[发明专利]一种单圈绝对编码器抗干扰及噪声的细分处理方法

摘要

本发明公开了一种单圈绝对编码器抗干扰及噪声的细分处理方法。首先对CCD观测范围内的若干条编码盘刻画图像数据采用质心算法估计出各自脉冲中心，再由这些脉冲中心位置构建细分矩阵并通过矩阵分解的方法求出这些刻画线组各自细分权重，使得受干扰和噪声污染大的刻画线组分配较低权重，受干扰影响小的刻画线组分配较大权重从而提高整体测量精度。本发明具有精度高、抗干扰、抗噪声的优点，非常适合长期在恶劣工况环境下作业的电子经纬仪、全站仪(单码道绝对编码方式)等精密测角仪器上使用。

主权项

1.一种单圈绝对编码器抗干扰及噪声的细分处理方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)CCD读头采集单圈绝对编码盘上刻画线组明暗条纹数据，并存入测量电路板中；(2)根据选取的刻画线组明暗条纹数据，采用质心法计算每条刻画线中心位置信息，构建细分测量矩阵，并对该矩阵进行特征分解，求出各刻画线组的细分权重；该步骤的具体过程如下：以编码盘物理中心点为原点O，检测线为纵轴建立平面直角坐标系，以检测线为中心往两侧各选取N个刻画线组，设CCD线阵与坐标系纵轴有一交点A，同时选取的各刻线组的中心线与CCD线阵的交点为E_i和E_‑i，i＝1,2,…,N，“i”和“‑i”分别表示检测线两侧的刻画线；采用质心法，根据下式计算出E_i和E_‑i的横坐标和上式中，P_i为第i条刻画线像元的采样值，G_i为第i条刻画线像元在CCD中的位置编号；设M为编码盘上的刻画线条数，当N＜＜M时，∠E_‑iOE_i的对角线与CCD线阵的交点e_i的横坐标由下式近似求出：对任意第i个细分位置e_i和第j个细分位置e_j求解彼此的细分距离a_ij：令s_ij＝1‑a_ij,0≤s_ij＜1，由N×N个s_ij构建细分测量矩阵S：因为矩阵S正定，所以一定存在一个最大模特证值|λ|_max及其对应的特征向量ξ＝(ζ₁,...,ζ_N)，使得：|λ|_maxξ＝S^Tξ将上式展开，得：|λ|_maxζ_i＝ζ₁s_1i+ζ₂s_2i+...+ζ_Ns_Ni,i＝1,...,N，则细分权重α_i：(3)根据细分权重计算出细分值，具体过程如下：根据细分权重α_i计算细分位置E的横坐标X_E：根据细分权重α_i计算细分角θ：上式中，X_A为CCD线阵与坐标系纵轴交点A的横坐标，η为刻画线夹角，L为以像素为单位的刻画线平均间距。