Khoa học Michigan Bộ chuyển đổi xung bánh xe độ phân giải cao (WPT) là một bộ mã hóa quang học gắn vào các đai ốc bánh xe của một chiếc xe. WPT thường được sử dụng để theo dõi vị trí và tốc độ của xe cho các ứng dụng như quản lý đội xe và theo dõi xe tự hành. Nghiên cứu điển hình này sẽ chứng minh độ chính xác của việc sử dụng hai đầu dò xung bánh xe với nhau, so sánh vị trí và các phép đo vận tốc với dữ liệu GPS.
Cách thức Hoạt động
Tín hiệu từ bộ mã hóa được sử dụng để tính toán vị trí góc và vận tốc của bánh xe. Dữ liệu được ghi lại bởi hai WPT ở hai bên của ô tô có thể được lấy trung bình để tìm trung tâm, do đó đưa ra đại diện chính xác nhất về quãng đường và tốc độ ô tô đã đi. Các phương tiện lập bản đồ thường sử dụng WPT để bù cho những đứt gãy trong tín hiệu GPS, cho phép theo dõi quãng đường đã đi trong thời gian mất tín hiệu. Trong nghiên cứu này, độ phân giải cao của dữ liệu WPT hoạt động tốt hơn nhiều so với cảm biến GPS được sử dụng do tốc độ lấy mẫu cao 10,000 Hz.
Thiết lập thử nghiệm
Để so sánh kết quả của Bộ chuyển đổi xung bánh xe với kết quả GPS, hai hệ thống WPT được gắn vào một chiếc xe, một ở phía sau bên phải và một ở phía sau bên trái. Các đầu dò được lắp ráp trên bánh sau để chuyển động quay của bánh trước sẽ không phải được bù vào dữ liệu. Một thiết bị GPS được đặt trên đầu xe, ở trung tâm của nóc xe phía trên bánh sau, nơi nó sẽ cho kết quả chính xác nhất. Khoảng cách và tốc độ WPT trái và phải được tính trung bình để khớp với tín hiệu GPS ở trung tâm của xe. Đường đi dài một dặm được hiển thị bên dưới, cùng với biểu đồ kinh độ và vĩ độ từ GPS, bao gồm đường đi vòng quanh và đường ngoằn ngoèo.
Đề cương bài kiểm tra
Dữ liệu GPS từ Đường thử
Vòng lặp
Khi đi ngược chiều kim đồng hồ quanh phần hình tròn của đường thử (được hiển thị bằng màu xanh lá cây ở trên), người ta sẽ mong đợi vận tốc và khoảng cách của bánh xe bên phải cao hơn nhiều so với bên trái. Nhìn vào dữ liệu, được hiển thị bên dưới, điều này được thấy là đúng. Vận tốc của bánh xe bên phải (màu xanh lam) và bên trái (màu xanh lá cây) được tính trung bình (màu đỏ) và gần giống hoàn hảo với dữ liệu GPS (màu tím).
Đường ngoằn ngoèo
Khu vực có chỗ rẽ phải và trái nhanh, được hiển thị trong hình vuông màu xanh lam trên đường thử cung cấp một góc nhìn thú vị khác. Đối với biểu đồ vận tốc bên dưới, chiếc xe được điều động bằng cách rẽ trái nhanh chóng, sau đó rẽ phải ngay lập tức. Hình chữ “W” được tạo ra bởi điều này cho thấy rằng bánh xe bên trái (màu tím) đi chậm hơn bên phải (màu xanh lá cây) khi rẽ trái, sau đó bên trái đi nhanh hơn bên phải khi rẽ phải. Trong khi hai bên đối lập giao dịch trong suốt quá trình diễn tập, giá trị trung bình được tính toán (màu đỏ) và dữ liệu GPS (màu xanh lam) ở gần nhau ở giữa.
Thời gian giữa hai giao điểm trên biểu đồ bên dưới là nơi xảy ra rẽ trái và rẽ phải. Bánh xe bên phải (màu xanh) vượt qua bánh bên trái (màu đỏ) trong quãng đường đã đi vì nó có bán kính lớn hơn để quay vòng trong khi rẽ trái, bắt đầu khoảng 14 giây và kết thúc sau khoảng 15.5 giây. Lúc này, bánh xe bên phải đã đi được quãng đường xa hơn bánh xe bên trái. Rẽ phải bắt đầu trước 17 giây và bánh xe bên trái bắt kịp với bánh xe bên phải khi lượt kết thúc khoảng 18 giây. Khoảng cách trung bình (màu tím) đã đi được ở giữa hai điểm. Bởi vì độ dốc của khoảng cách trung bình và GPS là như nhau, chúng vẫn đang ghi cùng tốc độ và thay đổi về khoảng cách. Tuy nhiên, GPS bị trễ một vài feet sau tay lái, do đó có sự chênh lệch nhỏ trong dữ liệu.
lỗi
Một vài điểm dữ liệu cuối cùng của bài kiểm tra có thể cho thấy lợi ích của việc sử dụng hai WPT thay vì chỉ một. Nếu chỉ sử dụng một WPT, các khoảng cách được ghi sẽ có sai số tối đa là 0.22%. Tuy nhiên, bằng cách cài đặt hai WPT và lấy trung bình chúng, sai số chỉ là 0.0115%, giảm một hệ số 19. Điều này cho thấy rằng việc sử dụng hai Bộ chuyển đổi xung bánh xe có thể giúp giảm thiểu lỗi có thể tích tụ trong nhiều lượt.
Thử nghiệm này chỉ là một trong vô số các thử nghiệm khác nhau sử dụng Đầu dò xung bánh xe. Có một hệ thống đo lường bền và chính xác có lợi cho việc theo dõi chính xác vị trí và tốc độ của xe trong bất kỳ môi trường nào. Nếu bạn muốn thảo luận về ứng dụng thử nghiệm bánh xe của mình, liên hệ với đại diện Khoa học Michigan hôm nay.