[发明专利]一种圆光栅采集修正方法和装置

说明书

本发明公开了一种圆光栅采集修正方法和装置，圆光栅安装在正多面体上，该方法包括如下步骤：S1、判断所述圆光栅是否安装正确；S3、旋转所述正多面体，若正多面体面的个数为m，旋转一次调整角度值应为(360/m)度，记录度数误差为e_j；S5、重复步骤S3直至旋转一周，得到m个测量误差；S7、根据最小二乘法多项式曲线拟合的方式，得到误差修正方程；S9、通过圆光栅读数头获取的测量角度数据，根据步骤S7得到的误差修正方程计算误差量，对测量角度数据进行修正。本发明实施例的方法和装置，通过采用最小二乘法多项式曲线拟合的方式获得误差量，并根据误差量对测量角度数据进行修正，具有实现方法简单，修正精度高的优点。

技术领域

本发明涉及角度测量技术领域，特别是涉及一种圆光栅采集修正方法和装置。

背景技术

角度测量广泛应用于各个领域，尤其是在精密机械领域。传统的精密角度测量一般使用编码器、旋转变压器和圆光栅。其中，编码器测角精度高，但因盘片采用玻璃刻划，环境适应性较差，在振动严重时易碎；旋转变压器环境适应性好，但测角精度较低；而圆光栅是金属元件，环境适用性好，同时测量精度较高，但是需要精确安装，不然误差比较大。用圆光栅做成的编码器，能够确定坐标的角度位置，因此，圆光栅被用在光电经纬仪、雷达和高炮指挥仪上。随着靶场要求的精确度的提高，要求圆光栅测得的角度数据精度高，误差小。为了解决这一问题有两个途径：一、提高光栅盘的刻划以及轴系的加工、光配精度等。二、采用误差修正技术。

发明内容

为了解决现有技术存在圆光栅测量精度较低的技术问题，本发明实施例提供了一种圆光栅采集修正系统和方法，能够实现圆光栅测得的角度数据精度高。

第一方面提供一种圆光栅采集修正方法，所述圆光栅安装在正多面体上，其中，包括如下步骤：

S1、判断所述圆光栅是否安装正确；

S3、旋转所述正多面体，若正多面体面的个数为m，旋转一次调整角度值应为(360/m)度，记录度数误差为e_j；

S5、重复步骤S3直至旋转一周，得到m个度数误差；

S7、根据最小二乘法多项式曲线拟合的方式，得到误差修正方程；

S9、通过圆光栅读数头获取的测量角度数据，根据步骤S7得到的误差修正方程计算误差量，对测量角度数据进行修正。

结合第一方面的实现方式，步骤S7包括如下步骤：

根据最小二乘法分段拟合误差曲线模型，其公式如下：

其中，δ为误差偏差平方和，e_j为度数误差，为最小二乘法拟合的误差曲线方程，i为当前拟合段的序号，j为参与拟合的点序号；选择任意连续的六点度数误差，根据上述公式拟合最小二乘法曲线，得到对应多项式曲线方程，所述多项式曲线方程用于标定这六点中最中间两个点的度数误差，以此类推，计算所有m段误差修正方程。

结合第一方面的实现方式，所述步骤S1包括如下步骤：

S11、上机调试，判断指示灯是否正常；若是，进入步骤S12；

S12、用示波器测时序，判断圆光栅读数头是否有数据发出。

结合第一方面的实现方式，所述步骤S1还包括如下步骤：

S13、圆光栅读数头有数据发出时，采集正多面体旋转一周的圆光栅读数头发出的数据；

S14、以采集时间为横坐标、以相邻两测量角度数据差为纵坐标，将采集的一周数据绘制成曲线；

S15、判断曲线是否平滑；若平滑，表示圆光栅安装正确；反之，圆光栅安装不正确。