CN109873576B - 一种分布式电机同步控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种分布式电机同步控制方法及装置，适用于激光扫描装置，激光扫描装置包括N个激光旋转扫描装置且N个激光旋转扫描装置扫描的激光面可相交于一点；N个激光旋转扫描装置分别在各自的电机作用下旋转，方法包括：第一激光旋转扫描装置上的从电机确认在同步周期内未接收到第二激光旋转扫描装置上的主电机发送的第一同步信号，其中，同步周期是从电机的时钟部件根据主电机发送的第二同步信号确定的，第二同步信号为第一同步信号之前的同步信号；从电机在同步周期到达后，获取从电机的当前相位并调整当前相位至预设相位。通过上述方法，在主电机与从电机之间发生链路故障时，从电机能够自行调整相位。

Description

一种分布式电机同步控制方法及装置

技术领域

本发明实施例涉及激光和电子技术领域，尤其涉及一种分布式电机同步控制方法及装置。

背景技术

虚拟现实技术(VR)是一种利用计算机生成模拟环境，并借助专业设备，让用户进入虚拟空间，实时感知和操作，从而获得身临其境的真实感受的技术。目前VR产业处于启动期，随着近两年大量VR设备实现量产，并推向消费级市场，行业即将进入高速发展期。

VR技术最重要的特征是其沉浸感，而一套精度高、实时性好的定位系统是实现这一特征的重要一环。激光定位方案的精度可以达到mm级别，是目前实现VR定位的主要技术手段之一。激光定位的基本原理是利用定位基站，对定位空间发射横竖两个方向扫射的激光，在被定位物体上放置多个激光感应接收器，分别测量出激光到达接收器的时间，然后通过各个传感器的位置差，解算出目标的三维空间位置。

激光定位技术基于多电机对定位空间的循环扫描，电机同步运行控制技术是激光定位的重要支撑技术。首先，在实际的空间定位系统应用中，对电机的同步运行有很高的要求，如果速度不恒定会严重影响定位精度，如果相位不恒定会导致循环扫描错乱，定位失效。其次，由于环境的复杂性，电机之间同步信号传输不能保证稳定可靠，以及分布式的多个电机的电参数存在不一致，且随时可能有扰动，电机同步运行成为挑战。

现有技术中通常采用模糊PID控制来进行电机同步，但是在同步过程中，若主从电机之间的链路发生故障，从电机则不能与主电机进行同步，影响了定位的精度。

发明内容

本发明提供一种分布式电机同步控制方法及装置，用于解决现有技术中若主从电机之间的链路发生故障，从电机则不能与主电机进行同步，影响了定位的精度的问题。

本发明实施例提供一种分布式电机同步控制方法，适用于激光扫描装置，所述激光扫描装置包括N个激光旋转扫描装置且所述N个激光旋转扫描装置扫描的激光面可相交于一点；所述N个激光旋转扫描装置分别在各自的电机作用下旋转，所述方法包括：

第一激光旋转扫描装置上的从电机确认在同步周期内未接收到第二激光旋转扫描装置上的主电机发送的第一同步信号，其中，所述同步周期是所述从电机的时钟部件根据所述主电机发送的第二同步信号确定的，所述第二同步信号为所述第一同步信号之前的同步信号；

所述从电机在所述同步周期到达后，获取所述从电机的当前相位并调整所述当前相位至预设相位。

本发明实施例中，从电机若确定在同步周期内都没有接收到第一同步信号后，则从电机自己获取当前从电机的相位，并根据预设的相位来调整从电机的相位，且从电机是在接收到主电机之前发送的第二同步信号后，根据从电机的时钟部件来确定的。也就是说，通过本实施例中的方法，在主电机与从电机之间发生链路故障时，从电机能够根据上一次接收到的主电机的同步信号以及从电机自身的时钟部件来确定同步周期，并在同步周期达到时自行调整相位，解决了现有技术中若主从电机之间的链路发生故障，从电机则不能与主电机进行同步，影响了定位的精度的问题。

进一步地，所述同步周期是所述从电机的时钟部件根据所述主电机发送的第二同步信号确定的，包括：

所述时钟部件按预设的同步周期的时长进行周期性计时；

所述从电机在接收到所述第二同步信号后，重置所述时钟部件的周期性计时的起始点。

本发明实施例中，从电机的时钟部件是按照预设的时长进行计时的，且从电机在每接收到一次主电机发送的同步信号后，重置时钟部件的起始点，即重新将时钟部件的置零，重新开始计时。

进一步地，所述方法还包括：

所述从电机接收到所述第一同步信号，所述从电机获取所述从电机的当前相位并调整所述当前相位至所述预设相位。

本发明实施例中，由于主电机的同步信号是准确的，无论是在同步周期内还是在同步周期外，从电机只要接收到主电机的第一同步信号，都按照第一同步信号进行相位调节。

进一步地，所述方法还包括：

所述从电机根据接收到所述第一同步信号，重置所述时钟部件的周期性计时的起始点。

本发明实施例中，从电机若接收到第一同步信号后，也重置时钟器件的起始点，使从电机的时钟器件重新开始计时。

进一步地，所述从电机在同步周期到达前，还包括：

所述从电机确定所述从电机的电机转速在设定速度区间内。

本发明实施例中，当从电机的电机转速在设定速度区间内，才能保证同步信号的正确性，进而能够保证激光定位的准确性。

本发明提供一种分布式电机同步控制装置，适用于激光扫描装置，所述激光扫描装置包括N个激光旋转扫描装置且所述N个激光旋转扫描装置扫描的激光面可相交于一点；所述N个激光旋转扫描装置分别在各自的电机作用下旋转，所述装置包括：

确定单元，用于确认在同步周期内未接收到第二激光旋转扫描装置上的主电机发送的第一同步信号，其中，所述同步周期是所述从电机的时钟部件根据所述主电机发送的第二同步信号确定的，所述第二同步信号为所述第一同步信号之前的同步信号；

调整单元，用于在所述同步周期到达后，获取所述从电机的当前相位并调整所述当前相位至预设相位。

本发明实施例中，从电机若确定在同步周期内都没有接收到第一同步信号后，则从电机自己获取当前从电机的相位，并根据预设的相位来调整从电机的相位，且从电机是在接收到主电机之前发送的第二同步信号后，根据从电机的时钟部件来确定的。也就是说，通过本实施例中的方法，在主电机与从电机之间发生链路故障时，从电机能够根据上一次接收到的主电机的同步信号以及从电机自身的时钟部件来确定同步周期，并在同步周期达到时自行调整相位，解决了现有技术中若主从电机之间的链路发生故障，从电机则不能与主电机进行同步，影响了定位的精度的问题。

进一步地，所述确定单元具体用于：

所述时钟部件按预设的同步周期的时长进行周期性计时；

在接收到所述第二同步信号后，重置所述时钟部件的周期性计时的起始点。

进一步地，所述确定单元还用于：

接收所述第一同步信号；

所述调整单元具体用于：

获取所述从电机的当前相位并调整所述当前相位至所述预设相位。

进一步地，所述调整单元还用于：

根据接收到所述第一同步信号，重置所述时钟部件的周期性计时的起始点。

进一步地，所述确定单元还用于：

确定所述从电机的电机转速在设定速度区间内。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种分布式电机同步控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的激光定位系统中激光扫描装置示意图；

图3为本发明实施例提供的一种分布式电机同步控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种分布式电机同步控制装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种分布式电机同步控制方法，如图1所示，适用于激光扫描装置，所述激光扫描装置包括N个激光旋转扫描装置且所述N个激光旋转扫描装置扫描的激光面可相交于一点；所述N个激光旋转扫描装置分别在各自的电机作用下旋转，所述方法包括：

步骤101，第一激光旋转扫描装置上的从电机确认在同步周期内未接收到第二激光旋转扫描装置上的主电机发送的第一同步信号，其中，所述同步周期是所述从电机的时钟部件根据所述主电机发送的第二同步信号确定的，所述第二同步信号为所述第一同步信号之前的同步信号；

步骤102，所述从电机在所述同步周期到达后，获取所述从电机的当前相位并调整所述当前相位至预设相位。

在本发明实施例中，如图2所示，在一个激光定位系统中，至少存在两个激光扫描装置，且每个激光扫描装置包括N个激光旋转扫描装置，且N个激光旋转扫描装置扫描的激光面可相交于一点，用于发射出激光，并被目标设备或者定位基站接收，以实现定位。通常在现有技术中，N大于等于3。

在每个激光旋转扫描装置中都有一个电机来控制激光旋转扫描装置转动，假设在一个激光定位系统中有两个激光扫描装置，且每个激光扫描装置上都有3个激光旋转扫描装置，则在该激光定位系统中有6个激光旋转扫描装置，也就有6个电机来控制激光扫描装置转动。在这6个电机中，有一个设定的主电机，其它电机的为从电机，主电机与从电机之间需要进行同步控制才能控制电机的正常转动。

在步骤101中，第一激光旋转扫描装置上的电机为从电机，第二激光旋转扫描装置上的电机为主电机，从电机确定在同步周期内没有接受到主电机发送的第一同步信号，且同步周期是从电机的时钟部件根据主电机发送的第二同步信号确定的，第二同步信号是第一同步信号之前的同步信号。

例如，在本发明实施例中，第二同步信号是主电机10:00:00发送的，第一同步信号应该是主电机10:00:01发送，但是从电机在同步周期没有接收到。

可选的，在本发明实施例中，同步周期是从电机的时钟部件根据主电机发送的第二同步信号确定的，包括：

时钟部件按预设的同步周期的时长进行周期性计时；

从电机在接收到第二同步信号后，重置时钟部件的周期性计时的起始点。

也就是说，在本发明实施例中，从电机有自身的时钟部件，可选的，时钟部件为晶振时钟。从电机的时钟部件按照预设的同步周期的时长进行周期性计时，在本发明实施例中，预设的同步周期可以是设定的一段时间周期，也可以是根据晶振时钟的属性来确定的。

在本发明实施例中，主电机与从电机拥有相同的时钟部件，主电机的时钟部件也按预设的同步周期的时长进行周期性计时。例如，在本发明实施例中，按照主电机与从电机的晶振时钟的属性，确定主电机与从电机的晶振时钟都是按照12ms的时间进行周期计时，即每12ms，主电机与从电机的晶振时钟重置周期性计时的起始点。

在本发明实施例中，从电机的时钟部件在接收到主电机发送的第二同步信号后，重置时钟部件的周期性计时的起始点，而第二同步信号是在主电机的时钟部件在时钟部件重置起始点的时刻发出的。而从电机的周期是指从电机在接收到第二同步信号后，首先重置时钟部件的周期性计时的起始点，然后开始进行计时，经过按照预设的同步周期的时长即为从电机的同步周期。

在步骤102中，若从电机确定同步周期内都没有接收到主电机发送的第一同步信号，且第一同步信号是主电机的时钟器件在需要重置计时起始点的时刻发出的，从电机获取当前从电机的当前相位，并将当前相位调整至预设相位。

在本发明实施例中，预设相位指的是从电机在接收第一同步信号时从电机应该转动到的相位。例如，在本发明实施例中，存在5个从电机以及1个主电机，主电机与从电机之间存在预设的相位差，例如主电机与从电机1之间的预设相位差是10°，从电机1在接收到第一同步信号时，从电机1应该转动到10°，获取当前从电机1的转动相位为11°，则将从电机1的相位调整10°。

可选的，在本发明实施例中，若确定从电机当前的相位大于预设相位，则降低从电机的转速；若确定从电机当前的相位小于预设相位，则加快从电机的转速。

可选的，在本发明实施例中，若从电机接收到第一同步信号，从电机获取从电机的当前相位并调整当前相位至预设相位。

也就是说，在本发明实施例中，从电机只要接收到主电机发送的第一同步信号，则获取从电机的当前相位，并将当前相位调整至预设相位；例如，在本发明实施例中，主电机在从电机的同步周期内接收到主电机的第一同步信号，则获取当前从电机的相位，并将当前相位调整至预设相位；从电机在同步周期内未接收到第一同步信号，且在同步周期到达时，获取了当前的从电机相位，并将当前相位调整至预设相位，并且在同步周期到达后，接收到了主电机发送的第一同步信号，则再次获取当前的从电机相位，并将从电机相位调整至预设相位。

可选的，在本发明实施例中，无论从电机何时接收到主电机发送的第一同步信号，都重置从电机的时钟部件的周期性计时的起始点；例如，在本发明实施例中，从电机在T1时间已经重置了从电机的时钟部件的周期性计时的起始点，从电机在T2时间接收到第一同步信号，则再次重置从电机的时钟部件的周期性计时的起始点。

可选的，在本发明实施例中，为了保持定位系统的准确性，从电机确定从电机的电机转速在设定速度区间内。也就是说，在主从电机之间进行同步时，需要确定从电机的电机转速已经稳定，更进一步地，还需要确定主电机的电机转速已经稳定。

为了更好的解释本发明实施例，下面通过具体的实施场景描述本发明实施例提供的一种分布式电机同步控制方法的流程，具体的流程如图3所示。

步骤301，从电机的电机启动；

步骤302，从电机的电机进行速度控制；

步骤303，从电机确定当前转速是否在设定速度区间内，若是，则执行步骤304；否则返回步骤302；

步骤304，从电机接收主电机发送的第二同步信号，重置从电机的时钟器件的周期性计时的起始点，并开始按照预设的同步周期的时长进行计时；

步骤305，从电机获取当前从电机的相位，并将当前相位调整至预设相位；

步骤306，从电机确定在预设的同步周期的时长到达时，还未接收到主电机发送的第一同步信号，则获取当前从电机的相位，并将当前相位调整至预设相位；

步骤307，从电机重置从电机的时钟器件的周期性计时的起始点，并开始按照预设的同步周期的时长进行计时。

在上述实施例中，步骤304中的重置从电机的时钟器件的周期性计时的起始点，并开始按照预设的同步周期的时长进行计时的流程与步骤305之间没有先后顺序的表述，步骤306中的获取当前从电机的相位，并将当前相位调整至预设相位与步骤307之间没有先后顺序的表述。

基于同样的构思，本发明实施例还提供一种分布式电机同步控制装置，如图4所示，适用于激光扫描装置，所述激光扫描装置包括N个激光旋转扫描装置且所述N个激光旋转扫描装置扫描的激光面可相交于一点；所述N个激光旋转扫描装置分别在各自的电机作用下旋转，所述装置包括：

确定单元401，用于确认在同步周期内未接收到第二激光旋转扫描装置上的主电机发送的第一同步信号，其中，所述同步周期是所述从电机的时钟部件根据所述主电机发送的第二同步信号确定的，所述第二同步信号为所述第一同步信号之前的同步信号；

调整单元402，用于在所述同步周期到达后，获取所述从电机的当前相位并调整所述当前相位至预设相位。

进一步地，所述确定单元401具体用于：

所述时钟部件按预设的同步周期的时长进行周期性计时；

在接收到所述第二同步信号后，重置所述时钟部件的周期性计时的起始点。

进一步地，所述确定单元401还用于：

接收所述第一同步信号；

所述调整单元402具体用于：

获取所述从电机的当前相位并调整所述当前相位至所述预设相位。

进一步地，所述调整单元402还用于：

根据接收到所述第一同步信号，重置所述时钟部件的周期性计时的起始点。

进一步地，所述确定单元401还用于：

确定所述从电机的电机转速在设定速度区间内。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种分布式电机同步控制方法，其特征在于，适用于激光扫描装置，所述激光扫描装置包括N个激光旋转扫描装置且所述N个激光旋转扫描装置扫描的激光面可相交于一点；所述N个激光旋转扫描装置分别在各自的电机作用下旋转，所述方法包括：

若第一激光旋转扫描装置上的从电机确认在同步周期内未接收到第二激光旋转扫描装置上的主电机发送的第一同步信号，其中，所述同步周期是所述从电机的时钟部件根据所述主电机发送的第二同步信号确定的，所述第二同步信号为所述第一同步信号之前的同步信号，则所述从电机在所述同步周期到达后，获取所述从电机的当前相位并调整所述当前相位至预设相位；

若确定从电机当前的相位大于预设相位，则降低从电机的转速；若确定从电机当前的相位小于预设相位，则加快从电机的转速。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述同步周期是所述从电机的时钟部件根据所述主电机发送的第二同步信号确定的，包括：

所述时钟部件按预设的同步周期的时长进行周期性计时；

所述从电机在接收到所述第二同步信号后，重置所述时钟部件的周期性计时的起始点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

若所述从电机接收到所述第一同步信号，则所述从电机获取所述从电机的当前相位并调整所述当前相位至所述预设相位。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述从电机根据接收到的所述第一同步信号，重置所述时钟部件的周期性计时的起始点。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述从电机在同步周期到达前，还包括：

所述从电机确定所述从电机的电机转速在设定速度区间内。

6.一种分布式电机同步控制装置，其特征在于，适用于激光扫描装置，所述激光扫描装置包括N个激光旋转扫描装置且所述N个激光旋转扫描装置扫描的激光面可相交于一点；所述N个激光旋转扫描装置分别在各自的电机作用下旋转，所述装置包括：

确定单元，用于确认第一激光旋转扫描装置上的从电机在同步周期内未接收到第二激光旋转扫描装置上的主电机发送的第一同步信号，其中，所述同步周期是所述从电机的时钟部件根据所述主电机发送的第二同步信号确定的，所述第二同步信号为所述第一同步信号之前的同步信号；

调整单元，用于若所述确定单元确认第一激光旋转扫描装置上的从电机在同步周期内未接收到第二激光旋转扫描装置上的主电机发送的第一同步信号，则在所述同步周期到达后，获取所述从电机的当前相位并调整所述当前相位至预设相位，若确定从电机当前的相位大于预设相位，则降低从电机的转速；若确定从电机当前的相位小于预设相位，则加快从电机的转速。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定单元还用于：

通过所述时钟部件按预设的同步周期的时长进行周期性计时；

在所述第一激光旋转扫描装置上的从电机接收到所述第二同步信号后，重置所述时钟部件的周期性计时的起始点。

8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述调整单元还用于：

若所述第一激光旋转扫描装置上的从电机接收到所述第一同步信号，则获取所述从电机的当前相位并调整所述当前相位至所述预设相位。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调整单元还用于：

根据所述第一激光旋转扫描装置上的从电机接收到的所述第一同步信号，重置所述时钟部件的周期性计时的起始点。

10.根据权利要求6-8任一所述的装置，其特征在于，所述确定单元还用于：

通过所述第一激光旋转扫描装置上的从电机确定所述从电机的电机转速在设定速度区间内。

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