니가 서로 맞물린 적어도 하나의 부축이 회전함에 따라 상기 주축, 및 상기 적어도 하나의 부축 각각에 구비된 적어도 하나의 쌍극 자석 또는 다극 자석의 자기력 변화를 출력 신호로 검출하는 단계; 및
상기 한 주기를 4개의 구간으로 구분하여 상기 4개의 구간 각각에 대하여 상기 사인파 또는 상기 코사인파 중 하나를 선형화하여 출력값과 위상과의 관계를 룩업테이블로 생성하는 단계;
를 포함하는 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블 생성방법.
In at least one magnetic sensor, as the main shaft and at least one sub shaft engaged with the teeth and teeth of the main shaft rotate, the magnetic force of at least one bipolar or multi-pole magnet provided on each of the main shaft and the at least one sub- Detecting a change as an output signal; And
Dividing the period into four sections and linearizing one of the sinusoidal wave or the cosine wave with respect to each of the four sections to generate a lookup table of the relationship between the output value and the phase;
And generating a lookup table of an orthogonal sinusoidal wave of an absolute encoder.
제4항에 있어서,
상기 룩업테이블을 생성하는 단계는, 상기 한 주기 중 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 큰 구간에서 상기 제1 교차점과 같은 출력값을 가지는 상기 사인파의 지점을 제1 기준점, 상기 제1 기준점과 동일한 위상을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제2 기준점, 상기 제2 기준점과 같은 출력값을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제3 기준점, 상기 제3 기준점과 같은 출력값을 가지는 상기 사인파의 지점을 제4 기준점, 상기 제4 기준점과 동일한 위상을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제5 기준점으로 설정하고, 상기 제1 교차점과 상기 제1 기준점 사이 구간을 제1 구간, 상기 제1 기준점과 상기 제3 기준점 사이 구간을 제2 구간, 상기 제3 기준점과 상기 제5 기준점 사이 구간을 제3 구간, 상기 제5 기준점과 상기 제2 교차점 사이 구간을 제4 구간으로 구분하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블 생성방법.
5. The method of claim 4,
Wherein the step of generating the lookup table comprises the step of calculating a point of the sine wave having the same output value as the first intersection point in a section where the output value of the sinusoidal wave is larger than the output value of the cosine wave, A point of the cosine wave having the same output value as the second reference point is referred to as a third reference point, a point of the sine wave having the same output value as the third reference point is referred to as a fourth reference point A point of the cosine wave having the same phase as the fourth reference point is set as a fifth reference point, and a section between the first intersection point and the first reference point is defined as a first section, a section between the first reference point and the third reference point A section between the third reference point and the fifth reference point is referred to as a third section, a section between the fifth reference point and the second intersection point is referred to as a fourth section, And generating a lookup table of an orthogonal sinusoidal wave of the absolute encoder.
제5항에 있어서,
상기 룩업테이블을 생성하는 단계는, 상기 제1 구간의 상기 코사인파 신호에서 상기 제1 교차점과 상기 제2 기준점을 연결하고, 상기 제2 구간의 상기 사인파 신호에서 상기 제1 기준점과 상기 제3 기준점을 연결하고, 상기 제3 구간의 상기 코사인파 신호에서 상기 제3 기준점과 상기 제5 기준점을 연결하고, 상기 제4 구간의 상기 사인파 신호에서 상기 제4 기준점과 상기 제2 교차점을 연결하여 선형화하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블 생성방법.
6. The method of claim 5,
Wherein the step of generating the lookup table comprises the steps of: connecting the first intersection point and the second reference point in the cosine wave signal of the first section and connecting the first reference point and the third reference point in the sinusoidal signal of the second section; Connecting the third reference point and the fifth reference point in the cosine wave signal in the third section and connecting the fourth reference point and the second intersection point in the sinusoidal signal in the fourth section to linearize And generating a lookup table of an orthogonal sinusoidal wave of an absolute encoder.
적어도 하나의 회전 축;
상기 적어도 하나의 회전 축에 각각 구비된 적어도 하나의 쌍극 자석 또는 다극 자석의 자기력 변화를 감지하는 적어도 하나의 자기 센서;
상기 적어도 하나의 회전 축이 회전함에 따라 상기 적어도 하나의 자기 센서를 통해 검출된 출력 신호를 4개의 구간으로 구분하여 각 축의 회전각도의 관계를 룩업테이블로 저장하는 데이터베이스; 및
상기 적어도 하나의 회전 축이 회전함에 따라 상기 적어도 하나의 자기 센서를 통해 출력 신호를 사인파와 코사인파로 검출하고, 상기 사인파와 코사인파의 출력값이 0보다 큰 제1 교차점과 제2 교차점을 추출하고, 상기 사인파의 출력값과 상기 코사인파의 출력값을 서로 비교하여 상기 4개의 구간 중 두 개의 구간을 선택하고, 상기 사인파의 출력값을 제1 기준값과 비교하고, 상기 코사인파의 출력값을 제2 기준값과 비교하여 상기 두 개의 구간 중 하나의 특정 구간을 선택하고, 상기 특정 구간에 대응하는 상기 룩업테이블을 이용하여 상기 각 축의 회전각도를 검출하는 제어부;
를 포함하는 앱솔루트 엔코더.
At least one rotation axis;
At least one magnetic sensor for sensing changes in magnetic force of at least one bipolar magnet or a multipolar magnet respectively provided on the at least one rotation axis;
A database for dividing the output signal detected through the at least one magnetic sensor into four sections as the at least one rotation axis rotates and storing the relationship of rotation angles of the respective axes as a lookup table; And
A first and a second intersection points each having an output value of a sinusoidal wave and a cosine wave greater than 0 are extracted from the output signal of the at least one magnetic sensor as the at least one rotation axis rotates, Comparing the output value of the sine wave and the output value of the cosine wave to select two of the four intervals, comparing the output value of the sine wave with a first reference value, comparing the output value of the cosine wave with a second reference value A controller for selecting one of the two intervals and detecting a rotation angle of each axis using the lookup table corresponding to the specific interval;
.
제7항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 한 주기 중 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 큰 구간에서 상기 제1 교차점과 같은 출력값을 가지는 상기 사인파의 지점을 제1 기준점, 상기 제1 기준점과 동일한 위상을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제2 기준점, 상기 제2 기준점과 같은 출력값을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제3 기준점, 상기 제3 기준점과 같은 출력값을 가지는 상기 사인파의 지점을 제4 기준점, 상기 제4 기준점과 동일한 위상을 가지는 상기 코사인파의 지점을 제5 기준점으로 설정하고, 상기 제1 교차점과 상기 제1 기준점 사이 구간을 제1 구간, 상기 제1 기준점과 상기 제3 기준점 사이 구간을 제2 구간, 상기 제3 기준점과 상기 제5 기준점 사이 구간을 제3 구간, 상기 제5 기준점과 상기 제2 교차점 사이 구간을 제4 구간으로 구분하고, 상기 제1 구간의 상기 코사인파 신호에서 상기 제1 교차점과 상기 제2 기준점을 연결하고, 상기 제2 구간의 상기 사인파 신호에서 상기 제1 기준점과 상기 제3 기준점을 연결하고, 상기 제3 구간의 상기 코사인파 신호에서 상기 제3 기준점과 상기 제5 기준점을 연결하고, 상기 제4 구간의 상기 사인파 신호에서 상기 제4 기준점과 상기 제2 교차점을 연결하여 선형화하고, 상기 출력 신호의 각 구간에서 상기 선형화된 성분을 이용하여 상기 룩업테이블을 생성하여 상기 데이터베이스에 저장하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더.
8. The method of claim 7,
Wherein the control unit sets the point of the sinusoidal wave having the same output value as the first intersection point as a first reference point in a section where the output value of the sine wave is larger than the output value of the cosine wave, A point of the cosine wave having the same output value as the second reference point is referred to as a third reference point, a point of the sine wave having the same output value as the third reference point is referred to as a fourth reference point, And a second interval between the first reference point and the first reference point, and a second interval between the first reference point and the first intersection point is set as a fifth reference point, A third interval between the third reference point and the fifth reference point, a fourth interval between the fifth reference point and the second intersection point, A first reference point and a third reference point in the sinusoidal signal of the second section, the cosine wave signal connecting the first intersection point and the second reference point in the cosine wave signal of the first section, Wherein the first reference point is connected to the third reference point and the fifth reference point in the wave signal, and the fourth reference point is connected to the second intersection point in the sinusoidal signal in the fourth interval to linearize the output signal, Wherein the lookup table is generated using a component of the lookup table and stored in the database.
제8항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 크면 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간을 선택하고, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 작으면 상기 제3 구간 및 상기 제4 구간을 선택하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더.
9. The method of claim 8,
Wherein the control section selects the first section and the second section if the output value of the sine wave is larger than the output value of the cosine wave and if the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave, And selecting a section of the absolute encoder.
제9항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 크고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 크고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 큰 경우, 상기 제1 구간을 선택하고, 상기 제1 구간의 상기 코사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더.
10. The method of claim 9,
The control section selects the first section when the output value of the sine wave is larger than the output value of the cosine wave and the output value of the sine wave is larger than the first reference value and the output value of the cosine wave is larger than the second reference value And detects the phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the cosine wave of the first section as the rotation angle of each of the axes.
제9항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 크고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 작고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 작은 경우, 상기 제2 구간을 선택하고, 상기 제2 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더.
10. The method of claim 9,
The control section selects the second section when the output value of the sine wave is larger than the output value of the cosine wave and the output value of the sine wave is smaller than the first reference value and the output value of the cosine wave is smaller than the second reference value And detects the phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the sinusoidal wave in the second section as a rotation angle of each of the axes.
제9항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 작고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 작고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 작은 경우, 상기 제3 구간을 선택하고, 상기 제3 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더.
10. The method of claim 9,
The control section selects the third section if the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave and the output value of the sine wave is smaller than the second reference value and the output value of the cosine wave is smaller than the first reference value And detects the phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the sinusoidal wave in the third section as a rotation angle of each of the axes.
제9항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 작고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 크고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 큰 경우, 상기 제4 구간을 선택하고, 상기 제4 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더.
10. The method of claim 9,
The control unit selects the fourth section when the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave and the output value of the sine wave is larger than the second reference value and the output value of the cosine wave is larger than the first reference value And detects the phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the sinusoidal wave in the fourth section as a rotation angle of each of the axes.
적어도 하나의 자기 센서에서, 주축, 및 상기 적어도 하나의 부축이 회전함에 따라 자기력 변화를 출력 신호로 검출하는 단계;
상기 출력 신호를 사인파와 코사인파로 구분하고, 특정 시점의 출력 신호가 상기 사인파와 코사인파의 출력값이 0보다 큰 제1 교차점, 제2 교차점 사이를 4개의 구간으로 구분하여 어느 구간에 포함되는지 판단하는 단계; 및
상기 특정 시점이 포함된 구간에 대응하는 상기 사인파 또는 상기 코사인 중 하나를 룩업테이블에 적용하여 상기 특정 시점의 회전각도를 검출하는 단계;
를 포함하는 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법.
Detecting at the at least one magnetic sensor a magnetic force change as an output signal as the main shaft and the at least one sub-shaft rotate;
The output signal is divided into a sinusoidal wave and a cosine wave, and the output signal at a specific time point is divided into four intervals between the first and second intersections where the output values of the sine wave and the cosine wave are greater than zero step; And
Applying one of the sine wave or the cosine corresponding to the section including the specific time point to the lookup table to detect the rotation angle of the specific time point;
And an absolute angle detection method using an orthogonal sine wave lookup table of an absolute encoder.
제14항에 있어서,
상기 어느 구간에 포함되는지 판단하는 단계는, 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 크면 상기 제1 구간 및 상기 제2 구간을 선택하고, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 작으면 상기 제3 구간 및 상기 제4 구간을 선택하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법.
15. The method of claim 14,
Wherein when the output value of the sinusoidal wave is smaller than the output value of the cosine wave, the step of determining whether the sinusoidal wave includes the sinusoidal wave includes the first period and the second period if the output value of the sinusoidal wave is larger than the output value of the cosine wave, Wherein the third section and the fourth section are selected from among the first section and the second section.
제15항에 있어서,
상기 특정 시점의 회전각도를 검출하는 단계는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 크고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 크고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 큰 경우, 상기 제1 구간을 선택하고, 상기 제1 구간의 상기 코사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법.
16. The method of claim 15,
The step of detecting the rotation angle at the specific time may include the steps of: when the output value of the sine wave is larger than the output value of the cosine wave, the output value of the sine wave is larger than the first reference value, and the output value of the cosine wave is larger than the second reference value Up table of the absolute value of the cosine wave of the first section and the phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the cosine wave of the first section as the rotation angle of each of the axes. For detecting an absolute angle.
제15항에 있어서,
상기 특정 시점의 회전각도를 검출하는 단계는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 크고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 작고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 작은 경우, 상기 제2 구간을 선택하고, 상기 제2 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the step of detecting the rotation angle at the specific point of time comprises the steps of: when the output value of the sine wave is larger than the output value of the cosine wave, the output value of the sine wave is smaller than the first reference value, and the output value of the cosine wave is smaller than the second reference value Up table of the absolute encoder is selected, and the phase of the look-up table corresponding to the linearized component of the sinusoidal wave of the second section is detected as the rotation angle of each of the axes. Absolute angle detection method using.
제15항에 있어서,
상기 특정 시점의 회전각도를 검출하는 단계는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 작고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 작고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 작은 경우, 상기 제3 구간을 선택하고, 상기 제3 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법.
16. The method of claim 15,
The step of detecting the rotation angle at the specific time may include the steps of: when the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave, the output value of the sine wave is smaller than the second reference value, and the output value of the cosine wave is smaller than the first reference value Up table of the absolute encoder is selected and the phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the sinusoidal wave of the third section is detected as the rotation angle of each of the axes. Absolute angle detection method using.
제15항에 있어서,
상기 특정 시점의 회전각도를 검출하는 단계는, 상기 사인파의 출력값이 상기 코사인파의 출력값보다 작고, 상기 사인파의 출력값이 상기 제2 기준값보다 크고, 상기 코사인파의 출력값이 상기 제1 기준값보다 큰 경우, 상기 제4 구간을 선택하고, 상기 제4 구간의 상기 사인파의 선형화된 성분에 대응하는 상기 룩업테이블의 위상을 상기 각 축의 회전각도로 검출하는 것을 특징으로 하는 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법.
16. The method of claim 15,
Wherein the step of detecting the rotation angle at the specific time point comprises the steps of: when the output value of the sine wave is smaller than the output value of the cosine wave, the output value of the sine wave is larger than the second reference value, and the output value of the cosine wave is larger than the first reference value Up table of the absolute encoder is selected and the phase of the lookup table corresponding to the linearized component of the sinusoidal wave of the fourth section is detected as the rotation angle of each of the axes. Absolute angle detection method using.
제14항 내지 제19항 중 어느 한 항의 앱솔루트 엔코더의 직교 정현파의 룩업테이블을 이용한 절대각도 검출방법의 각 단계를 컴퓨터 상에서 수행하기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 판독 가능한 기록매체.
A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for performing each step of an absolute angle detection method using a lookup table of an orthogonal sinusoidal wave of an absolute encoder according to any one of claims 14 to 19 on a computer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190035910A (en) * 2016-08-18 2019-04-03 발레오 샬터 운트 센소렌 게엠베아 A sensor system for determining an absolute rotational angle of a shaft, a method for determining an absolute rotational angle of a shaft, and a vehicle having a sensor system
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