请建议一种算法来比较格雷码数

Question

我有一个绝对编码器，它以格雷码形式输出 10 位值（0 到 1023）。我要解决的问题是如何判断编码器是向前还是向后移动。

我认为“最佳”算法如下：首先，我将格雷码转换为常规二进制文件（完全归功于：https://www.daniweb.com/programming/software-development/code/216355/gray-code-conversion 中的最后一个答案）：

int grayCodeToBinaryConversion(int bits)
{
  bits ^= bits >> 16; // remove if word is 16 bits or less
  bits ^= bits >>  8; // remove if word is 8 bits or less
  bits ^= bits >>  4;
  bits ^= bits >>  2;
  bits ^= bits >>  1;
  return bits;
}

其次，我比较了两个间隔 250 毫秒采样的值。我认为比较两个值会让我知道我是向前还是向后移动。例如：

if((SampleTwo – SampleOne) > 1)
{
  //forward motion actions
}

if((SampleTwo – SampleOne) < 1)
{
  //reverse motion actions
}

if(SampleTwo == SampleOne)
{
  //no motion action
}

就在我开始觉得自己聪明的时候，令我失望的是我意识到这个算法有一个致命的缺陷。当我比较 824 和 1015 的二进制值时，此解决方案非常有效。此时我知道编码器的移动方向。然而，在某些时候，编码器将从 1023 翻转到 0 并爬升，然后当我去比较第一个采样值 1015 和第二个采样值 44，即使我在物理上朝相同的方向移动，我写的逻辑没有正确捕捉到这一点。另一个不可行的方法是将格雷码值作为一个整数，然后比较两个整数。

如何比较两个相隔 250 毫秒的格雷码值并确定旋转方向，同时考虑编码器的翻转方面？如果您愿意提供帮助，能否提供一个简单的代码示例？

Answer 1

假设A是你的初始读数，B是250ms后的读数。
让我们以 A = 950 和 B = 250 为例。

让我们假设编码器向前移动（它的值随时间增加）。

那么，走过的距离是(B - A + 1024) % 1024。我们称之为 d_forward.

对于这个例子，d_forward 结果是 (250 - 950 + 1024) % 1024 = 324。

向后移动的距离（d_backward）为1024 - d_forward；即 700。

d_forward 和 d_backward 中的最小值将给出编码器行进的方向。

如果编码器要在 250 毫秒内移动超过 1023/2 个单位，这将 不起作用 。在这种情况下，您应该减少读取之间的间隔。

Answer 2

Rishav 的答案是正确的，但更容易计算。

令 A 和 B 是相隔 250 毫秒并从格雷码转换为二进制的两个读数。

编码器位置的差异只是 diff = ((1536 + B - A) & 1023) - 512。如果您不想使用按位数学，那么 diff = ((1536 + B - A) % 1024) - 512.

注意1536是1024+512，答案diff由两个约束决定：

差异 = B-A mod 1024
diff 在 [-512, 511] 范围内，这是 10 位有符号数的正常范围.

如果您的编码器 allowed/expected 在一个方向上比另一个方向走得更快，那么您可以调整 (2) 中的范围。

要允许答案在 [MIN,MIN+1023] 范围内，请使用 diff = ((1024 - MIN + B - A) % 1024) + 最小值

如果 MIN 为正数，请添加足够大的 1024 倍数以确保在执行 modulus 运算之前它为正数，因为 mod大多数语言中的 ulus 运算符在处理负数时表现得很奇怪。

请建议一种算法来比较格雷码数

Please suggest an algorithm to compare Gray code numbers

algorithm

gray-code