CN117804509A - 绝对旋转编码器、解码方法、解码装置及*** - Google Patents

绝对旋转编码器、解码方法、解码装置及*** Download PDF

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李虎彪
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Abstract

本发明公开了一种绝对旋转编码器、解码方法、解码装置以及***，该绝对旋转编码器包括：第一码道和第二码道，第一码道和第二码道为零点位置对齐且同心设置的两圈圆环形码道；用于读取第一码道的第一角度值和第二码道的第二角度值的读数头；和读数头相连接，用于根据第一角度值和第二角度值进行解码运算的处理器；其中，第一码道的第一码道总周期数和第二码道的第二码道总周期数之间满足2M＝a·N+1；2M为第一码道总周期数，N为第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数。本申请中将第一码道和第二码道分别对应的总周期数满足2M＝a·N+1，从而降低绝对旋转编码器的加工难度和成本，降低解码运算的运算难度。

Description

绝对旋转编码器、解码方法、解码装置及***
技术领域
本发明涉及编码器技术领域，特别是涉及一种绝对旋转编码器、解码方法、解码装置以及***。
背景技术
旋转编码器是电机工作过程中必不可少的测量装置。基于游标原理所形成的绝对式旋转编码器中，通常会设置主码道和游标码道两圈不同的明暗条纹码道，且两圈码道之间的周期数相差为1，由此利用游标原理对旋转编码器的码道旋转过程中得绝对位置数据进行解码测量。
主码道的明暗条纹周期数一般为2n个，例如主码道的明暗条纹周期数为8，16，32，64，128，256，512，1024等等；而为了保证旋转编码器的测量精度，主码道一般需要设置相对较大的明暗条纹周期数，这使得旋转编码器的码道加工难度增大。
发明内容
本发明的目的是提供一种绝对旋转编码器、解码方法、解码装置以及***，在一定程度上降低绝对旋转编码器的加工难度和加工成本。
为解决上述技术问题，本发明提供一种绝对旋转编码器，包括：
第一码道和第二码道，所述第一码道和所述第二码道为零点位置对齐且同心设置的两圈圆环形码道；
用于读取所述第一码道的第一角度值和所述第二码道的第二角度值的读数头；
和所述读数头相连接，用于根据所述第一角度值和所述第二角度值进行解码运算的处理器；
其中，所述第一码道的第一码道总周期数和所述第二码道的第二码道总周期数之间满足2M＝a·N+1；2M为所述第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数。
在本申请的一种可选地实施例中，所述第二码道总周期数不大于所述第一码道总周期数的三分之二。
在本申请的一种可选地实施例中，所述第二码道总周期数不小于所述第一码道总周期数的三分之一。
一种绝对旋转编码器的解码方法，应用于如上任一项所述的绝对旋转编码器；所述解码方法包括：
获得所述绝对旋转编码器中的所述第一码道的第一角度值和所述第二码道的第二角度值；
根据所述第一角度值和所述第二角度值，以及所述第一码道和所述第二码道之间的位置关系，进行解码运算，确定所述读数头读取的绝对位置。
在本申请的一种可选地实施例中，根据所述第一角度值和所述第二角度值，以及所述第一码道和所述第二码道之间的位置关系，进行解码运算，确定所述读数头读取的绝对位置，包括：
根据解码运算公式X＝βM-a·βN+b·360，以及所述第一角度值和所述第二角度值，进行解码运算，获得解码运算结果；其中，X为所述解码运算结果，βM为所述第一角度值，βN为所述第二角度值；2M为所述第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数，且当βM-a·βN大于等于0时，b取0；当βM-a·βN小于0时，b为使得X大于0的最小正整数；
根据所述解码运算结果，以及预先确定的解码运算结果和绝对位置之间的关联关系，确定所述绝对位置。
在本申请的一种可选地实施例中，根据所述第一角度值和所述第二角度值，以及所述第一码道和所述第二码道之间的位置关系，进行解码运算，确定所述读数头读取的绝对位置，包括：
根据差值运算关系式S＝[βM*N-βN*2M]/2M，所述第一角度值以及所述第二角度值进行差值运算，获得阶梯差值；其中，S为所述阶梯差值，βM为所述第一角度值，βN为所述第二角度值，2M为所述第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数；
将所述阶梯差值的大小和预先确定的所述第一码道每个码道周期对应的标准阶梯差值进行对比，确定对应的标准阶梯差值和所述阶梯差值一致的码道周期数，作为所述第一角度值对应的绝对位置周期数；
根据所述第一角度值和对应的所述绝对位置周期数，确定所述绝对位置数据。
一种绝对旋转编码器的解码装置，其特征在于，应用于如上任一项所述的绝对旋转编码器；所述解码装置包括：
数据获取模块，获得所述绝对旋转编码器中的所述第一码道的第一角度值和所述第二码道的第二角度值；
解码运算模块，用于根据所述第一角度值和所述第二角度值，以及所述第一码道和所述第二码道之间的位置关系，进行解码运算，确定所述读数头读取的绝对位置。
在本申请的一种可选地实施例中，所述解码运算模块包括：
第一运算单元，用于根据解码运算公式X＝βM-a·βN+b·360，以及所述第一角度值和所述第二角度值，进行解码运算，获得解码运算结果；其中，X为所述解码运算结果，βM为所述第一角度值，βN为所述第二角度值；2M为所述第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数，且当βM-a·βN大于等于0时，b取0；当βM-a·βN小于0时，b为使得X大于0的最小正整数；
第二运算单元，用于根据所述解码运算结果，以及预先确定的解码运算结果和绝对位置之间的关联关系，确定所述绝对位置。
在本申请的一种可选地实施例中，所述解码运算模块包括：
第三运算单元，用于根据差值运算关系式S＝βM*N-βN*2M，所述第一角度值以及所述第二角度值进行差值运算，获得阶梯差值；其中，S为所述阶梯差值，βM为所述第一角度值，βN为所述第二角度值，2M为所述第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数；
第四运算单元，用于将所述阶梯差值的大小和预先确定的所述第一码道每个码道周期对应的标准阶梯差值进行对比，确定对应的标准阶梯差值和所述阶梯差值一致的码道周期数，作为所述第一角度值对应的绝对位置周期数；
第五运算单元，用于根据所述第一角度值和对应的所述绝对位置周期数，确定所述绝对位置数据。
一种绝对旋转编码器***，包括如上任一项所述的绝对直线编码器，其中，所述绝对旋转编码器中的处理器用于执行如上任一项所述的绝对旋转编码器的解码方法的步骤。
本发明所提供的一种绝对旋转编码器、解码方法、解码装置以及***，该绝对旋转编码器包括：第一码道和第二码道，第一码道和第二码道为零点位置对齐且同心设置的两圈圆环形码道；用于读取第一码道的第一角度值和第二码道的第二角度值的读数头；和读数头相连接，用于根据第一角度值和第二角度值进行解码运算的处理器；其中，第一码道的第一码道总周期数和第二码道的第二码道总周期数之间满足2M＝a·N+1；2M为第一码道总周期数，N为第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数。
本申请中将第一码道和第二码道分别对应的第一码道总周期数和第二码道总周期数设置为满足2M＝a·N+1这一关联关系，并且a是大于1的，也即是说第一码道总周期数和第二码道总周期数之间的差值并不是相差为1，二者之间可以存在更大的差值；由此在实际应用中，为了能够提高绝对旋转编码器的测量精度，在将第一码道总周期数设定为更大的周期数的基础上，可以相应地将第二码道总周期数设置的更小，由此即可在保证编码器的测量精度的基础上，降低第二码道总周期数的数量，从而在一定程度上降低第二码道的加工难度，也即降低绝对旋转编码器的加工难度和成本；且在解码过程中，可以利用第一码道总周期数和第二码道总周期数之间满足2M＝a·N+1这一特定的关联关系，实现解码运算过程，从而在一定程度上降低解码运算的运算难度。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的绝对旋转编码器的码道结构示意图；
图2为本申请实施例提供的绝对编码器的解码方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的随机械位置变化的第一角度值、第二角度值以及第一角度值和第二角度值之间的差值的坐标示意图；
图4为本申请实施例提供的一种随机械位置变化的阶梯差值示意图；
图5为本申请实施例提供的一种随明暗条纹周期数变化的阶梯差值示意图；
图6为本申请实施例提供的一种调整后的随明暗条纹周期数变化的阶梯差值；
图7为本发明实施例提供的绝对旋转编码器的解码装置的结构框图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种绝对旋转编码器以及该绝对旋转编码器的解码方法、解码装置以及***，能够在一定程度上降低绝对旋转编码器的码道加工难度以及降低解码运算难度。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，图1为本申请实施例提供的绝对旋转编码器的码道结构示意图。
在本申请的一种具体实施例中，该绝对旋转编码器可以包括：
第一码道11和第二码道12，第一码道11和第二码道12为零点位置对齐且同心设置的两圈圆环形码道；
用于读取第一码道11的第一角度值和第二码道12的第二角度值的读数头13；
和读数头13相连接，用于根据第一角度值和第二角度值进行解码运算的处理器；
其中，第一码道11的第一码道总周期数和第二码道12的第二码道总周期数之间满足2M＝a·N+1；2M为第一码道总周期数，N为第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数。
可以理解的是，对于绝对旋转编码器而言，其每个码道均为圆环形码道，码道上明暗相间排布有若干个条纹，一条明条纹和一条暗条纹也即组成码道上一个周期的明暗条纹，在一圈码道上明暗条纹的总周期数也即对应该码道上的码道总周期数。
在此基础上，本实施例中同心设置有两圈不同的圆环形码道，由此当两圈码道同步旋转读数头13一次测量两圈码道上不同的位置点的过程中，同一个绝对位置，读取两个码道上的光信号也就并不相同，而根据经过两个码道测得的光信号所输出的第一角度值以及第二角度值显然也就并不相同；基于该第一角度值和第二角度值，以及两圈码道之间满足的关联关系式2M＝a·N+1，也即可解码确定出读数头13当前测量的绝对位置。
本实施例设置第一码道11的第一码道总周期数和第二码道12的第二码道总周期数之间满足2M＝a·N+1，并且M、N、a均为大于1的正整数。
一方面使得第一码道总周期数和第二码道总周期数之间的差值大于等于3；由此，在实际应用中，当为了提高绝对旋转编码器的测量精度，可以将第一码道11的明暗条纹的数量设置更多，也即是说第一码道总周期数相对较大，在此基础上，第二码道总周期数并不需要仅相对于第一码道总周期数小1，而是可以相对于第一码道总周期数相差更大，也即是说本实施例中的第二码道总周期数可以相对较小，第二码道12上的明暗条纹的数量可以相对更少，从而在一定程度上使得第二码道12上明暗条纹加工的难度相对降低，从而在一定程度上降低整个绝对旋转编码器的加工成本。
另一方面，本实施例中第一码道总周期数和第二码道总周期数之间满足2M＝a·N+1这一特定的关联关系，由此，在根据读数头13在同一绝对位置分别读取第一码道11和第二码道12上的第一角度值和第二角度值之后，即可利用上述特定的关联关系进行解码运算，基于该特定的关联关系，能够在一定程度上降低绝对旋转编码器的解码难度。
由此可见，本实施例所提供的绝对编码器，能够在保证绝对旋转编码器的测量精度的基础上，降低绝对旋转编码器的加工难度以及解码运算的难度。
基于上述论述，为了尽可能的降低第二码道12的明暗条纹加工难度，可以设定该第二码道总周期数不大于第一码道总周期数的三分之二；例如，第二码道总周期数可以大致接近第一码道总周期数的一半。
当然，为了避免第二码道总周期数过小，进而影响解码精度，还可以进一步地设置第二码道总周期数不小于第一码道总周期数的三分之一。
综上所述，本申请中将第一码道和第二码道分别对应的第一码道总周期数和第二码道总周期数设置为满足2M＝a·N+1这一关联关系，并且a是大于1的，也即是说第一码道总周期数和第二码道总周期数之间的差值并不是相差为1，二者之间可以存在更大的差值；由此在实际应用中，为了能够提高绝对旋转编码器的测量精度，在将第一码道总周期数设定为更大的周期数的基础上，可以相应地将第二码道总周期数设置的更小，由此即可在保证编码器的测量精度的基础上，降低第二码道总周期数的数量，从而在一定程度上降低第二码道的加工难度；且在解码过程中，可以利用第一码道总周期数和第二码道总周期数之间满足2M＝a·N+1这一特定的关联关系，实现解码运算过程，从而在一定程度上降低解码运算的运算难度。
基于上述论述，本申请中进一步地提供了一种绝对旋转编码器的解码方法的实施例，应用于上述任一项所述的绝对旋转编码器。如图2所示，图2为本申请实施例提供的绝对编码器的解码方法的流程示意图。在本申请的一种具体实施例中，该绝对旋转编码器的解码方法包括：
S1：获得绝对旋转编码器中的第一码道的第一角度值和第二码道的第二角度值；
S2：根据第一角度值和第二角度值，以及第一码道和第二码道之间的位置关系，进行解码运算，确定读数头读取的绝对位置。
需要说明的是，读数头在读取每个码道的每个周期的明暗条纹位置对应的光信号，并输出对应的读取数据过程中，读数头经过同一个周期的明暗条纹时采集获得的光信号均为呈正弦函数，相应地，读数头针对该光信号输出的读取数据也即是正弦函数对应的角度位置数据；由此，读数头在同一个明暗条纹中读取的光信号输出的角度值也即是[0，360]的角度范围内变化的角度值。
为了便于理解，如图3所示，图3中以第一码道的第一码道总周期数为8，而第二码道的码道总周期数为3为例，示出了第一码道和第二码道分别对应整个一圈机械位置中读数头读取第一码道和第二码道上的各个机械位置分别输出的角度值；其中，图3中的横坐标为机械位置，纵坐标为角度值。在图3所示的实施例中，是将两个码道上一圈的机械位置划分为360度，由此对于第一码道，读数头输出的第一角度值呈8个周期变化，而第二码道对应的第二角度值则呈3个周期变化。
在此基础上，为了进一步地基于读数头当前读取的第一角度值和第二角度值解码确定当前的绝对位置，在本申请的一种可选地实施例中，根据第一角度值和第二角度值进行解码运算的过程具体可以包括：
S211：根据解码运算公式X＝βM-a·βN+b·360，以及第一角度值和第二角度值，进行解码运算，获得解码运算结果；其中，X为解码运算结果，βM为第一角度值，βN为第二角度值；2M为第一码道总周期数，N为第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数，且当βM-a·βN大于等于0时，b取0；当βM-a·βN小于0时，b为使得X大于0的最小正整数；
S212：根据解码运算结果，以及预先确定的解码运算结果和绝对位置之间的关联关系，确定绝对位置。
为了便于说明，进一步地以第一码道的第一码道总周期数为8，而第二码道的码道总周期数为3为例进行说明。将一圈各个机械位置上，第一码道对应的第一角度值和第二码道对应的第二角度值进行差值运算，且其中若存在差值结果为负，则将该差值结果加上360度，也即是将差值结果调整至[0，360]的角度范围内；如图3所示，最终确定出的第一角度值和第二角度值之间的差值为一个随机械位置变化而呈5个周期变化的差值结果；由此可见该差值结果所呈现的周期数恰好等于第一码道总周期数和第二码道总周期数之间差值；并且，若进一步地将该呈5个周期变化的差值结果进一步地和第二角度值进行差值运算，可以得到一个呈2个周期变化的差值结果。依次类推，可以确定，当第一码道对应的第一角度值和第二码道对应的第二角度值的整数倍进行差值运算，并将运算结果调整至[0，360]的角度范围内之后，差值结果随机械位置的变化所呈现的周期恰好等于第一码道周期数和第二码道周期数的整数倍的差值。
尽管图3所示的两圈码道分别对应的码道总周期数并不满足本实施例中的第一码道和第二码道分别对应的码道总周期数之间的关联关系，但并不影响本实施例中第一码道和第二码道同样满足上述两圈码道分别对应的角度值之间的差值所满足的规律。
并且，本实施例中第一码道总周期数和第二码道总周期数之间恰好满足2M＝a·N+1这一关联关系；其中，2M为第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数。也即是说第一码道总周期数恰好是第二码道总周期数的N倍再加1。由此可见，对于满足2M＝a·N+1这一关联关系的第一码道和第二码道而言，将第一角度值和第二角度值的N倍进行差值运算，再调整至[0，360]的角度范围内之后，所呈现的结果即为随一圈各个机械位置呈一次线性变化的差值。
由此，在实际应用过程中，可以预先根据第一码道和第二码道分别对应的第一码道总周期数和第二码道总周期数以及各个机械位置分别对应的第一角度值和第二角度值，确定第一角度值和第二角度值的N倍进行差值运算并调整至[0，360]的角度范围内之后的差值结果随机械位置变化的一次线性关系式。由此在读数头读取第一码道和第二码道分别对应的当前的第一角度值和第二角度值的基础上，即可将该第一角度值和第二角度值代入到解码运算公式X＝βM-a·βN+b·360中，由此获得解码运算结果，在实际应用中，可以直接以该解码运算结果对应的机械位置作为读数头读取的绝对位置；也可以基于该机械位置大致确定出当前测得的第一角度值所在的明暗条纹周期数，以该明暗条纹周期数和第一角度值共同确定当前测得的绝对位置。
当然，本申请中根据第一角度值和第二角度值进行解码运算的过程中，并不仅限于上述一种解码方式。在本申请的另一可选地实施例中，根据读数头当前测得的第一角度值和第二角度值，进行解码运算的过程可以包括：
S221：根据差值运算关系式S＝[βM*N-βN*2M]/2M，第一角度值以及第二角度值进行差值运算，获得阶梯差值；
其中，S为阶梯差值，βM为第一角度值，βN为第二角度值，2M为第一码道总周期数，N为第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数；
S222：将阶梯差值的大小和预先确定的第一码道每个码道周期对应的标准阶梯差值进行对比，确定对应的标准阶梯差值和阶梯差值一致的码道周期数，作为第一角度值对应的绝对位置周期数；
S223：根据第一角度值和对应的绝对位置周期数，确定绝对位置数据。
为了便于理解，如图4所示，图4中以第一码道总周期数为8，第二码道总周期数为3为例，示出了随一圈机械位置的变化，第一角度值和第二角度值按照上述差值运算关系式S＝[βM*N-βN*2M]/2M运算，获得的阶梯差值的变化；图4中的横坐标即为机械位置，纵坐标为阶梯差值。由图可知，各个不同机械位置对应的第一角度值和第二角度值之间的阶梯差值呈分段阶梯变化，且每一段阶梯差值的大小均不相同；进一步地如图5所示，图5则是将图4中的横坐标换为机械位置对应的第一码道上的每个明暗条纹周期位置；由图5可知，参照图4和图5明显可以确定，对应第一码道的每个明暗条纹周期位置上，根据差值运算关系式S＝[βM*N-βN*2M]/2M运算确定的阶梯差值各不相同。
由此，可以预先确定第一码道上每个周期的明暗条纹位置对应的阶梯差值作为标准阶梯差值；在实际应用中，将读数头当前读取的第一角度值和第二码道的角度值代入到上述差值运算关系式中，将运算确定的阶梯差值的大小和各个标准阶梯差值的大小进行对比，当该阶梯差值和其中一个标准阶梯差值的大小相同，则该标准阶梯差值对应的第一码道的条纹周期数，也即是读数头当前测得的第一角度值是位于第一码道上的明暗条纹周期数，也即表示读数头当前测得的第一角度值是位于第一码道上的哪个周期的明暗条纹中，再结合该第一角度值也即可确定准确的绝对位置数据。
但如图4和图5所示，在图4和图5所示的实施例中，第一码道的第三个明暗条纹周期和第六个明暗条纹周期中所对应的标准阶梯差值均分为两段不同的差值大小；且在一圈各个不同机械位置处分别对应的标准阶梯差值有正有负。为此，为了简化各个标准阶梯差值，可以进一步地对各个不同位置对应的标准阶梯差值进行调整，即当根据S＝[βM*N-βN*2M]/2M运算确定的标准阶梯差值小于0，则将该标准阶梯差加上360，从而将所有的标准阶梯差值均调整至[0，360]的范围区间内。如图6所示，图6即为图5中的标准阶梯差值进行调整之后的标准阶梯差值，在图6所示的实施例中，原本在第三个明暗条纹周期中分为两段的标准阶梯差值也调整成了一段。
可以理解的是，若按照图6所示的类似方式调整标准阶梯差值之后，在根据读数头当前测得的第一角度值和第二角度值计算出对应的阶梯差值后，即需要先判断该阶梯差值是否小于0，若小于0，则先将其加上360，也即调整至[0，360]的范围区间内，再将调整后的阶梯差值和标准阶梯差值对比，若确定出该阶梯差值和某一标准阶梯差值的大小相同，则读数头当前读取的第一角度值所在的明暗条纹周期即为该标准阶梯差值所对应的明暗条纹周期，也即绝对位置周期数，根据该绝对位置周期数结合第一角度值，即可确定当前测得的绝对位置。
另外，图4至图6所示的实施例中第一码道和第二码道之间的关系并不满足2M＝a·N+1；但在实际应用中，只要第一码道的第一码道总周期数和第二码道的第二码道总周期数之间互质，其对应的阶梯差值即可呈现图4至图6中阶梯差值类似的规律；对于本实施例中满足2M＝a·N+1这一关系的第一码道总周期数和第二码道总周期数，显然也满足互质条件。
此外，在实际应用中，本申请中利用第一码道和第二码道之间的关联关系也可以采用其他解码方式实现绝对位置的解码运算，对此本申请中不一一列举。
下面对本发明实施例提供的绝对旋转编码器的解码装置进行介绍，下文描述的绝对旋转编码器的解码装置与上文描述的绝对旋转编码器的解码方法可相互对应参照。
图7为本发明实施例提供的绝对旋转编码器的解码装置的结构框图，应用于上述绝对旋转编码器，参照图7中的绝对旋转编码器的解码装置可以包括：
数据获取模块100，获得所述绝对旋转编码器中的所述第一码道的第一角度值和所述第二码道的第二角度值；
解码运算模块200，用于根据所述第一角度值和所述第二角度值，以及所述第一码道和所述第二码道之间的位置关系，进行解码运算，确定所述读数头读取的绝对位置。
在本申请的一种可选地实施例中，解码运算模块200包括：
第一运算单元，用于根据解码运算公式X＝βM-a·βN+b·360，以及所述第一角度值和所述第二角度值，进行解码运算，获得解码运算结果；其中，X为所述解码运算结果，βM为所述第一角度值，βN为所述第二角度值；2M为所述第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数，且当βM-a·βN大于等于0时，b取0；当βM-a·βN小于0时，b为使得X大于0的最小正整数；
第二运算单元，用于根据所述解码运算结果，以及预先确定的解码运算结果和绝对位置之间的关联关系，确定所述绝对位置。
在本申请的一种可选地实施例中，解码运算模块200包括：
第三运算单元，用于根据差值运算关系式S＝[βM*N-βN*2M]/2M，所述第一角度值以及所述第二角度值进行差值运算，获得阶梯差值；其中，S为所述阶梯差值，βM为所述第一角度值，βN为所述第二角度值，2M为所述第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数；
第四运算单元，用于将所述阶梯差值的大小和预先确定的所述第一码道每个码道周期对应的标准阶梯差值进行对比，确定对应的标准阶梯差值和所述阶梯差值一致的码道周期数，作为所述第一角度值对应的绝对位置周期数；
第五运算单元，用于根据所述第一角度值和对应的所述绝对位置周期数，确定所述绝对位置数据。
本实施例的绝对旋转编码器的解码装置用于实现前述的绝对旋转编码器的解码方法，因此绝对旋转编码器的解码装置中的具体实施方式可见前文中的绝对旋转编码器的解码方法的实施例部分，其具体实施方式可以参照相应的各个部分实施例的描述，在此不再赘述。
本申请还提供了绝对旋转编码器***实施例，该绝对旋转编码器***包括如上任一项所述的绝对旋转编码器，其中，该绝对旋转编码器中的处理器用于执行如上任一项所述的绝对旋转编码器的解码方法的步骤。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种绝对旋转编码器，其特征在于，包括：
第一码道和第二码道，所述第一码道和所述第二码道为零点位置对齐且同心设置的两圈圆环形码道；
用于读取所述第一码道的第一角度值和所述第二码道的第二角度值的读数头；
和所述读数头相连接，用于根据所述第一角度值和所述第二角度值进行解码运算的处理器；
其中，所述第一码道的第一码道总周期数和所述第二码道的第二码道总周期数之间满足2M＝a·N+1；2M为所述第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数。
2.如权利要求1所述的绝对旋转编码器，其特征在于，所述第二码道总周期数不大于所述第一码道总周期数的三分之二。
3.如权利要求1所述的绝对旋转编码器，其特征在于，所述第二码道总周期数不小于所述第一码道总周期数的三分之一。
4.一种绝对旋转编码器的解码方法，其特征在于，应用于如权利要求1至3任一项所述的绝对旋转编码器；所述解码方法包括：
获得所述绝对旋转编码器中的所述第一码道的第一角度值和所述第二码道的第二角度值；
根据所述第一角度值和所述第二角度值，以及所述第一码道和所述第二码道之间的位置关系，进行解码运算，确定所述读数头读取的绝对位置。
5.如权利要求4所述的绝对旋转编码器的解码方法，其特征在于，根据所述第一角度值和所述第二角度值，以及所述第一码道和所述第二码道之间的位置关系，进行解码运算，确定所述读数头读取的绝对位置，包括：
根据解码运算公式X＝βM-a·βN+b·360，以及所述第一角度值和所述第二角度值，进行解码运算，获得解码运算结果；其中，X为所述解码运算结果，βM为所述第一角度值，βN为所述第二角度值；2M为所述第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数，且当βM-a·βN大于等于0时，b取0；当βM-a·βN小于0时，b为使得X大于0的最小正整数；
根据所述解码运算结果，以及预先确定的解码运算结果和绝对位置之间的关联关系，确定所述绝对位置。
6.如权利要求4所述的绝对旋转编码器的解码方法，其特征在于，根据所述第一角度值和所述第二角度值，以及所述第一码道和所述第二码道之间的位置关系，进行解码运算，确定所述读数头读取的绝对位置，包括：
根据差值运算关系式S＝[βM*N-βN*2M]/2M，所述第一角度值以及所述第二角度值进行差值运算，获得阶梯差值；其中，S为所述阶梯差值，βM为所述第一角度值，βN为所述第二角度值，2M为所述第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数；
将所述阶梯差值的大小和预先确定的所述第一码道每个码道周期对应的标准阶梯差值进行对比，确定对应的标准阶梯差值和所述阶梯差值一致的码道周期数，作为所述第一角度值对应的绝对位置周期数；
根据所述第一角度值和对应的所述绝对位置周期数，确定所述绝对位置数据。
7.一种绝对旋转编码器的解码装置，其特征在于，应用于如权利要求1至3任一项所述的绝对旋转编码器；所述解码装置包括：
数据获取模块，获得所述绝对旋转编码器中的所述第一码道的第一角度值和所述第二码道的第二角度值；
解码运算模块，用于根据所述第一角度值和所述第二角度值，以及所述第一码道和所述第二码道之间的位置关系，进行解码运算，确定所述读数头读取的绝对位置。
8.如权利要求7所述的绝对旋转编码器的解码装置，其特征在于，所述解码运算模块包括：
第一运算单元，用于根据解码运算公式X＝βM-a·βN+b·360，以及所述第一角度值和所述第二角度值，进行解码运算，获得解码运算结果；其中，X为所述解码运算结果，βM为所述第一角度值，βN为所述第二角度值；2M为所述第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数，且当βM-a·βN大于等于0时，b取0；当βM-a·βN小于0时，b为使得X大于0的最小正整数；
第二运算单元，用于根据所述解码运算结果，以及预先确定的解码运算结果和绝对位置之间的关联关系，确定所述绝对位置。
9.如权利要求7所述的绝对旋转编码器的解码装置，其特征在于，所述解码运算模块包括：
第三运算单元，用于根据差值运算关系式S＝[βM*N-βN*2M]/2M，所述第一角度值以及所述第二角度值进行差值运算，获得阶梯差值；其中，S为所述阶梯差值，βM为所述第一角度值，βN为所述第二角度值，2M为所述第一码道总周期数，N为所述第二码道总周期数，M、N、a均为大于1的正整数；
第四运算单元，用于将所述阶梯差值的大小和预先确定的所述第一码道每个码道周期对应的标准阶梯差值进行对比，确定对应的标准阶梯差值和所述阶梯差值一致的码道周期数，作为所述第一角度值对应的绝对位置周期数；
第五运算单元，用于根据所述第一角度值和对应的所述绝对位置周期数，确定所述绝对位置数据。
10.一种绝对旋转编码器***，其特征在于，包括如权利要求1至3任一项所述的绝对直线编码器，其中，所述绝对旋转编码器中的处理器用于执行如权利要求4至6任一项所述的绝对旋转编码器的解码方法的步骤。
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