本發(fā)明涉及一種新型的絕對(duì)式自同步條形碼位移傳感器及其測(cè)量方法，屬于儀器儀表技術(shù)領(lǐng)域中的非接觸式位移傳感器及其新型測(cè)量方法。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代水利工程中，測(cè)量閘門開(kāi)度的位移傳感器裝置有很多種形式，大致可分如下三種：鋼絲繩旋轉(zhuǎn)編碼器、黑色陶瓷活塞桿加cms行程檢測(cè)、剛性無(wú)接觸位移傳感器。

鋼絲繩旋轉(zhuǎn)編碼器位移傳感器裝置是水利工程上最早成熟的產(chǎn)品，它利用鋼絲繩滾輪周長(zhǎng)來(lái)測(cè)量物體的長(zhǎng)度和距離，其主要組成部件為旋轉(zhuǎn)編碼器、恒力彈簧、鋼絲繩及卷筒。鋼絲繩傳感器在閘門油缸上的安裝分為內(nèi)置式與外置式。內(nèi)置式工作原理是采用鋼絲繩作為傳動(dòng)件，一端與油缸活塞桿相連，另一端纏繞在卷筒上，卷筒上裝有發(fā)條式恒力彈簧，控制鋼絲繩隨活塞桿的活塞運(yùn)動(dòng)來(lái)回伸縮，在卷筒連軸的旋轉(zhuǎn)編碼器上輸出閘門開(kāi)度數(shù)據(jù)。該方式缺點(diǎn)是維修麻煩，一旦出現(xiàn)彈簧回卷力不足，鋼絲繩被拉斷就可能拉傷油缸內(nèi)壁，不僅需更換傳感器本身，尤其需拆卸維修油缸，代價(jià)巨大。外置式鋼絲繩傳感器雖然維修方便，但其受環(huán)境影響較大，尤其是鋼絲繩侵入水中時(shí)，水流沖擊、水面漂浮物、水冰凍等因素導(dǎo)致測(cè)量受阻。

黑色陶瓷cms行程檢測(cè)裝置體積小，安裝在油缸外部前端與黑色陶瓷活塞桿結(jié)合部。他的工作原理是，活塞桿在噴涂陶瓷前做了刻環(huán)刻槽預(yù)處理，cms行程檢測(cè)裝置通過(guò)采集這些環(huán)槽移動(dòng)的脈沖信號(hào)來(lái)確定行程。黑色陶瓷cms行程檢測(cè)裝置缺點(diǎn)在于它是增量型編碼，斷電后需重新從零位開(kāi)始檢測(cè)，這在工業(yè)應(yīng)用環(huán)境中是個(gè)重要缺陷。

剛性無(wú)接觸位移傳感器常見(jiàn)的為磁致伸縮技術(shù)，該類傳感器大多采用內(nèi)置式，其原理是波導(dǎo)管在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)發(fā)出電信號(hào)來(lái)確定位移量。這類傳感器缺點(diǎn)有：檢測(cè)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，誤差越大，目前行程檢測(cè)大多在5米內(nèi)，行程過(guò)長(zhǎng)對(duì)油缸工作狀態(tài)也有限制，油缸過(guò)于水平會(huì)導(dǎo)致波導(dǎo)管因撓度而磨損，縮短傳感器的使用壽命，后期維護(hù)不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述使用缺陷，提出一種新型的無(wú)接觸式自同步條形碼位移傳感器，實(shí)現(xiàn)絕對(duì)位置讀取，不怕掉電；同時(shí)理論編碼長(zhǎng)度無(wú)限制，可以用于剛性測(cè)量也可以用于柔性測(cè)量，讀取精度高，可以實(shí)現(xiàn)大行程和微距的讀??；適用性廣。

在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明進(jìn)一步的是提供一種測(cè)量方法，基于智能圖像處理技術(shù)和條紋差分原理，將含有絕對(duì)位置信息的編碼，利用特定一維條形碼表達(dá)出來(lái)，并通過(guò)讀數(shù)盒讀取，可精確測(cè)量物體的位移量和絕對(duì)位置值，其量程幾乎不受限制，且讀取精度高。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題，采用如下技術(shù)方案：

一種自同步條形碼位移傳感器，包括尺帶、和可移動(dòng)的讀數(shù)頭；讀數(shù)頭與尺帶相隔設(shè)置且包含有攝像裝置，其特征在于：尺帶朝向攝像裝置的表面設(shè)置成攝像裝置能夠識(shí)別的特定一維條形碼；所述特定一維條形碼，為在尺帶長(zhǎng)度范圍內(nèi)連續(xù)分布的多條黑白相間、寬窄不一的多根條形碼相互平行排列構(gòu)成的定數(shù)位、非重復(fù)滾動(dòng)絕對(duì)編碼，每根條形碼長(zhǎng)度與攝像裝置取景框尺寸匹配。

進(jìn)一步的，讀數(shù)頭上還設(shè)置顯示屏、功能按鈕、microusb數(shù)據(jù)接口、信號(hào)指示燈，讀數(shù)頭下端面設(shè)置所述攝像裝置，讀數(shù)頭固定在與待測(cè)裝置位移同步的移動(dòng)裝置上或直接固定在待測(cè)裝置上；尺帶設(shè)置于被測(cè)位移機(jī)器的固定部件上，長(zhǎng)度方向與機(jī)器活動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)方向一致。

進(jìn)一步的，攝像裝置沿尺帶表面長(zhǎng)度所在方向與尺帶始終保持平行，攝像裝置讀碼時(shí)移動(dòng)方向與尺帶長(zhǎng)度方向一致。

進(jìn)一步的，所述特定一維條形碼，編碼最小異動(dòng)間隔為任意相鄰兩根條形碼中心軸線間距，編碼理論位移分辨率與此間距對(duì)應(yīng)；所述滾動(dòng)絕對(duì)編碼，即攝像裝置取景框在移出編碼首位同時(shí)移入末尾形成新編碼或者相反的這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

進(jìn)一步的，所述特定一維條形碼中，每根條形碼包括至少一個(gè)單位白條碼或單位黑條碼，單位白條碼或單位黑條碼的寬度相等，均為編碼元值數(shù)，該編碼元值數(shù)與編碼理論位移分辨率相關(guān)，且由攝像裝置識(shí)別精度確定。

進(jìn)一步的，所述尺帶采用pc材質(zhì)的薄膜制成，適用于平面或曲面安裝，且能夠定距離拼接而成；所述特定一維條形碼通過(guò)uv打印在尺帶上，將尺帶貼附于被測(cè)機(jī)器的固定部件上，長(zhǎng)度方向與機(jī)器活動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)方向一致。

進(jìn)一步的，攝像裝置為ccd攝像機(jī)。

一種基于上述自同步條形碼位移傳感器的位移檢測(cè)方法,其特征在于：

工作時(shí)，被測(cè)位移機(jī)器或與被測(cè)位移機(jī)器同步的裝置帶動(dòng)讀數(shù)頭運(yùn)動(dòng)，讀數(shù)頭的攝像裝置讀取尺帶上的特定一維條形碼，獲得當(dāng)前讀數(shù)頭所處的絕對(duì)位置，即被測(cè)位移機(jī)器的當(dāng)前位置，當(dāng)前位置與起始位置間差值即為檢測(cè)位移結(jié)果。

進(jìn)一步的，讀數(shù)過(guò)程中，讀數(shù)頭在設(shè)定時(shí)間內(nèi)先后進(jìn)行整數(shù)讀取和小數(shù)讀取，讀取完畢后繼續(xù)移動(dòng)并實(shí)時(shí)更新；讀數(shù)頭或攝像裝置在移動(dòng)過(guò)程中將所拍攝到的特定一維條形碼直接進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)編碼后進(jìn)行整數(shù)讀??；小數(shù)讀取過(guò)程基于智能圖像處理技術(shù)和條紋差分原理，將含有絕對(duì)位置信息的模擬轉(zhuǎn)換編碼后，在移動(dòng)過(guò)程中利用條紋差分原理移動(dòng)讀取。

進(jìn)一步的，整數(shù)讀取過(guò)程為：起始位置特維條碼的與讀取條紋區(qū)域長(zhǎng)度相當(dāng)位數(shù)的二進(jìn)制的編碼信息，進(jìn)入攝像裝置的取景框也即讀取條紋區(qū)域后，讀數(shù)頭輸出該位置的絕對(duì)位置值；攝像裝置獲取特定一維條碼時(shí)，同時(shí)也將其轉(zhuǎn)化并生成黑白相間、寬度相等均為a毫米的模擬條紋，然后通過(guò)模擬條紋計(jì)算出所獲取位置的絕對(duì)位置值；當(dāng)讀數(shù)頭向右移動(dòng)設(shè)定距離后到達(dá)新位置時(shí)，得到與讀取條紋區(qū)域長(zhǎng)度相當(dāng)位數(shù)的二進(jìn)制的新編碼信息，該新編碼信息便對(duì)應(yīng)此時(shí)設(shè)定距離后的絕對(duì)位置；該設(shè)定距離即為編碼精度；通過(guò)起始位置和新位置的絕對(duì)位置差值計(jì)算絕對(duì)移動(dòng)距離；

小數(shù)讀取過(guò)程為：

首先在起始位置讀數(shù)頭或攝像裝置中將取景框或讀取條紋區(qū)域所拍攝到的特定一維條形碼進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，形成黑白條紋寬度均為a毫米的等寬度模擬條紋；

再模擬一長(zhǎng)串總寬度與模擬條紋總寬度相當(dāng)、由左至右排列的包括黑條紋和白條紋的差分條紋，該差分條紋中黑條紋寬度為a毫米，白條紋寬度為b毫米，b＜a；

最后，由左至右，將差分條紋的第一條黑條紋與模擬條紋中的第一條黑條紋對(duì)齊，使差分條紋的黑條紋與模擬條紋第n條白條紋對(duì)齊，則此時(shí)可得差分條紋的白條紋寬度b和條紋差分精度為

將差分條紋隨讀數(shù)頭移動(dòng)并最終與模擬條紋重合，在此過(guò)程中開(kāi)始小數(shù)部分的絕對(duì)位置識(shí)別和計(jì)算。

進(jìn)一步的，本發(fā)明中的有些技術(shù)術(shù)語(yǔ)釋義如下：

“自同步”釋義如下：

因?yàn)樽x數(shù)頭始終是從讀取框中從左到右讀取與取景框尺寸相符位數(shù)的二進(jìn)制，所以只要在讀數(shù)頭的攝像頭自動(dòng)調(diào)焦范圍內(nèi)能拍到清晰的圖片，縱向也即垂直于尺帶表面的的抖動(dòng)是不影響讀數(shù)的準(zhǔn)確度的，所以稱為自同步。

“特定一維條形碼”釋義如下：

通用一維條形碼以黑白相間，寬窄不一的條紋編碼表達(dá)數(shù)字，遵從標(biāo)準(zhǔn)多樣。但無(wú)論遵從哪種標(biāo)準(zhǔn)，均采用“起始碼”-“數(shù)據(jù)碼”-“結(jié)束碼”格式。用于位移檢測(cè)的特定一維條形碼，為在有效量程范圍內(nèi)分布安裝的多條紋極長(zhǎng)條形碼，其長(zhǎng)度范圍優(yōu)選在40至60毫米之間，受ccd攝像機(jī)視窗尺寸限制，采用特定一維條形碼解讀位移更為有利。

特定一維條形碼為連續(xù)多條黑白相間、寬窄不一的條形碼長(zhǎng)陣列相互平行排列構(gòu)成，每根條形碼包括至少一個(gè)單位白條碼或單位黑條碼，單位白條碼的寬度或單位黑條碼的寬度相等；單位白條碼的寬度或單位黑條碼的寬度均為編碼元值，編碼元值可初始定義為2～9中間的任意數(shù)，表明參加編碼的基元個(gè)數(shù)，此個(gè)數(shù)，受ccd攝像機(jī)分辨率限制。例如，當(dāng)編碼元值取3時(shí)，參加編碼的基元數(shù)為3，自同步條形碼相應(yīng)有3種不同線寬；如當(dāng)編碼元值取5時(shí)，參加編碼的基元數(shù)為5，自同步條形碼相應(yīng)有5種不同線寬；

自同步條形碼位移傳感器以絕對(duì)位置條形碼定位加差分解析機(jī)制共同工作。在ccd攝像機(jī)視窗限制長(zhǎng)扁形取景框中，隨著智能調(diào)焦系統(tǒng)的快速有效跟蹤，攝取的編碼條數(shù)可以自行定義，保證攝像機(jī)與尺帶之間的間隙大幅度波動(dòng)時(shí)，能采集到圖像清晰，條數(shù)相等且居中的有效編碼條紋。

編碼條紋的原始印刷編碼，采用高速計(jì)算機(jī)通過(guò)特定試算程序取得，其為一長(zhǎng)串定數(shù)位、非重復(fù)、滾動(dòng)絕對(duì)編碼，編碼最小異動(dòng)間隔為任意相鄰兩根條形碼中心軸線間距，編碼理論位移分辨率與此間距對(duì)應(yīng)。

所謂滾動(dòng)編碼，意即ccd取景框在移出首位同時(shí)移入末尾形成新編碼或者相反的這一運(yùn)動(dòng)過(guò)程。

綜上所述，本發(fā)明公開(kāi)了一種新型的絕對(duì)式自同步條形碼位移傳感器，包括一條尺帶，一個(gè)讀數(shù)盒。所述尺帶基材為pc薄膜，采用uv打印機(jī)將特定一維條形碼印刷在其面上，所述讀數(shù)盒為特定一維條形碼讀取和處理系統(tǒng)，上面有顯示屏等，下面有ccd攝像機(jī)。尺帶采用膠黏方式貼于被測(cè)位移機(jī)器的固定部件上，特定一維條形碼始終朝向讀數(shù)盒的攝像機(jī)。工作時(shí)，被測(cè)位移機(jī)器帶動(dòng)讀數(shù)盒運(yùn)動(dòng)，ccd攝像機(jī)讀取尺帶上的特定一維條形碼，獲得當(dāng)前ccd攝像機(jī)所處的絕對(duì)位置，即被測(cè)位移機(jī)器的當(dāng)前位置。

該尺帶為柔性尺帶，可跟隨直線或曲線軌跡安裝，相對(duì)運(yùn)動(dòng)無(wú)接觸摩擦，讀取間隙自適應(yīng)，編碼長(zhǎng)度幾乎無(wú)限制，可廣泛應(yīng)用于水利水電、工礦企業(yè)、交通運(yùn)輸、綠色環(huán)保、軍工裝備等領(lǐng)域。

如可將尺帶安裝在水利水電閘門邊緣，直接測(cè)量閘門平面或弧形面的升降位移，能很好地解決現(xiàn)有位移傳感器的各種缺陷。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明利用特定一維條形碼讀取原理，研制出一種新型自同步條形碼位移傳感器，該自同步條形碼位移傳感器基于智能圖像處理技術(shù)和條紋差分原理，將含有絕對(duì)位置信息的編碼，利用特定一維條形碼表達(dá)出來(lái)，并通過(guò)讀數(shù)盒讀取，可精確測(cè)量物體的位移量和絕對(duì)位置值，其量程幾乎不受限制。它比現(xiàn)有的位移傳感器有著明顯的優(yōu)勢(shì)和有益效果：

1、絕對(duì)讀碼，掉電后不影響讀數(shù)；

2、安裝方便，只需外置固定讀數(shù)盒與尺帶便可完成安裝；

3、后期維護(hù)方便，尺帶可定距離拼接而成，一處破損無(wú)需整條尺帶拆下，只需更換對(duì)應(yīng)區(qū)域尺帶即可；

4、應(yīng)用范圍廣，柔性尺帶可曲面貼附，適用于多種運(yùn)動(dòng)軌跡場(chǎng)合；

5、在某些特定應(yīng)用領(lǐng)域，如水利水電閘門豎直升降時(shí)，閘門左右方向抖動(dòng)很厲害，目前市面上的多種位移檢測(cè)產(chǎn)品不能很好解決抖動(dòng)帶來(lái)的較大的讀數(shù)誤差與跳動(dòng)。因?yàn)楸景l(fā)明的讀數(shù)頭始終是從讀取框中從左到右讀取與取景框尺寸相符位數(shù)的二進(jìn)制，所以只要在讀數(shù)頭的攝像頭自動(dòng)調(diào)焦范圍內(nèi)能拍到清晰的圖片，縱向也即垂直于尺帶表面的的抖動(dòng)是不影響讀數(shù)的準(zhǔn)確度的。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明自同步條形碼位移傳感器的立體視圖。

圖2是本發(fā)明自同步條形碼位移傳感器的讀數(shù)原理圖。

圖3為本發(fā)明自同步條形碼位移傳感器條紋差分原理圖中的模擬條紋12形成圖。

圖4是本發(fā)明自同步條形碼位移傳感器條紋差分原理圖中的模擬條紋12和差分條紋13的結(jié)合圖。

圖5是本發(fā)明自同步條形碼位移傳感器在讀取過(guò)程中的差分條紋移動(dòng)過(guò)程圖。

圖1-5中，各附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)如下：1、尺帶；2、特定一維條形碼；3、讀數(shù)盒；4、顯示屏；5、條碼讀取裝置；6、功能按鈕；7、microusb數(shù)據(jù)接口；8、信號(hào)指示燈；9、安裝固定孔；10、讀取條紋區(qū)域；11、編碼信息；12、模擬條紋；13、差分條紋。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的自同步條形碼位移傳感器結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，本發(fā)明自同步條形碼位移傳感器，包括有讀數(shù)盒3、尺帶1、印在尺帶上的特定一維條形碼2。所述讀數(shù)盒3與尺帶1相隔一定距離，且始終保持平行，讀數(shù)盒3運(yùn)動(dòng)方向與尺帶1長(zhǎng)度方向一致。其中，讀數(shù)盒3上面包含有顯示屏4、功能按鈕6、microusb數(shù)據(jù)接口7、信號(hào)指示燈8，下面安裝有條碼讀取裝置5(本實(shí)施例中為ccd攝像機(jī))，左右兩邊分別有2個(gè)安裝固定孔9。

本實(shí)施例中，所述尺帶1采用pc材質(zhì)的薄膜，具有良好的柔韌性，適用于平面或曲面安裝，且可定距離拼接而成。其基材耐候性良好，可長(zhǎng)期處于戶外惡劣環(huán)境中使用。特定一維條形碼2采用黑白相間，寬窄不一的特定一維條形碼編碼方式，經(jīng)條紋差分智能處理后，其測(cè)量分辨率可達(dá)0.1毫米，編碼長(zhǎng)度理論上無(wú)限制。特定一維條形碼2通過(guò)uv打印機(jī)打印在尺帶1上。將尺帶1用膠黏方式貼附于被測(cè)機(jī)器的固定部件上，長(zhǎng)度方向與機(jī)器活動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)方向一致。

讀數(shù)盒3為本傳感器核心智能解讀裝置。圖1的實(shí)施例中，讀數(shù)盒3通過(guò)4個(gè)安裝固定孔9固定在被測(cè)機(jī)器的活動(dòng)部件上，有條碼讀取裝置5的一面朝向尺帶1，并保持一定距離，使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中讀數(shù)盒3始終平行于尺帶1并讀取特定一維條形碼2。

本實(shí)施例中，讀數(shù)盒3上的三個(gè)功能按鈕6分別為“開(kāi)關(guān)”、“復(fù)位/清零”、“設(shè)置/記憶”，“開(kāi)關(guān)”按鈕控制條碼讀取裝置開(kāi)關(guān)，(是否應(yīng)該是條碼讀取裝置，還是其他什么傳感器的話請(qǐng)明示)“復(fù)位/清零”按鈕用于控制位置清零，“設(shè)置/記憶”按鈕用于存儲(chǔ)記憶測(cè)量數(shù)據(jù)以及其他功能選擇等操作，三個(gè)信號(hào)指示燈8可用于顯示傳感器條碼讀取裝置5是否正常工作、功能模式提示、按鈕提示等，顯示屏4則更加直觀地顯示當(dāng)前位置值、電池電量、單位切換、工作模式等各項(xiàng)功能操作顯示。

本發(fā)明的工作原理為：

特定一維條形碼2為連續(xù)不重復(fù)的條碼編碼，定義條碼讀取裝置5讀取m個(gè)單位條碼，每個(gè)單位條碼或黑或白且寬度為a毫米，單位白條碼為二進(jìn)制0，單位黑條碼為二進(jìn)制1，讀數(shù)盒3移動(dòng)過(guò)程中，m個(gè)單位條碼中，首位移出一個(gè)單位條碼的同時(shí)，末尾移入一個(gè)單位條碼，從而形成新的編碼，如此連續(xù)不重復(fù)的編碼容量n＝2^m個(gè)。

如圖2所示，在本實(shí)施例中，條碼讀取裝置5的讀取條紋區(qū)域10用于實(shí)時(shí)讀取特定一維條形碼2，讀取條紋區(qū)域10的讀取長(zhǎng)度為16個(gè)單位條碼，即讀取16位二進(jìn)制的編碼信息11，該編碼信息11便對(duì)應(yīng)算法中的位置信息，當(dāng)讀取了圖2左圖該位置的16位二進(jìn)制的編碼信息11后，讀數(shù)盒3即輸出圖2左圖該位置的絕對(duì)位置值，當(dāng)讀數(shù)頭3向右移動(dòng)a毫米后，到達(dá)圖2右圖時(shí)，得到了新的16位二進(jìn)制編碼對(duì)應(yīng)的編碼信息11，該新的編碼信息11便對(duì)應(yīng)了此時(shí)移動(dòng)a毫米后的絕對(duì)位置。以此類推，當(dāng)讀數(shù)盒3每到一個(gè)位置，都可以對(duì)應(yīng)到一個(gè)不重復(fù)的二進(jìn)制編碼，即輸出該位置的絕對(duì)位置，同時(shí)也可知該編碼精度為a毫米。

讀數(shù)過(guò)程中，讀數(shù)盒3在極短時(shí)間內(nèi)先后進(jìn)行整數(shù)讀取和小數(shù)讀取，且在移動(dòng)過(guò)程中不斷進(jìn)行整數(shù)讀取和小數(shù)讀取過(guò)程，實(shí)時(shí)更新檢測(cè)到的移動(dòng)距離。

整數(shù)讀取過(guò)程中，ccd獲取特定一維條碼2時(shí)，同時(shí)也將其轉(zhuǎn)化并生成黑白相間，寬度均為a的模擬條紋12(如圖3)，然后通過(guò)模擬條紋信息計(jì)算該位置的絕對(duì)位置信息，再通過(guò)起始位置和新位置的差值，計(jì)算絕對(duì)移動(dòng)距離。

整數(shù)部分讀取分辨率只有a，為獲得更高的精度，在上述獲取一定精度的整數(shù)讀數(shù)過(guò)程的基礎(chǔ)上對(duì)非重復(fù)連續(xù)編碼狀態(tài)的特定一維條形碼2的條紋進(jìn)行智能差分處理，以便進(jìn)行小數(shù)部分的讀取。

如圖3所示為本發(fā)明的讀取原理介紹，首先在讀數(shù)盒3中將其所拍攝到的特定一維條形碼2(圖3上部分)進(jìn)行模擬轉(zhuǎn)換，形成黑白條紋寬度均為a毫米的等寬度模擬條紋12(圖3下部分)，然后如圖4所示的放大圖中，再模擬一長(zhǎng)串差分條紋13，該差分條紋13中黑條紋寬度為a毫米，白條紋寬度為b毫米，b＜a；最后，由左至右，將差分條紋13的第一條黑條紋與模擬條紋12中的第一條黑條紋對(duì)齊，使差分條紋13的黑條紋與模擬條紋12第n條白條紋對(duì)齊，則此時(shí)可得差分條紋13的白條紋寬度b：

則此時(shí)條紋差分精度為：

在本實(shí)施例中，n為自然數(shù)，取n＝10，a＝1mm，(a的范圍理論上可以為0-10mm，本實(shí)施例取1mm)則差分條紋13白條紋寬度為0.9mm，此時(shí)差分精度為0.1mm。圖2的整數(shù)部分讀取后，差分條紋13隨讀數(shù)盒3移動(dòng)并與模擬條紋12重合，開(kāi)始小數(shù)部分的識(shí)別。如圖5，由(a)到(c)三個(gè)圖為1mm范圍內(nèi)差分條紋13移動(dòng)的開(kāi)始到結(jié)束，差分條紋13的黑條紋分別逐漸與模擬條紋12中的白條紋重合，例如圖5中第二張圖，差分條紋13的黑條紋與模擬條紋12中的第4根白條紋相重合，則此時(shí)絕對(duì)位置小數(shù)部分讀數(shù)為0.4mm。由于ccd獲取特定一維條碼2時(shí)，同時(shí)也將其轉(zhuǎn)化并生成黑白相間，寬度均為a的模擬條紋12(如圖3)，差分條紋13由計(jì)算機(jī)生成，且始終與讀數(shù)盒相對(duì)靜止，讀取小數(shù)部分時(shí)，相當(dāng)于“有限長(zhǎng)度的”差分條紋13與“無(wú)限長(zhǎng)度的”模擬條紋12重合，對(duì)每a毫米進(jìn)行差分讀數(shù)。

由此，本發(fā)明通過(guò)上述連續(xù)不重復(fù)的條碼編碼進(jìn)行整數(shù)精度的讀取實(shí)施例，以及整數(shù)精度和小數(shù)精度結(jié)合的實(shí)施例，將智能差分處理在非重復(fù)連續(xù)編碼位移辨識(shí)分辨率基礎(chǔ)上進(jìn)一步細(xì)化，其本質(zhì)為機(jī)械式游標(biāo)卡尺差分測(cè)微機(jī)制的智能電子化處理。

本發(fā)明與其他現(xiàn)有技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)如下：

1、條碼讀取裝置移動(dòng)的同時(shí)，將非接觸式的尺帶以特定一維條形碼的形式設(shè)置在條碼讀取裝置的移動(dòng)行程中，特定一維條形碼連續(xù)不重復(fù)，實(shí)現(xiàn)了大行程和微小行程的兼容，適應(yīng)性廣。

2、采用連續(xù)不重復(fù)的條碼編碼進(jìn)行整數(shù)精度的讀取，并在在非重復(fù)碼位移辨識(shí)分辨率基礎(chǔ)上進(jìn)行條碼智能差分處理進(jìn)行小數(shù)精度識(shí)別，實(shí)現(xiàn)了基于機(jī)械式游標(biāo)卡尺差分測(cè)微原理的的智能電子化處理方式，讀取精度高。

3、采用絕對(duì)編碼方式，掉電后不影響讀數(shù)。條碼讀取裝置的讀取條紋區(qū)域的讀取長(zhǎng)度與條碼的絕對(duì)位置信息對(duì)應(yīng)；當(dāng)讀取了起始位置的二進(jìn)制的編碼信息后，讀數(shù)盒即輸出該位置的絕對(duì)位置值，當(dāng)讀數(shù)頭移動(dòng)一個(gè)條紋寬度后到達(dá)新的條碼位置時(shí)，得到了新的二進(jìn)制編碼對(duì)應(yīng)的編碼信息，該新的編碼信息便對(duì)應(yīng)此時(shí)移動(dòng)后的絕對(duì)位置。

4、理論編碼長(zhǎng)度無(wú)限制，只要尺帶載體支持，可用于超長(zhǎng)距離的位移測(cè)量。

5、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，讀取裝置通過(guò)ccd攝像機(jī)配置小型處理器即可實(shí)現(xiàn)，尺帶載體易于制造獲取，設(shè)置時(shí)對(duì)場(chǎng)地環(huán)境的要求不高，應(yīng)用面廣，安裝簡(jiǎn)便。

6、易于制造和組裝，制備維護(hù)成本低廉。