[发明专利]具备自动去噪功能的反射式编码器及去噪方法

权利要求书

1.具备自动去噪功能的反射式编码器，所述编码器包括：编码器部；所述编码器部包括：码尺和发射器检测器单元；其特征在于，所述编码器还包括：噪声分离部、噪声去除部和修正部；所述噪声分离部配置用于将噪声和信号进行分离，得到背景噪声和第一去噪信号；所述噪声去除部，配置用于对第一去噪信号进行滤波去噪，得到第二去噪信号和系统噪声；所述修正部配置用于基于得到背景噪声和系统噪声，对第二去噪信号进行信号补偿，完成信号去噪；所述修正部配置用于基于得到背景噪声和系统噪声，对第二去噪信号进行信号补偿的方法包括：对背景噪声进行特征分析，得到背景噪声的特征曲线，同时对第一去噪信号进行特征分析，得到第一去噪信号的特征曲线；比对背景噪声的特征曲线和第一去噪信号的特征曲线，将不重合的部分进行去除，将重合的部分进行保留，并记录重合的部分在特征曲线中的位置坐标，该位置坐标作为第一补偿点；然后对系统噪声进行特征分析，得到系统噪声的特征曲线，同时对第二去噪信号进行特征分析，得到第二去噪信号的特征曲线；比对系统的特征曲线和第二去噪信号的特征曲线，将不重合的部分进行去除，将重合的部分进行保留，并记录重合的部分在特征曲线中的位置坐标，该位置坐标作为第二补偿点；最后，在第二去噪信号中定位到与第一补偿点的位置坐标一致的部分，针对该部分进行信号删减补偿；然后在第二去噪信号中定位到与第二补偿点的位置坐标一致的部分，针对该部分进行信号叠加补偿。

2.如权利要求1所述的反 射式编码器，其特征在于，所述码尺，包括交替的反射带和不透明带；发射器检测器单元，包括光源和光检测器，所述光源产生光并将部分所产生的所述光导向所述码尺，所述光检测器接收从所述码尺反射的光并产生信号，所述信号表示所述光检测器接受到的具有沿预定方向线偏振态的光的强度，所述光源和所述光检测器包封在透明介质中，其中所述透明介质与所述码尺之间存在间隙，并且其中，所述预定方向选择为使得从所述透明介质与所述间隙之间的界面反射的、由所述光检测器接受到的光的强度减小。

3.如权利要求2所述的反射式编码器，其特征在于，所述噪声分离部将噪声和信号进行分离，得到背景噪声和第一去噪信号的方法包括：噪声和信号的混合信号进行时间累积，得到空间上各点的纵向时间序列信号；对空间上某点的纵向时间序列信号进行小波多尺度分解；对小波多尺度分量进行选择重组对噪声和复杂时变干扰分别进行分离，得到背景噪声与第一去噪信号。

4.如权利要求3所述的反射式编码器，其特征在于，所述噪声去除部对第一去噪信号进行滤波去噪，得到第二去噪信号和系统噪声的方法包括：使将第一去噪信号通过一个噪声滤波器，完成滤波去噪，得到第二去噪信号；所述噪声滤波器使用如下公式表示：P_P＝Acos(wt+lg(1+exp(kx))；其波能密度为：其中，A为波幅度；w为波的相位；t为波时间参数；k为修正系数，为任意正整数；x为修正幅度，为任意正小数；ρ为能量密度常数；c为波传播速度常数。

5.如权利要求4所述的反射式编码器，其特征在于，进行信号删减补偿的方法包括：在第二去噪信号中定位到与第一补偿点的位置坐标一致的部分，将该部分信号与一个删减补偿信号进行差值运算，完成信号补偿；所述删减补偿信号为：s(t)＝Acos(ωt+∫tdt)；其中，A为信号幅度，取值范围为：2～10；ω为信号的相位，取值范围为：2nπ；t为时间。

6.如权利要求5所述的反射式编码器，其特征在于，进行信号叠加补偿的方法包括：在第二去噪信号中定位到与第一补偿点的位置坐标一致的部分，将该部分信号与一个得加补偿信号进行卷积运算，完成信号补偿；所述叠加补偿信号为：s(t)＝Acos(ωt+∫tdt)；其中，A为信号幅度，取值范围为：3～5；ω为信号的相位，取值范围为：(2n+1)π；t为时间。