휠 펄스 변환기 사례 연구 | GPS와 WPT 데이터 비교

미시간 사이언티픽 고해상도 휠 펄스 변환기 (WPT)는 광학 인코더입니다. 러그 너트에 부착 바퀴의. WPT는 일반적으로 차량 관리 및 자율 차량 추적. 이 사례 연구는 위치 및 속도 측정값을 GPS 데이터와 비교하여 XNUMX개의 휠 펄스 변환기를 함께 사용하는 정확도를 보여줍니다.

이용방법

인코더의 신호는 바퀴의 각도 위치와 속도를 계산하는 데 사용됩니다. 자동차 양쪽에 있는 두 개의 WPT에 의해 기록된 데이터는 평균을 내어 중심을 찾을 수 있으므로 자동차가 이동한 거리와 속도를 가장 정확하게 나타낼 수 있습니다. 매핑 차량은 종종 WPT를 사용하여 GPS 신호의 중단을 보상하여 신호 손실 동안 이동한 거리를 추적할 수 있습니다. 본 연구에서 WPT 데이터의 고해상도는 10,000Hz의 높은 샘플링 속도로 인해 사용된 GPS 센서보다 훨씬 우수한 성능을 보였습니다.

테스트 설정

Wheel Pulse Transducer 결과를 GPS 결과와 비교하기 위해 두 개의 WPT 시스템이 차량에 부착되었습니다. 하나는 후방 우측에, 다른 하나는 후방 좌측에 있습니다. 데이터에서 앞바퀴의 회전 운동을 보상할 필요가 없도록 변환기를 뒷바퀴에 조립했습니다. GPS 장치는 가장 정확한 판독값을 제공하는 뒷바퀴 위 지붕 중앙의 차량 상단에 배치되었습니다. 차량 중앙의 GPS 신호와 일치하도록 좌우 WPT 거리와 속도를 평균하였다. 아래에 표시된 XNUMX마일 길이의 코스는 GPS의 위도 및 경도 플롯과 함께 원형 교차로 및 지그재그 기동을 포함합니다.

테스트-트랙-개요

테스트 트랙 개요

테스트 트랙 데이터

테스트 트랙의 GPS 데이터

고리

테스트 트랙의 원형 부분(위의 녹색으로 표시)을 시계 반대 방향으로 돌면 오른쪽 바퀴의 속도와 거리가 왼쪽보다 훨씬 높게 측정될 것으로 예상할 수 있습니다. 아래에 나와 있는 데이터를 보면 이것이 사실임을 알 수 있습니다. 오른쪽(파란색) 및 왼쪽(녹색) 바퀴 속도는 평균(빨간색)이며 GPS 데이터(보라색)와 거의 완벽하게 일치합니다.

루프 속도 대 시간

지그재그 경로

테스트 트랙 윤곽의 파란색 사각형 안에 표시된 빠른 우회전 및 좌회전이 포함된 영역은 또 다른 흥미로운 관점을 제공합니다. 아래의 속도 플롯에서 차량은 급하게 좌회전한 다음 곧바로 우회전했습니다. 이에 의해 생성된 "W" 모양은 좌회전에서 왼쪽 바퀴(보라색)가 오른쪽(녹색)보다 느리게 이동한 다음 우회전에서 왼쪽이 오른쪽보다 빠르게 이동했음을 보여줍니다. 두 개의 반대 측이 기동 내내 장소를 교환하는 동안 계산된 평균(빨간색)과 GPS 데이터(파란색)는 중간에 가깝게 유지됩니다.

지그재그 속도 대 시간

아래 그래프의 두 교차점 사이의 시간이 좌회전과 우회전이 발생한 지점입니다. 오른쪽 바퀴(파란색)는 왼쪽 바퀴(빨간색)보다 이동 거리가 더 크며, 좌회전 시 약 14초에서 시작하여 약 15.5초에 끝납니다. 이 시점에서 오른쪽 바퀴가 왼쪽 바퀴보다 더 멀리 이동했습니다. 우회전은 17초 직전에 시작되고, 약 18초에 회전이 끝날 때쯤 왼쪽 바퀴가 오른쪽 바퀴를 따라잡습니다. 평균(보라색) 이동 거리는 둘 사이의 중앙에 유지됩니다. 평균 거리와 GPS의 기울기가 동일하기 때문에 여전히 동일한 속도와 거리 변화를 기록하고 있습니다. 그러나 GPS는 휠보다 몇 피트 뒤처지기 때문에 데이터에서 약간의 오프셋이 발생합니다.

지그재그 거리 대 시간

오류

테스트의 마지막 몇 가지 데이터 포인트는 WPT를 하나만 사용하는 것이 아니라 0.22개를 사용하는 것의 이점을 보여줄 수 있습니다. WPT가 하나만 사용된 경우 기록된 거리는 0.0115%의 최대 오류를 갖습니다. 그러나 19개의 WPT를 설치하고 평균을 냄으로써 오류는 XNUMX배 감소한 XNUMX%에 불과합니다. 이는 XNUMX개의 휠 펄스 변환기를 사용하면 여러 차례에 걸쳐 누적될 수 있는 오류를 줄이는 데 도움이 될 수 있음을 보여줍니다.

코스 종료 거리 대 시간

이 테스트는 휠 펄스 변환기를 사용하는 다양한 테스트 중 하나일 뿐입니다. 내구성이 뛰어나고 정밀한 측정 시스템을 갖추면 어떤 환경에서도 차량의 위치와 속도를 정확하게 추적할 수 있습니다. 휠 테스트 응용 프로그램에 대해 논의하려면 Michigan Scientific 담당자에게 문의 .