摘要：通过对绝对光栅尺图像编码及解码原理的研究,完成了基于FPGA对绝对光栅尺编码图像软硬件采集系统的设计。在FPGA中实现基于SDRAM的控制模块,设计了CMOS摄像头的I2C控制模块,建立了VGA输出显示模块,新增了CMOS摄像头开窗扫瞄模块及灰度处理模块。整个模块的设计基于Quartus II 9.0软件开发平台,使用Verilog HDL语言进行编程,在主控核心芯片EP2C8Q208C8N硬件平台上实现编码图像的采集,采集到的绝对编码数据传送给后端DSP解码得出绝对光栅尺的位移绝对位置。该系统实现了绝对位置的采码功能,同时保持了采码的可靠性,为绝对式光栅尺的开发研究提供了一条新的途径。

摘要：通过对光栅尺原理的研究,设计一种宏微复合切换测量模式,利用增量码进行低精度测量,绝对码进行高精度测量。采用增量方式采集莫尔条纹的高速性,解决高精度绝对位置采集的低速性,实现宏微复合的高速与高精度的测量。实验证明,高精度低速绝对位置测量过程中测量精度可达0.6μm,在测量中使用新型高速与低速的变速切换测量方式,综合测量速度最高可以达到2m/s。

摘要：在分析了数控机床线位移反馈装置的基础上,提出了一种光学条码位移传感器。由于单轨绝对编码技术的制约,光栅尺的编码长度难以扩展。为了实现大量程编码,基于光学条码定位技术的研究,设计了一种新型的高精度大量程绝对条码尺。介绍了多周期等间隔条码的编码方案和解码方法,对条码尺的量程扩展进行了可行性分析。利用专用嵌入式系统和相关器件实现了条码位移传感器系统的设计,并给出了实际测量结果。实验数据表明,该传感器系统的分辨率可以达到1μm,精度为±5μm,最大测量长度可达2m。

摘要：为了实现绝对光栅尺的快速解码,提高绝对光栅解码的实时性,建立了片上Nios绝对光栅编解码系统。首先,使用Verilog hdl语言编写了光栅编码采集的前端CCD和AD驱动。接着,将转换后的数据送到后端,以EP2C5T144C8为核心处理器的FPGA上的硬件加速模块,获得光栅条纹编码信息。然后,利用sopc技术,在实现Avalon数据接口ip核的基础上,搭建绝对光栅编码采集和处理平台,最后,在NIOS II IDE软件开发环境中,编写生成伪随机码绝对位置查询数据库和解码程序。实验结果表明:此编解码系统,在解码速度为2000帧/s条件下,精度为7μm,基本解决面阵做采集帧速不够的问题,并有较好的实时性,有效地降低了开发成本,为绝对光栅的开发提供了一个新的途径。