用于確定位置的方法和裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】通過(guò)感測(cè)標(biāo)尺上的多個(gè)標(biāo)記的非周期性序列中的與所述標(biāo)記的子序列相對(duì)應(yīng)的信號(hào)來(lái)確定位置。通過(guò)將所述子序列與所述非周期性序列的所有可能的子序列相匹配來(lái)確定粗略位置PA。檢測(cè)與所述信號(hào)的上升沿相對(duì)應(yīng)的過(guò)零點(diǎn)和與所述信號(hào)的下降沿相對(duì)應(yīng)的過(guò)零點(diǎn)。使用所述過(guò)零點(diǎn)來(lái)檢測(cè)增量位置Pi。計(jì)算所述粗略位置和所述增量位置的總和以求得所述位置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明總體上涉及位置測(cè)量裝置，并且具體地涉及用絕對(duì)編碼器來(lái)測(cè)量位置。 用于確定位置的方法和裝置

【背景技術(shù)】
[0002] 位置估計(jì)在工業(yè)自動(dòng)化和類(lèi)似的應(yīng)用中是一個(gè)重要的任務(wù)。諸如數(shù)字控制（CNC) 機(jī)械、鉆頭、機(jī)械臂或激光切割機(jī)的裝置和裝配線(xiàn)需要位置測(cè)量。反饋控制常常被用于精密 位置測(cè)量。期望以高采樣速率確定位置以使得能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的反饋控制。
[0003] 光學(xué)編碼器通常被用來(lái)測(cè)量增量位置或相對(duì)位置。具有規(guī)則地間隔開(kāi)的標(biāo)記的標(biāo) 尺與包括傳感器的讀頭一起被用來(lái)估計(jì)標(biāo)記之間的相對(duì)位置。增量線(xiàn)性編碼僅能夠在標(biāo)尺 的周期內(nèi)測(cè)量相對(duì)位置。相對(duì)位置編碼器感測(cè)被遍歷的多個(gè)標(biāo)尺周期以確定絕對(duì)位置。
[0004] 絕對(duì)位置編碼器能夠直接地確定絕對(duì)位置。絕對(duì)位置編碼器是優(yōu)選的，因?yàn)樗鼈?不需要存儲(chǔ)器和電力來(lái)存儲(chǔ)當(dāng)前位置。此外，絕對(duì)編碼器在啟動(dòng)時(shí)提供絕對(duì)位置，而相對(duì)位 置編碼器通常需要在啟動(dòng)時(shí)定位起點(diǎn)以確定當(dāng)前位置，這花費(fèi)時(shí)間并且對(duì)于一些應(yīng)用來(lái)說(shuō) 也許不是可能的。
[0005] 已知數(shù)個(gè)線(xiàn)性編碼器。以最簡(jiǎn)單的形式，相對(duì)線(xiàn)性編碼器能夠通過(guò)通常光學(xué)地檢 測(cè)與讀頭平行固定的標(biāo)尺上的標(biāo)記來(lái)測(cè)量線(xiàn)性位置。然而，相對(duì)位置的分辨率受標(biāo)尺上標(biāo) 記的分辨率限制。例如，具有分辨率為40微米的標(biāo)尺不能夠獲得0. 5微米的分辨率。
[0006] 在常規(guī)的絕對(duì)編碼器中，標(biāo)記的唯一圖案（表示一和零比特的代碼）被用于每個(gè) 位置。采用一個(gè)標(biāo)尺，在所感測(cè)到的代碼中的比特圖案改變時(shí)確定位置變化。在這種情況 下，位置估計(jì)的分辨率與標(biāo)尺上圖案的分辨率相同，并且可能是不足的。
[0007] 為了提高分辨率，一種方法使用在檢測(cè)方向上對(duì)準(zhǔn)的多個(gè)標(biāo)尺，其中周期性的標(biāo) 尺圖案包括不透明和透明標(biāo)記。標(biāo)尺被從一側(cè)照亮，并且光電二極管感測(cè)穿過(guò)標(biāo)尺到達(dá)另 一側(cè)的光。隨著標(biāo)尺相對(duì)于彼此和讀頭移動(dòng)，光電二極管上的信號(hào)在最大值與最小值之間 變化。解調(diào)程序然后能夠確定信號(hào)的相位Θ，其被變換成相對(duì)位置估計(jì)。能夠以比標(biāo)尺分 辨率高的分辨率來(lái)恢復(fù)相對(duì)位置。在一些編碼器中，標(biāo)尺中的一個(gè)能夠被讀頭內(nèi)部的光柵 代替。
[0008] 然而，這種編碼器僅提供相對(duì)位置。對(duì)于絕對(duì)定位，線(xiàn)性編碼器需要附加的標(biāo)尺， 這增加了系統(tǒng)的成本。這樣的混合編碼器使用單獨(dú)的標(biāo)尺來(lái)推理增量位置和絕對(duì)位置。在 這樣的設(shè)計(jì)中，讀頭的偏航能夠?qū)е洛e(cuò)誤。此外，這樣的編碼器需要兩個(gè)讀頭，一個(gè)用于感 測(cè)增量位置，以及另一個(gè)用于感測(cè)絕對(duì)位置。
[0009] 線(xiàn)性編碼器的讀頭中的少量光電二極管需要所感測(cè)到的信號(hào)的精確輻射校準(zhǔn)。通 常，信號(hào)中的非線(xiàn)性導(dǎo)致相位估計(jì)期間的偏差以及分項(xiàng)波動(dòng)誤差（sub-divisional ripple error)〇
[0010] 一個(gè)絕對(duì)線(xiàn)性編碼器使用一個(gè)標(biāo)尺和單個(gè)讀頭。它具有用于讀取增量位置和絕對(duì) 位置的兩個(gè)單獨(dú)機(jī)構(gòu)。增量位置使用過(guò)濾讀頭技術(shù)來(lái)獲得，所述過(guò)濾讀頭技術(shù)利用在讀頭 內(nèi)部的光柵用于生成在光電二極管陣列中被感測(cè)到的條紋（fringe)。絕對(duì)位置使用不同的 機(jī)構(gòu)來(lái)感測(cè)，所述機(jī)構(gòu)使用成像透鏡和檢測(cè)器，即，線(xiàn)性圖像傳感器。
[0011] 為了減少絕對(duì)線(xiàn)性編碼器的成本，一些系統(tǒng)使用僅一個(gè)標(biāo)尺和具有單個(gè)感測(cè)機(jī)構(gòu) 的僅一個(gè)讀頭。在相關(guān)應(yīng)用中描述了一個(gè)這樣的系統(tǒng)。該系統(tǒng)避免了用于讀取增量位置和 絕對(duì)位置的兩個(gè)感測(cè)機(jī)構(gòu)。對(duì)于實(shí)時(shí)實(shí)現(xiàn)，需要快速程序從感測(cè)到的數(shù)據(jù)解碼位置。相關(guān)應(yīng) 用描述了用于測(cè)量位置的系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法使用基于所感測(cè)到的信號(hào)與使用底層 絕對(duì)代碼所生成的基準(zhǔn)信號(hào)的相關(guān)性的程序。那需要為每個(gè)位置生成基準(zhǔn)信號(hào)。然而，基 于相關(guān)性的程序是緩慢的，并且不能夠用現(xiàn)成的低成本數(shù)字信號(hào)處理器（DSP)實(shí)現(xiàn)數(shù)KHz 的速率。
[0012] 一些程序?qū)⒄一蛴嘞倚盘?hào)從相對(duì)光學(xué)編碼器內(nèi)插到高分辨率位置信號(hào)中。然 而，這些程序僅對(duì)基于正弦或余弦信號(hào)的相對(duì)編碼器起作用，并且不能夠被直接地應(yīng)用于 絕對(duì)編碼器，其中所感測(cè)到的信號(hào)是非周期性的。
[0013] 諸如現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列（FPGA)和專(zhuān)用集成電路（ASIC)的特殊設(shè)計(jì)的硬件能夠被 用于從感測(cè)到的信號(hào)確定位置信息，然而，這是以增加成本為代價(jià)。
[0014] 期望僅使用現(xiàn)成的DSP。因此，需要一種能夠以高速度產(chǎn)生高精密位置信息并且能 夠在現(xiàn)成的數(shù)字DSP上實(shí)現(xiàn)的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的實(shí)施方式提供了一種用于為絕對(duì)單軌編碼器確定高精度位置估計(jì)的方 法。該方法的高精度實(shí)現(xiàn)了微米內(nèi)的絕對(duì)精度。該方法的高速度使用常規(guī)數(shù)字信號(hào)處理器 (DSP)實(shí)現(xiàn)數(shù)KHz的速率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的標(biāo)尺的示意圖。
[0017] 圖2是使用圖1的標(biāo)尺的感測(cè)到的信號(hào)和代碼的示意圖。
[0018] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式對(duì)比特序列進(jìn)行解碼以獲得位置的示意圖。
[0019] 圖4示出理想的相對(duì)和絕對(duì)波形。
[0020] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式所檢測(cè)到的過(guò)零點(diǎn)點(diǎn)的示意圖。
[0021] 圖6是每?jī)蓚€(gè)過(guò)零點(diǎn)之間的比特?cái)?shù)的示意圖。
[0022] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式用于將線(xiàn)擬合為波形的上升和下降沿的示意圖。
[0023] 圖8是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式用于將線(xiàn)擬合為波形的上升和下降沿的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明的實(shí)施方式提供用于為絕對(duì)單軌線(xiàn)性編碼器確定高精密位置估計(jì)的方法。
[0025] 絕對(duì)標(biāo)尺
[0026] 圖1示出了針對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的絕對(duì)編碼器的標(biāo)尺100。在通過(guò)引用方 式并入本文中的相關(guān)美國(guó)申請(qǐng)13/100092中描述了該標(biāo)尺的細(xì)節(jié)。該標(biāo)尺被用于確定高分 辨率位置P = PA+Pil20。
[0027] 標(biāo)尺能夠包括供交錯(cuò)的光反射標(biāo)記101和不反射標(biāo)記102。每個(gè)標(biāo)記是B微米寬， 其是標(biāo)尺分辨率。
[0028] 每個(gè)標(biāo)記的寬度B是半節(jié)距。在一個(gè)實(shí)施方式中，B是20微米。讀頭110被安裝 在一定距離處并且與標(biāo)尺平行。讀頭包括傳感器111、（LED)光源112以及可選透鏡。所述 傳感器可以是N個(gè)傳感器的檢測(cè)器陣列，例如，N是2048。所述陣列可以是互補(bǔ)金屬氧化物 半導(dǎo)體（CMOS)或電荷耦合器件（CCD)。讀頭還包括連接到傳感器的常規(guī)數(shù)字信號(hào)處理器 115。
[0029] 取決于光源相對(duì)于讀頭的相對(duì)位置，所述標(biāo)記還能夠在不透明與透明之間交替。
[0030] 為了在標(biāo)尺上實(shí)現(xiàn)100 %信息密度，使用了比特序列。每個(gè)序列具有有限長(zhǎng)度并且 是唯一的，例如，德布魯因 （de Bruijn)序列103。階η的k-ary德布魯因序列B(k，n)是具 有大小k的給定字母表的循環(huán)序列，對(duì)于所述大小k的字母表中長(zhǎng)度η的每個(gè)可能的序列 作為連續(xù)字符的序列僅出現(xiàn)一次。如果每個(gè)B(k，n)具有長(zhǎng)度1^，則存在（k! k(Iri))/knf 不同的德布魯因序列B(k，η)。當(dāng)從前面或后面截?cái)嗨鲂蛄袝r(shí)，得到的序列在相同的η情 況下同樣具有唯一'I"生屬性。
[0031] 對(duì)于在半節(jié)距Β = 20微米情況下具有一米長(zhǎng)度的標(biāo)尺，需要50000比特長(zhǎng)的序 列。還能夠使用在階為16情況下長(zhǎng)度216 = 65536的更長(zhǎng)序列。能夠從前面或后面截?cái)噙@ 種序列以獲得50000比特序列。應(yīng)該注意的是，能夠使用具有非重復(fù)子序列的任何非周期 性序列。
[0032] 檢測(cè)器陣列需要至少η個(gè)比特的視場(chǎng)（F0V)以便使解碼成為可能。對(duì)于半節(jié)距Β =20微米并且使用階16的德布魯因序列，在標(biāo)尺上要求F0V是16 X 20 = 320微米。在 一個(gè)實(shí)施方式中，視場(chǎng)被設(shè)計(jì)為l_2mm以具有所期望的準(zhǔn)確度。
[0033] 對(duì)于奈圭斯特（Nyquist)采樣，序列的每個(gè)比特（S卩，標(biāo)尺的每個(gè)半節(jié)距）都映射 到線(xiàn)性檢測(cè)器陣列中的至少兩個(gè)像素。這需要至少16 X 2 = 32個(gè)像素，這遠(yuǎn)低于常規(guī)傳 感器中的像素?cái)?shù)。為了處理光學(xué)象差，諸如散焦模糊，能夠增加每半節(jié)距的像素?cái)?shù)。
[0034] 示例標(biāo)尺上的標(biāo)記被線(xiàn)性地布置。標(biāo)記在標(biāo)尺上的其它布置也是可能的，例如圓 形的、橢圓形的、螺旋形的等等。僅有的要求是針對(duì)特定代碼或非周期性序列順序地布置標(biāo) 記。
[0035] 圖2示出感測(cè)到的信號(hào)201 (多達(dá)一個(gè)比特（半節(jié)距））和對(duì)應(yīng)的解碼后的序列 202。長(zhǎng)度2n的查找表能夠被用來(lái)在整個(gè)德布魯因序列內(nèi)確定位置解碼序列。
[0036] 圖3示出德布魯因序列301、解碼序列、與查找表相匹配的代碼的結(jié)果以及與序列 中的一個(gè)比特相對(duì)應(yīng)的粗略位置P A310。查找表存儲(chǔ)非周期性序列的所有可能的序列以及 它們與標(biāo)尺的起點(diǎn)300相隔的距離。
[0037] 為了處理比特誤差，能夠?qū)⒅T如曼徹斯特編碼的編碼方案應(yīng)用到德布魯因序列。 這使解碼所需要的比特加倍。在其它實(shí)施方式中，德布魯因序列能夠被設(shè)計(jì)成使得能夠用 較小的查找表實(shí)現(xiàn)快速位置解碼。
[0038] 在一些應(yīng)用中，位置的已恢復(fù)分辨率應(yīng)該基本上高于半節(jié)距標(biāo)尺分辨率B。例如， 準(zhǔn)確度要求能夠是〇. 5微米，比B (20微米）小40倍。因此，我們需要能夠解析標(biāo)尺上的每 個(gè)標(biāo)記內(nèi)的位置的超分辨率方法。這被稱(chēng)為高精度（精細(xì)）定位。
[0039] 重要的是，高精度定位能夠適用于任何標(biāo)尺圖案，諸如絕對(duì)標(biāo)尺。這使得編碼器能 夠在各種應(yīng)用中是使用。
[0040] 方法描述
[0041] 考慮到具有N個(gè)像素的ID傳感器，獲取了標(biāo)尺的ID代表性信號(hào)。與標(biāo)尺上的每 個(gè)黑色標(biāo)記或白色標(biāo)記相對(duì)應(yīng)的像素塊的長(zhǎng)度是F，其中F可選地取決于透鏡放大率。頻度 或每半節(jié)距的像素是F。
[0042] 理想地，標(biāo)尺的反射（或透明）區(qū)的強(qiáng)度（振幅）是大的，例如對(duì)于8像素傳感器 的255級(jí)的灰度來(lái)說(shuō)為200,并且標(biāo)尺的非反射區(qū)的強(qiáng)度是小的，例如灰度上的零。
[0043] 如圖4(A)中示出的理想情況，相對(duì)標(biāo)尺的信號(hào)對(duì)應(yīng)于在傳感器處的方波形，對(duì)于 F個(gè)像素來(lái)說(shuō)是高的，并且然后對(duì)于F個(gè)像素來(lái)說(shuō)是低的等。
[0044] 如圖4(B)中針對(duì)絕對(duì)標(biāo)尺所示出的，感測(cè)到的信號(hào)對(duì)于F的某個(gè)整數(shù)倍來(lái)說(shuō)是高 的，對(duì)于F的某個(gè)整數(shù)倍來(lái)說(shuō)是低的，等等。整數(shù)倍取決于底層絕對(duì)代碼，或者對(duì)于相對(duì)標(biāo) 尺來(lái)說(shuō)總是一。
[0045] 在實(shí)踐中，數(shù)個(gè)因素導(dǎo)致標(biāo)尺圖像的偏差。這些因素包括但不限于：
[0046] (a)傳感器的隨機(jī)噪聲；
[0047] (b)伽瑪或其它非線(xiàn)性；
[0048] (c)傳感器的固定模式噪聲；
[0049] (d)光學(xué)散焦；
[0050] (e)標(biāo)尺定位相對(duì)于傳感器的相對(duì)角誤差；
[0051] (f)由于熱而導(dǎo)致的標(biāo)尺放大；以及
[0052] (g)由于標(biāo)尺和傳感器之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而導(dǎo)致的運(yùn)動(dòng)模糊。
[0053] (h)由于透鏡而導(dǎo)致的光學(xué)畸變。
[0054] 為了準(zhǔn)確的定位，重要的是方法對(duì)這些因素有彈性。
[0055] 用于使用增量標(biāo)尺的定位估計(jì)的一種已知方法是基于使用解調(diào)技術(shù)（例如，反正 切法）來(lái)估計(jì)信號(hào)的相位Θ。感測(cè)到的信號(hào)被乘以相同頻率的正弦波和余弦波。結(jié)果被低 通濾波并且取平均。然后，兩個(gè)值的比值的反正切被用來(lái)確定感測(cè)到的信號(hào)的相位。能夠 ρ_ θχΒ 根據(jù)--使用標(biāo)尺分辨率Β將相位轉(zhuǎn)換為位置。 π
[0056] 然而，該方法僅對(duì)增量（周期性）標(biāo)尺起作用，并且不能夠被應(yīng)用于使用非周期性 序列的絕對(duì)標(biāo)尺。與周期性序列相比，非周期性序列修改相位，并且在附加的頻率處引入信 號(hào)。這導(dǎo)致錯(cuò)誤。
[0057] 因此，需要一種能夠被用于采用非周期性布魯因序列的絕對(duì)標(biāo)尺的高精度定位方 法。
[0058] 絕對(duì)標(biāo)尺的相位定義
[0059] 對(duì)于絕對(duì)標(biāo)尺，如圖5中所示，能夠使用信號(hào)相對(duì)于信號(hào)502的起點(diǎn)的基準(zhǔn)過(guò)零點(diǎn) Γ)τγ fff> /) ο 距離D501來(lái)定義相位。增量相位6 γ '并且增量位置Pi是€ = f ^。 r π F
[0060] 粗略位置？&通過(guò)將底層代碼序列與已知的非周期性序列相匹配來(lái)獲得的。粗略位 置能夠使用預(yù)定的查找表來(lái)獲得。最終的絕對(duì)位置P是粗略位置P A和增量位置Pi的和，P =(PA+Pi)。
[0061] 為了估計(jì)絕對(duì)位置，我們從感測(cè)到的ID信號(hào)S來(lái)估計(jì)D、F以及底層序列。
[0062] 過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)
[0063] 能夠從S減去閾值m并且得到的信號(hào)的過(guò)零點(diǎn)對(duì)應(yīng)于原始標(biāo)尺中的邊緣。閾值能 夠被預(yù)先確定（例如，針對(duì)灰度級(jí)128)，或者從感測(cè)到的信號(hào)S來(lái)估計(jì)（例如，S的平均灰 度值）。閾值可以是固定的，或者連同相位和頻率一起改善。如在常規(guī)邊緣檢測(cè)技術(shù)中那 樣，能夠在過(guò)零點(diǎn)的檢測(cè)之前對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波以減少噪聲的影響。
[0064] 首先，我們對(duì)一般情況進(jìn)行描述，其中m從信號(hào)S獲得并且連同D和F -起被改善 至更高分辨率。
[0065] 從信號(hào)S來(lái)估計(jì)m的初始值。因?yàn)樾盘?hào)S的增益是未知的，所以預(yù)先確定的值（諸 如128)是不正確的。因此，m的初始值被選擇為信號(hào)S的平均強(qiáng)度（振幅）
[0066]

【權(quán)利要求】
1. 一種確定位置的方法，該方法包括以下步驟： 感測(cè)標(biāo)尺上的多個(gè)標(biāo)記的非周期性序列中的與所述標(biāo)記的子序列相對(duì)應(yīng)的信號(hào)； 通過(guò)將所述子序列與所述非周期性序列的所有可能的子序列相匹配來(lái)確定粗略位置 Pa； 檢測(cè)與所述信號(hào)的上升沿相對(duì)應(yīng)的過(guò)零點(diǎn)和與所述信號(hào)的下降沿相對(duì)應(yīng)的過(guò)零點(diǎn)； 使用檢測(cè)到的過(guò)零點(diǎn)來(lái)計(jì)算增量位置Pi ;以及 計(jì)算所述粗略位置和所述增量位置之和以求得所述位置， 其中，上述步驟在數(shù)字信號(hào)處理器中執(zhí)行。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述粗略位置在離開(kāi)所選擇的基準(zhǔn)過(guò)零點(diǎn)的距 離D處，并且所述增量位置Pi是D/F，其中F是半節(jié)距的頻度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，每個(gè)標(biāo)記的寬度B是半節(jié)距。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述信號(hào)由讀頭感測(cè)，所述讀頭包括具有像素陣 列的互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體（CMOS)或電荷耦合器件。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述非周期性序列是德布魯因序列。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述標(biāo)記被順序地且線(xiàn)性地布置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述標(biāo)記被按照任意構(gòu)造順序地布置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述位置的分辨率基本上高于所述半節(jié)距。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述位置的精度基本上高于所述半節(jié)距。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述半節(jié)距的頻度是F。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述粗略位置在離開(kāi)所述標(biāo)尺的起點(diǎn)的距離 PA處，每個(gè)標(biāo)記的寬度B是半節(jié)距，并且所述半節(jié)距的頻度是F，并且所述增量位置是Pi為 DB .. .〇 F
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述過(guò)零點(diǎn)是相對(duì)于閾值m的。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述閾值是固定的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述閾值連同所述信號(hào)的相位和頻度一起被 改善。
15. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，m的初始值被從所述信號(hào)S估計(jì)為所述信號(hào)S 的平均強(qiáng)度
其中，P是所述信號(hào)S的采樣的數(shù)量N。
16. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，在所述檢測(cè)中，將多條線(xiàn)擬合到各個(gè)上升沿和 所述下降沿，其中，每條線(xiàn)具有斜率ap和截距b p。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述斜率和截距分別是
并且所述線(xiàn)上的與m的強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的空間 位置是 z = aXm+b〇
18. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，斜率ap和截距bp對(duì)于所有上升沿來(lái)說(shuō)是相同 的，并且所述斜率_a p由所有下降沿共享。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中，z的分辨率基本上高于所述傳感器的像素分辨 率。
20. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述過(guò)零點(diǎn)相對(duì)于閾值m，并且使用線(xiàn)性系統(tǒng) 來(lái)改善D、F和m。
21. -種確定位置的裝置，該裝置包括： 讀頭，其被構(gòu)造成感測(cè)與標(biāo)尺上的多個(gè)標(biāo)記的非周期性序列中的所述標(biāo)記的子序列相 對(duì)應(yīng)的信號(hào)；以及 數(shù)字信號(hào)處理器（DSP)，該數(shù)字信號(hào)處理器（DSP)被構(gòu)造成通過(guò)將所述子序列與所述 非周期性序列的所有可能的序列相匹配來(lái)確定粗略位置PA，并且檢測(cè)與所述信號(hào)的上升沿 相對(duì)應(yīng)的過(guò)零點(diǎn)和與所述信號(hào)的下降沿相對(duì)應(yīng)的過(guò)零點(diǎn)，并且所述DSP使用所述過(guò)零點(diǎn)來(lái) 計(jì)算增量位置Pi，并且其中，所述粗略位置和所述增量位置的總和是所述位置。
【文檔編號(hào)】G01D5/347GK104105951SQ201280069009
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月7日
【發(fā)明者】阿米特·阿格拉瓦爾, J·桑頓 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社