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.
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.
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.
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.
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.
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 .