[发明专利]一种基于图像相位相关算法的电机转子位置检测

说明书

本发明公开了一种基于图像相位相关算法的电机转子位置检测方法，主要包括：步骤1：电机处于转动时，将数码相机对准电机转子的正面；步骤2：数码相机连续拍摄电机转子的正面图像；步骤3：根据所拍摄的相邻两幅端面图像的信息计算出转子转过的角度，再结合拍摄该相邻两幅端面图像的间隔时间确定电机转子的位置。本发明的一种基于图像相位相关算法的电机转子位置检测方法，可以实现操作方便安全、检测精度高以及可靠性强的优点。

技术领域

本发明涉电机转子位置检测技术领域，具体地，涉及一种基于图像相位相关算法的电机转子位置检测方法。

背景技术

电机转子位置检测是通过测量转子旋转角度得出的，目前电机转子旋转角度的测量系统主要有以下几种：霍尔元件，光电编码器。这些器件的响应速度和测量精度不是很高，而且是接触性的测量，不适合在恶劣的工作环境中操作。因此需要克服上述测量器件的不便之处，现提出了新的测量方法，即基于图像相位相关算法的电机转子的转角测量，该方法能实现测量精度高、实时性好、可以进行非接触测量。

原因在于：1、该方法利用图像信息进行计算，计算精度能达到像素级，从而可以实现精密测量。2、采用DSP642和FPGA芯片能快速、准确地对图像进行处理、计算，为测量的实时性提供了保障。3、通过拍摄电机端面图像来达到精密测量的目的，显然该方式为非接触式测量。这些优点使得该检测方法利于电机的精密控制，利于在恶劣环境下工作。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于图像相位相关算法的电机转子位置检测方法，以实现操作方便安全、检测精度高以及可靠性强的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于图像相位相关算法的电机转子位置检测方法，主要包括：

步骤1：电机处于转动时，将数码相机对准电机转子的正面；

步骤2：数码相机连续拍摄电机转子的正面图像；

步骤3：根据所拍摄的相邻两幅端面图像的信息计算出转子转过的角度，再结合拍摄该相邻两幅端面图像的间隔时间确定电机转子的位置。

进一步地，所述步骤1中的电机转子采用微型精密减速装置，引出一个低速转轴，通过拍摄低速转轴测量低速转轴的转角。

进一步地，所述电机转子根据微型转速箱低速转轴与电机转子的角速度比率折算成电机转子的旋转角度，实现对电机高速转子的位置检测。

进一步地，所述步骤2中的数码相机采用高速摄像头。

进一步地，所述数码相机对采集到的图像进行消旋。

进一步地，所述消旋采用滤波算法。

进一步地，所述数码相机拍摄到的光信号传送至高速CCD芯片，高速CCD芯片将光信号转化为电信号，并将电信号传送到图像采集模块中得到图像，图像由存储器进行缓存。

进一步地，所述存储器中的图像信息值传入FPGA并行相关运算阵列进行相位相关运算，运算所得的数据送入DSP峰值搜索和速度计算模块进行最后的角度和速度计算，并通过通讯接口向外显示输出。

进一步地，所述步骤3具体包括：

选取信息丰富的图像，对图像进行极坐标变换，利用相位相关算法，找出变换后的相邻两幅端面图像的互功率谱峰值，以获得相邻图像之间的整数位移矢量和角度差，计算旋转角度。

进一步地，所述计算所得的旋转角度通过显示屏进行显示。

本发明的有益技术效果：