絕對編碼方法及其條碼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例公開了一種絕對編碼方法及其條碼，涉及精密測繪儀器制造領域，該編碼方法只需要兩到三種碼元，便于實現(xiàn)并且糾錯能力強的絕對編碼方法，不論是在標尺上還是在度盤上，刻畫起來都十分方便。其中，絕對編碼方法為：一段有效的條碼代表其所在位置的信息，所述條碼包括數(shù)個碼元，每個碼元的寬度D相等，每個碼元由一個黑碼和兩個分別位于所述黑碼兩側的白碼組成，其中，黑碼的中分線與碼元的中分線重合，黑碼的寬度為d，d＜D，黑碼的寬度d的不同形成不同的碼元，白碼的寬度均為(D-d)/2。本發(fā)明應用于精密測繪儀器的絕對編碼。
【專利說明】絕對編碼方法及其條碼
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及精密測繪儀器制造領域，尤其涉及一種絕對編碼方法及其條碼。
【背景技術】
[0002]目前，現(xiàn)有技術提供的絕對編碼方法主要有相關法、幾何法和相位法。瑞士LEICA公司曾經(jīng)提出了一種絕對編碼方法，該方法的一個標準碼采用“黑+白(黃)”5馬，其中黑碼和白(黃)碼的碼寬分別為某常數(shù)的I?15倍，這樣可構成225種不同的碼，這種編碼方法應用到數(shù)字水準儀條碼尺上時取常數(shù)=2.025mm,并在這225種碼中選取41種碼進行組合，這種編碼方法稱為偽隨機編碼法，解碼方法是將CCD傳感器所獲取的至少6個連續(xù)條碼的圖像與儀器已存儲的圖像對齊的方法，該種編解碼方法是相關法的典型代表，其專利號為DE0019530788C1 ;德國ZEISS公司(現(xiàn)美國TRIMBLE公司)采用等碼寬的“黑+黑”、“黑+白(黃)”、“白(黃)+白(黃)”、“白(黃)+黑”編碼法，這四類碼稱為基本碼，為實現(xiàn)較少條碼時也能夠確定參考線的位置，在基本黑碼中再加入白(黃)碼，在基本白(黃)碼再加入黑碼，共形成16種碼，通過對這16種碼進行組合形成編碼，解碼方法則根據(jù)編碼時確定的位置，由計算機首先尋找出至少6個連續(xù)條碼圖像所對應碼的位置，以確定參考線的粗讀數(shù)，精讀數(shù)則由CCD傳感器獲得的圖像與條碼本身間的幾何關系計算出，該種方法是幾何法的代表，其專利號為DE0019826873C1 ;日本TOPCON公司采用三種周期循環(huán)碼，其中參考碼的結構是固定的，為3個黑碼，兩個白(黃)碼。兩種測量碼為黑碼，碼寬則按正弦周期函數(shù)變化，這樣形成的一個標準碼的結構為:“黑碼A+白(黃)碼+參考碼+白(黃)碼+黑碼B+白(黃)碼”，解碼方法是將CXD傳感器所獲取至少10個連續(xù)條碼(2組參考碼，4個測量碼)的圖像信息采用快速傅立葉變換確定參考線的位置，該方法稱為相位法，其專利號為JP0007004959AA。
[0003]這幾家公司應用其各自的編碼原理生產(chǎn)數(shù)字水準儀和全站儀(電子經(jīng)緯儀)，雖然得到了測量準確度很高的產(chǎn)品，但它們的編碼方法存在著明顯的缺陷:條碼的種類過多，給標尺或度盤的刻畫帶來很大的難度；條碼所代表的信息不均勻，使得不同位置測量結果的精確度不同；編碼解碼運算復雜，計算量大且測量速度慢或硬件成本高。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題在于提供一種絕對編碼方法及其條碼，該編碼方法只需要兩到三種碼元，便于實現(xiàn)并且糾錯能力強的絕對編碼方法，不論是在標尺上還是在度盤上，刻畫起來都十分方便。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明絕對編碼方法及其條碼采用如下技術方案:
[0006]一種絕對編碼方法，一段有效的條碼代表其所在位置的信息，所述條碼包括數(shù)個碼元，每個碼元的寬度D相等，每個碼元由一個黑碼和兩個分別位于所述黑碼兩側的白碼組成，其中，黑碼的中分線與碼元的中分線重合，黑碼的寬度為d，d < D，黑碼的寬度d的不同形成不同的碼元，白碼的寬度均為(D-d)/2。[0007]所述碼元包括兩種,一種為:黑碼的寬度為dl,定義為O ;另一種為:黑碼的寬度為d2，定義為1，其中，dl > d2，這兩種碼元按一定的規(guī)律排列就得到一組有效的絕對編碼。
[0008]所述碼元包括三種，第一種為:黑碼的寬度為dl，定義為O ;第二種為:黑碼的寬度為d2，定義為I ;第三種為:黑碼的寬度為d3，定義為區(qū)標志碼，其中，d3>dl >d2，這三種碼按一定的規(guī)律配合組合成有效的絕對編碼。
[0009]一段條碼，所述這段條碼包括數(shù)個碼元，每個碼元的寬度D相等，每個碼元由一個黑碼和兩個分別位于所述黑碼兩側的白碼組成，其中，黑碼的中分線與碼元的中分線重合，黑碼的寬度為d，d < D，黑碼的寬度d的不同形成不同的碼元，白碼的寬度均為(D-d)/2。
[0010]本發(fā)明實施例提供了一種便于實現(xiàn)并且糾錯能力強的絕對編碼方法，本編碼方法利用碼元中黑碼寬度的不同形成不同的碼元，經(jīng)過一定規(guī)律的組合形成一段條碼，在本實施例的技術方案中，由于只需要兩到三種碼元，并且每個碼元的寬度都是一致的，制作時只需要將黑碼刻畫在碼元的中間位置，黑碼的中分線與碼元的中分線重合，碼元中除了黑碼的部分即白碼部分不用再做特別處理，因此只需改變黑碼的寬度就可以得到不同的碼元，這樣刻畫起來十分方便；由于碼元的種類少，規(guī)律性強，解碼也十分簡單，這樣就增加了解碼的運算速度；若能取到比最少個數(shù)碼元多的碼元，則可以提高糾錯能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。
[0012]圖1為本發(fā)明實施例中碼元的刻畫示意圖；
[0013]圖2為本發(fā)明實施例中碼元及條碼的刻畫示意圖一；
[0014]圖3為本發(fā)明實施例中循環(huán)碼的刻畫示意圖；
[0015]圖4為本發(fā)明實施例中碼元及條碼的刻畫示意圖二 ；
[0016]圖5為本發(fā)明實施例中分區(qū)碼的刻畫示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0018]本發(fā)明實施例提供一種絕對編碼方法，所有的信息都包含在這段條碼里了，這段條碼在不同的應用中可以反映不同的信息，比如角度信息、距離信息或高度信息等，究其根本這段條碼代表的是它所在位置的信息，也就是說一段有效的條碼與它所在的位置是一一對應的，因此稱之為絕對編碼。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的絕對編碼方法，其一段有效的條碼代表其所在位置的信息，所述這段條碼包括數(shù)個碼元，每個碼元的寬度D —致，且每個碼元由一個黑碼3和兩個分別位于該黑碼兩側的白碼4組成，其中，黑碼的中分線5與碼元的中分線6重合，即每個碼元的中分線6與其黑碼的中分線5重合，黑碼的寬度為d，d < D，黑碼的寬度d的不同形成不同的碼元，白碼的寬度均為(D-d)/2。所有碼元的寬度都為D，因此碼元之間的間隔(即兩個相鄰碼元的中分線之間的距離)也為D。
[0020]針對現(xiàn)有技術提供的幾種編碼方法條碼種類多，刻畫難度大，編解碼運算復雜，計算量大且測量速度慢等弊端，本發(fā)明實施例提供了一種便于實現(xiàn)并且糾錯能力強的絕對編碼方法，本編碼方法利用碼元中黑碼寬度的不同形成不同的碼元，經(jīng)過一定規(guī)律的組合形成一段條碼，不論是在標尺上還是在度盤上，刻畫起來都十分方便。
[0021]進一步地，在上述碼元結構的基礎上，本發(fā)明實施例提供一種循環(huán)碼的絕對編碼方法，其碼元包括兩種，一種為:黑碼的寬度為dl,定義為O ;另一種為:黑碼的寬度為d2,定義為1，其中，dl > d2，這兩種碼元按一定的規(guī)律排列就得到一組有效的絕對編碼。這兩種碼按一定的規(guī)則排列成一定長度的序列，要求在這個序列中截取幾個碼元組成一個標識碼段，并且保證在這個序列當中不與其它碼元個數(shù)相同的標識碼段重復，即它的唯一性，比如，這個序列的長度是500，則一個標識段所包含碼元的個數(shù)至少為9。
[0022]具體地，如圖2所示，該循環(huán)碼由兩種碼元組成，兩種碼元的黑碼(即黑色部分)的寬度分別為dl、d2(dl > d2)。黑碼寬度為dl的條碼定義為‘碼元O’，黑碼寬度為d2的條碼定義為‘碼元I’。循環(huán)碼的編碼方式結合圖3進行說明。碼元O用‘0’代表，碼元I用‘I’代表，那么圖3的這段條碼可以表示成“000100110101”。這段循環(huán)碼的編碼特點是從中連續(xù)取4個碼元，每段條碼都是唯一的。從這段循環(huán)碼連續(xù)取4個碼元可以取到‘0001’、‘0010’、‘0100，、‘1001，、‘0011，、‘0110’、‘1101’、‘1010’、‘0101’，這些段條碼每一個都不一樣，因此可以代表一個特定的位置。
[0023]進一步地，在上述碼元結構的基礎上，本發(fā)明實施例還提供一種分區(qū)碼的絕對編碼方法，其碼元包括三種，第一種為:黑碼的寬度為dl，定義為O ;第二種為:黑碼的寬度為d2，定義為I ;第三種為:黑碼的寬度為d3，定義為區(qū)標志碼，其中，d3 > dl > d2，這三種碼按一定的規(guī)律配合組合成有效的絕對編碼。其原理為:分區(qū)碼有三種碼組成，一種碼作為區(qū)標志碼，另外兩種碼定義成O和1，此種編碼規(guī)則的特點是所有的區(qū)都由相同個數(shù)的碼元組成，其中第一個碼元是區(qū)標志碼，后面幾個碼元O和碼元I通過不同的排列標識了此區(qū)的區(qū)號，并保證此區(qū)號在所有分區(qū)中是唯一的，因此根據(jù)分區(qū)的個數(shù)就可以得到區(qū)標志碼后所需碼元O和碼元I的個數(shù)，譬如，將整個標尺或碼盤分成32個區(qū)，則每一個分區(qū)中碼元O和碼元I總的個數(shù)至少為5。
[0024]具體地，如圖4所示，分區(qū)碼由三種碼元組成，三種碼元的黑碼(即黑色部分)的寬度分別為dl、d2、d3(d3 > dl > d2)。如圖1所示，黑碼寬度為d3的條碼(即黑色部分最寬的條碼)定義為‘區(qū)標志碼’，黑碼寬度為dl的碼元定義為‘碼元O’，黑碼寬度為d2的碼元定義為‘碼元I’。分區(qū)碼的編碼方式結合圖5進行說明。區(qū)標志碼用‘2’代表，碼元O用‘0’代表，碼元I用‘I’代表，那么圖5的這段條碼可以表示成“200120102011”。這段條碼的含義就是，2代表區(qū)標志碼，是一個區(qū)的第一個碼元；后面的‘001’以二進制的方式表示了這個區(qū)的區(qū)碼，轉換為十進制區(qū)碼就是I ;下一個2表示下一個區(qū)的開始，‘010’表示下一個區(qū)的區(qū)碼是2 ;依此類推，再下一個區(qū)的區(qū)碼就是3。這里區(qū)標志碼后的碼元是以二進制的規(guī)則來表示這個區(qū)的區(qū)碼的，當然也可以用其它規(guī)則的編碼來表示，譬如格雷碼等。編碼的原則是編碼簡單，刻畫方便，解碼容易，糾錯能力強。[0025]在本實施例的技術方案中，由于只需要兩到三種碼元，并且每個碼元的寬度都是一致的，制作時只需要將黑碼刻畫在碼元的中間位置，黑碼的中分線與碼元的中分線重合，碼元中除了黑碼的部分即白碼部分不用再做特別處理，因此只需改變黑碼的寬度就可以得到不同的條碼，這樣刻畫起來十分方便；由于碼元的種類少，規(guī)律性強，解碼也十分簡單，這樣就增加了解碼的運算速度；若能取到比最少個數(shù)碼元多的碼元，則可以提高糾錯能力。
[0026]通過以上的實施方式的描述，所屬領域的技術人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借助軟件加必需的通用硬件的方式來實現(xiàn)，當然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實施方式?；谶@樣的理解，本發(fā)明的技術方案本質上或者說對現(xiàn)有技術做出貢獻的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在可讀取的存儲介質中，如計算機的軟盤，硬盤或光盤等，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網(wǎng)絡設備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述的方法。
[0027]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種絕對編碼方法，其特征在于，一段有效的條碼代表其所在位置的信息，所述條碼包括數(shù)個碼元，每個碼元的寬度D相等，每個碼元由一個黑碼和兩個分別位于所述黑碼兩側的白碼組成，其中，黑碼的中分線與碼元的中分線重合，黑碼的寬度為d，d<D，黑碼的寬度d的不同形成不同的碼元，白碼的寬度均為(D-d)/2。
2.根據(jù)權利要求1所述的絕對編碼方法，其特征在于，所述碼元包括兩種，一種為:黑碼的寬度為dl,定義為O ;另一種為:黑碼的寬度為d2,定義為I,其中，dl > d2,這兩種碼元按一定的規(guī)律排列就得到一組有效的絕對編碼。
3.根據(jù)權利要求1所述的絕對編碼方法，所述碼元包括三種，第一種為:黑碼的寬度為dl,定義為O ;第二種為:黑碼的寬度為d2,定義為I ;第三種為:黑碼的寬度為d3,定義為區(qū)標志碼，其中，d3 > dl > d2，這三種碼按一定的規(guī)律配合組合成有效的絕對編碼。
4.一段條碼，其特征在于，所述這段條碼包括數(shù)個碼元，每個碼元的寬度D相等，每個碼元由一個黑碼和兩個分別位于所述黑碼兩側的白碼組成，其中，黑碼的中分線與碼元的中分線重合，黑碼的寬度為d，d < D，黑碼的寬度d的不同形成不同的碼元，白碼的寬度均為(D-d)/2。
【文檔編號】G06K19/06GK103473580SQ201210185532
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2012年6月7日 優(yōu)先權日:2012年6月7日
【發(fā)明者】謝巍, 陳夏季, 王續(xù)安 申請人:北京博新精儀科技發(fā)展有限公司