[发明专利]绝对位置测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种绝对位置测量方法。

背景技术

位置测量装置广泛应用在加工、测量行业，无论任何形式的应用，都要求位置测量装置具有极高的可靠性。

绝对位置测量装置能够在上电时直接得到当前位置信息，无需寻找零位，因此被越来越广泛的应用。

绝对位置测量装置将位置信息包含在绝对位置编码中。绝对位置编码由编码单元在测量方向上按照一定方式排列组成，固定数量的编码单元构成一个绝对位置编码，唯一对应测量方向上的一个位置信息，此信息连续的分布在测量方向上。

绝对位置测量装置可能由于绝对位置编码所依附介质的局部污染，导致读数设备得到的编码失真，从而造成译码后得到的位置信息与实际位置信息有巨大差别，可能对加工设备造成巨大伤害。

在申请号为03159811.0的专利中提出了一种纠错方法，基于曼彻斯特编码的电信号互补性来探测污染，再通过扫描附加的编码来得到正确的位置。此专利只适用于曼彻斯特编码方式，对其他编码方式无效；此专利需要扫描附加的编码，那么就需要在绝对位置编码的基础上附加专门用于检错的编码，因此降低了编码的利用率，例如在其实施例中，使用了六位的编码，仅代表了八个不同位置。此外，上述专利内容所介绍的方法仅能得到绝对位置编码，因此该方法所得到的绝对位置是以编码单元在测量方向上的长度为最小分辨率。

发明内容

本发明为解决现有方法只适用于曼彻斯特编码方式，且需要扫描附加的编码、附加专门用于检错的编码，进而导致编码的利用率低等问题，提供一种绝对位置测量方法。

绝对位置测量方法，该方法由以下步骤实现：

步骤一、采用光敏感单元阵列扫描相邻的多个绝对位置编码，其中每个绝对位置编码包含唯一的位置信息，该位置信息在测量方向上连续排列，每个绝对位置编码由固定数量的编码单元组成，每个编码单元具有透光或是不透光的光学特性；

步骤二、将光敏感单元阵列的每个光敏感单元扫描得到的信号提供给二值化模块，所述二值化模块将所述信号与某一固定值对比，获得每个光敏感单元所对应的编码单元的光学特性；

步骤三、采用光敏感单元阵列中多个光敏感单元扫描同一编码单元，通过扫描结果对所述同一编码单元的光学特性进行表决，按照少数服从多数的原则，确定所述同一编码单元的光学特性；

步骤四、根据扫描范围内编码单元的光学特性，获得扫描范围内的所有绝对位置编码，查表得出所有绝对位置编码对应的位置信息；

步骤五、选定光敏感单元阵列中某个光敏感单元作为测量点，将所有绝对位置编码对应的位置信息平移到该测量点处，完成对该测量点的多次测量；并对所述多次测量结果进行表决，按照少数服从多数的原则，确定该测量点的绝对位置信息。

本发明的有益效果：本发明通过对编码单元对应多个光敏感单元所的光学特性进行表决，按照少数服从多数的原则确定该编码单元光学特性。依照此种方法可以使对位置测量装置在测量方向上宽度小于光敏感单元宽度的污染不敏感。此外，该方法不依赖于编码本身的互补性，因此适用于包括曼彻斯特编码方式在内的多种编码方式。本发明通过扫描相邻的多个位置编码，按照少数服从多数的原则，所述的方法提高抗污染能力，因此无需添加额外的抗污染编码，提高了编码利用率。对于大长度的绝对位置测量，通常需要较高的编码位数，提高编码利用率会直接降低编码设计难度。

本发明选定任意一个光敏感单元作为测量点，测量结果的分辨率为光敏感单元的大小。因此本方法所得测量结果的分辨率不依赖于编码单元在测量方向上的长度，因此对于同样的测量长度，可以降低编码位数，从而降低编码设计难度。此外，由于半导体技术的飞速发展，光敏感单元尺寸越来越小，使用本方法对于提高绝对位置的分辨率非常有效。

附图说明

图1为本发明所述的绝对位置测量方法中模块构成示意图及无污染时的测量情况

图2为本发明所述的绝对位置测量方法中绝对位置编码所对应的位置信息示意图；

图3为本发明所述的绝对位置测量方法中有污染时但不影响测量结果的情况示意图；

图4为本发明所述的绝对位置测量方法中有污染时并影响测量结果的情况示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，绝对位置测量方法，

步骤一、采用光敏感单元阵列扫描相邻的多个绝对位置编码，其中每个绝对位置编码包含唯一的位置信息，该位置信息在测量方向上连续排列，每个绝对位置编码由固定数量的编码单元组成，每个编码单元具有透光或是不透光的光学特性；