Michigan Scientific Högupplöst hjulpulsgivare (WPT) är en optisk kodare som fästs på muttrarna av ett fordons hjul. WPT används vanligtvis för att spåra ett fordons position och hastighet för applikationer som fleet management och autonom fordonsspårning. Denna fallstudie kommer att visa noggrannheten av att använda två hjulpulsgivare tillsammans, och jämföra positions- och hastighetsmätningarna med GPS-data.
Så fungerar det
Signalen från kodaren används för att beräkna hjulets vinkelposition och hastighet. Data som registrerats av två WPT:er på vardera sidan av bilen kan beräknas som medelvärde för att hitta centrum, vilket ger den mest exakta representationen av avståndet och hastigheten som bilen har färdats. Kartläggningsfordon använder ofta WPT:er för att kompensera för avbrott i GPS-signalen, vilket möjliggör spårning av tillryggalagd sträcka under signalförlusten. I denna studie presterade den höga upplösningen av WPT-data mycket bättre än den för GPS-sensorn som användes på grund av dess höga samplingshastighet på 10,000 XNUMX Hz.
Testuppsättning
För att jämföra resultaten från hjulpulsgivaren med GPS-resultaten, var två WPT-system anslutna till ett fordon, ett på den bakre högra sidan och en på den bakre vänstra sidan. Givarna monterades på bakhjulen så att framhjulens svängrörelse inte skulle behöva kompenseras för i data. En GPS-enhet placerades ovanpå fordonet, i mitten av taket ovanför bakhjulen, där den skulle ge den mest exakta avläsningen. Vänster och höger WPT-avstånd och hastigheter beräknades för att matcha GPS-signalen i fordonets mitt. Den milslånga banan som visas nedan, tillsammans med en latitud- och longitudplot från GPS:en, inkluderar en rondell och en sicksackmanöver.
Testspåröversikt
GPS-data från testspår
loop
När man går moturs runt den cirkulära delen av testbanan (visas i grönt ovan), skulle man förvänta sig att hastigheten och avståndet för det högra hjulet skulle mäta mycket högre än det vänstra. Om man tittar på uppgifterna nedan visar det sig att detta är sant. De högra (blå) och vänstra (gröna) hjulhastigheterna beräknas i medeltal (röda), och stämmer nästan perfekt överens med GPS-data (lila).
Sicksackstigen
Området som innehåller en snabb höger- och vänstersväng, som visas inom den blå fyrkanten på testbanan, ger ett annat intressant perspektiv. För hastighetsdiagrammet nedan manövrerades fordonet med en snabb vänstersväng, sedan en omedelbar höger. "W"-formen som skapas av detta visar att det vänstra hjulet (lila) gick långsammare än det högra (grönt) runt vänstersvängen, sedan gick det vänstra snabbare än det högra runt högersvängen. Medan de två motsatta sidorna byter plats under hela manövern, förblir det beräknade medelvärdet (röd) och GPS-data (blå) nära varandra i mitten.
Tiden mellan de två skärningspunkterna på grafen nedan är där vänster- och högersvängarna inträffade. Det högra hjulet (blått) överträffar det vänstra hjulet (rött) i tillryggalagd sträcka då det har en större radie att gå runt under vänstersvängen, som börjar cirka 14 sekunder och slutar cirka 15.5 sekunder. Vid denna tidpunkt har det högra hjulet färdats längre än det vänstra hjulet. Den högra svängen börjar strax före 17 sekunder och det vänstra hjulet kommer ikapp det högra hjulet när svängen slutar vid cirka 18 sekunder. Det genomsnittliga (lila) tillryggalagda avståndet förblir centrerat mellan de två. Eftersom lutningen för medeldistansen och GPS:en är densamma, registrerar de fortfarande samma hastighet och avståndsförändring. GPS:en släpar dock några meter bakom ratten, därav den lilla förskjutningen i data.
Fel
De sista datapunkterna i testet kan visa fördelarna med att använda två WPT istället för bara en. Om endast en WPT användes skulle de registrerade avstånden ha ett maximalt fel på 0.22 %. Men genom att installera två WPT:er och medelvärdesberäkning av dem är felet endast 0.0115 %, en minskning med en faktor 19. Detta visar att användning av två hjulpulsgivare kan hjälpa till att minska fel som kan ackumuleras över flera varv.
Detta test är bara ett av en mängd olika tester som använder hjulpulsgivare. Att ha ett hållbart och exakt mätsystem är fördelaktigt för att exakt spåra ett fordons position och hastighet i alla miljöer. Om du vill diskutera din applikation för hjultestning, kontakta en Michigan Scientific-representant i dag.