[发明专利]基于图像处理的高精度小型光电角度传感器

权利要求书

1.基于图像处理的高精度小型光电角度传感器，其特征在于，该传感器包括光电探测器（1）、光学成像镜头组（2）、合作靶标（3）、放大镜头（4）和图像处理器（5）；合作靶标（3）上刻画有由精码和粗码组成的合作靶标图案，在合作靶标（3）上刻画的精码直线与指向合作靶标（3）中心的向心线之间成固定角度，使得旋转过程中精码直线方向与光电探测器（1）靶面的像元排列方向之间的夹角大于1度，在合作靶标（3）上采用基于图像的编码识别、多码组合、按位累加的方式刻画粗码；合作靶标（3）固定在轴系的旋转轴（6）上，光电探测器（1）、光学成像镜头组（2）、放大镜头（4）均固定在轴系的固定端（7）上，光电探测器（1）与图像处理器（5）连接；光源（8）发出的光照射在合作靶标图案上，经过合作靶标图案反射后的光射入放大镜头（4），经过放大镜头（4）的放大后射入光学成像镜头组（2），经过光学成像镜头组（2）后合作靶标图案在光电探测器（1）上清晰成像；旋转轴（6）进行转动时合作靶标图案与光学成像镜头组（2）产生相对运动，进而合作靶标图案在光电探测器（1）上的成像随之变化，光电探测器（1）将实时的图像传送给图像处理器（5），图像处理器（5）通过图像处理的方法判断合作靶标的旋转角度，并将计算出的实时旋转角度输出。

2.如权利要求1所述的基于图像处理的高精度小型光电角度传感器，其特征在于，所述的实时旋转角度由光电探测器（1）的中心线与精码的成像之间的相对位置关系确定，精码的绝对位置由粗码确定。

3.如权利要求1所述的基于图像处理的高精度小型光电角度传感器，其特征在于，所述基于图像的编码识别、多码组合、按位累加的方式为当需分辨2n条精码线时，需要将n位信息刻画在合作靶标（3）上，得到精码的绝对位置，n为正整数。

4.如权利要求1所述的基于图像处理的高精度小型光电角度传感器，其特征在于，所述将n位信息刻画在合作靶标（3）上的方式为采用二进制编码方式实现n位表示的一维编码刻画方式。

5.如权利要求3所述的基于图像处理的高精度小型光电角度传感器，其特征在于，所述将n位信息刻画在合作靶标（3）上的方式为按照码在图像上的不同位置来判断位数和数值的二维编码刻画方式。

6.如权利要求1所述的基于图像处理的高精度小型光电角度传感器，其特征在于，所述光电探测器（1）为一个或多个面阵图像传感器。

7.如权利要求1所述的基于图像处理的高精度小型光电角度传感器，其特征在于，所述图像处理器（5）为FPGA或DSP或多核处理器或嵌入式GPU处理系统。