Michigan Scientific Hjulpulstransducer med høj opløsning (WPT) er en optisk indkoder, som fastgøres til møtrikkerne af et køretøjs hjul. WPT bruges almindeligvis til at spore et køretøjs position og hastighed til applikationer såsom flådestyring og sporing af autonome køretøjer. Dette casestudie vil demonstrere nøjagtigheden af at bruge to hjulpulstransducere sammen ved at sammenligne positions- og hastighedsmålinger med GPS-data.
Hvordan det virker
Signalet fra encoderen bruges til at beregne hjulets vinkelposition og hastighed. Data registreret af to WPT'er på hver side af bilen kan beregnes som gennemsnit for at finde centrum, hvilket giver den mest nøjagtige repræsentation af den distance og hastighed, bilen har tilbagelagt. Kortlægningskøretøjer bruger ofte WPT'er til at kompensere for pauser i GPS-signalet, hvilket tillader sporing af den tilbagelagte distance under signaltabet. I denne undersøgelse klarede den høje opløsning af WPT-dataene sig meget bedre end GPS-sensorens, der blev brugt på grund af dens høje samplingshastighed på 10,000 Hz.
Test Setup
For at sammenligne Wheel Pulse Transducer-resultaterne med GPS-resultaterne blev to WPT-systemer fastgjort til et køretøj, et på den bagerste højre side og en på den bagerste venstre side. Transducerne blev samlet på baghjulene, så forhjulenes drejebevægelse ikke skulle kompenseres for i dataene. En GPS-enhed blev placeret oven på køretøjet, i midten af taget over baghjulene, hvor den ville give den mest nøjagtige aflæsning. Venstre og højre WPT-afstande og -hastigheder blev beregnet som gennemsnit for at matche GPS-signalet i midten af køretøjet. Den kilometerlange bane vist nedenfor, sammen med et bredde- og længdegradsplot fra GPS'en, inkluderer en rundkørsel og en zigzag-manøvre.
Test Track Outline
GPS-data fra testspor
Loop
Når man går mod uret rundt om den cirkulære del af testbanen (vist med grønt ovenfor), ville man forvente, at hastigheden og afstanden på det højre hjul måler meget højere end det venstre. Ser man på dataene vist nedenfor, viser det sig, at dette er sandt. De højre (blå) og venstre (grønne) hjulhastigheder beregnes som gennemsnit (røde) og passer næsten perfekt med GPS-dataene (lilla).
Zigzag sti
Området, der indeholder et hurtigt højre- og venstresving, vist inden for den blå firkant på testbanens omrids, giver et andet interessant perspektiv. For hastighedsplottet nedenfor blev køretøjet manøvreret med et hurtigt venstresving og derefter et øjeblikkeligt højre. "W"-formen skabt af dette viser, at det venstre hjul (lilla) gik langsommere end det højre (grønt) omkring venstresvinget, så gik det venstre hurtigere end det højre omkring det højre sving. Mens de to modstående sider bytter plads under hele manøvren, forbliver det beregnede gennemsnit (rød) og GPS-data (blå) tæt sammen i midten.
Tiden mellem de to skæringspunkter på grafen nedenfor er, hvor venstre- og højresvingene fandt sted. Det højre hjul (blåt) overgår det venstre hjul (rødt) i tilbagelagt afstand, da det har en større radius at køre rundt under venstresvinget, som starter omkring 14 sekunder og slutter ved cirka 15.5 sekunder. På dette tidspunkt har det højre hjul kørt længere end det venstre hjul. Det højre sving begynder lige før 17 sekunder, og det venstre hjul indhenter det højre hjul, når svinget slutter ved cirka 18 sekunder. Den gennemsnitlige (lilla) tilbagelagte afstand forbliver centreret mellem de to. Fordi hældningen af den gennemsnitlige distance og GPS'en er den samme, registrerer de stadig den samme hastighed og ændring i afstand. GPS'en halter dog et par meter bag rattet, deraf den lille forskydning i dataene.
Fejl
De sidste par datapunkter i testen kan vise fordelene ved at bruge to WPT'er i stedet for kun én. Hvis der kun blev brugt én WPT, ville de registrerede afstande have en maksimal fejl på 0.22 %. Men ved at installere to WPT'er og sætte et gennemsnit af dem, er fejlen kun 0.0115%, et fald på en faktor på 19. Dette viser, at brug af to hjulpulstransducere kan hjælpe med at reducere fejl, der kan akkumuleres over flere drejninger.
Denne test er blot en af en lang række forskellige test, der bruger hjulpulstransducere. At have et holdbart og præcist målesystem er en fordel for nøjagtigt at spore et køretøjs position og hastighed i ethvert miljø. Hvis du gerne vil diskutere din hjultestansøgning, kontakte en Michigan Scientific-repræsentant i dag.