ميشيغان العلمية محول نبض عجلة عالي الدقة (WPT) هو مشفر ضوئي تعلق على الصواميل من عجلة السيارة. يستخدم WPT بشكل شائع لتتبع موقع السيارة وسرعتها لتطبيقات مثل إدارة الأسطول و تتبع المركبات المستقلة. ستوضح دراسة الحالة هذه دقة استخدام محولين من محولات الطاقة ذات النبضات العجلة معًا ، ومقارنة قياسات الموضع والسرعة ببيانات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS).
آلية العمل
تُستخدم الإشارة من المشفر لحساب الموضع الزاوي وسرعة العجلة. يمكن حساب متوسط البيانات المسجلة بواسطة اثنين من WPTs على جانبي السيارة للعثور على المركز ، وبالتالي إعطاء التمثيل الأكثر دقة للمسافة والسرعة التي قطعتها السيارة. غالبًا ما تستخدم مركبات رسم الخرائط WPTs للتعويض عن الانقطاعات في إشارة GPS ، مما يسمح بتتبع المسافة المقطوعة أثناء فقدان الإشارة. في هذه الدراسة ، كان أداء الدقة العالية لبيانات WPT أفضل بكثير من أداء مستشعر GPS الذي تم استخدامه بسبب معدل أخذ العينات المرتفع البالغ 10,000 هرتز.
اختبار الإعداد
لمقارنة نتائج محول نبض العجلة بنتائج نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، تم توصيل نظامي WPT بالمركبة ، أحدهما في الجانب الأيمن الخلفي والآخر في الجانب الخلفي الأيسر. تم تجميع المحولات على العجلات الخلفية بحيث لا يلزم تعويض حركة الدوران للعجلات الأمامية في البيانات. تم وضع جهاز GPS أعلى السيارة ، في منتصف السقف فوق العجلات الخلفية ، حيث يعطي القراءة الأكثر دقة. تم حساب متوسط سرعات ومسافات WPT اليمنى واليسرى لتتناسب مع إشارة GPS في وسط السيارة. يتضمن المسار الذي يبلغ طوله ميلًا الموضح أدناه ، جنبًا إلى جنب مع مخطط خطوط الطول والعرض من نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، مناورة دائرية ومتعرجة.
مخطط مسار الاختبار
بيانات GPS من مسار الاختبار
أنشوطة
عند السير في عكس اتجاه عقارب الساعة حول الجزء الدائري من مسار الاختبار (كما هو موضح باللون الأخضر أعلاه) ، يتوقع المرء أن تقيس سرعة ومسافة العجلة اليمنى أعلى بكثير من اليسار. بالنظر إلى البيانات الموضحة أدناه ، يتبين أن هذا صحيح. تم حساب متوسط سرعات العجلة اليمنى (الزرقاء) واليسرى (الخضراء) (باللون الأحمر) ، وتصطف بشكل مثالي تقريبًا مع بيانات GPS (باللون الأرجواني).
مسار متعرج
توفر المنطقة التي تحتوي على انعطاف سريع يمينًا ويسارًا ، والتي تظهر داخل المربع الأزرق على مخطط مسار الاختبار ، منظورًا آخر مثيرًا للاهتمام. بالنسبة إلى مخطط السرعة أدناه ، تمت مناورة السيارة من خلال انعطاف يسار سريع ، ثم انعطاف مباشر إلى اليمين. يوضح الشكل "W" الذي تم إنشاؤه بواسطة هذا أن العجلة اليسرى (الأرجواني) كانت أبطأ من العجلة اليمنى (الخضراء) حول المنعطف الأيسر ، ثم تحرك اليسار أسرع من اليمين حول المنعطف الأيمن. بينما يتبادل الجانبان المتعارضان الأماكن خلال المناورة ، يظل المتوسط المحسوب (الأحمر) وبيانات نظام تحديد المواقع العالمي (الأزرق) قريبين من بعضهما البعض في المنتصف.
الوقت بين نقطتي التقاطع على الرسم البياني أدناه هو مكان حدوث المنعطفات اليمنى واليسرى. تتفوق العجلة اليمنى (الزرقاء) على العجلة اليسرى (الحمراء) من حيث المسافة المقطوعة حيث أن لها نصف قطر أكبر للالتفاف أثناء الانعطاف إلى اليسار ، والذي يبدأ حوالي 14 ثانية وينتهي في حوالي 15.5 ثانية. في هذه المرحلة ، تحركت العجلة اليمنى أبعد من العجلة اليسرى. يبدأ الانعطاف الأيمن قبل 17 ثانية بقليل ، وتلتحق العجلة اليسرى بالعجلة اليمنى في الوقت الذي ينتهي فيه الدوران عند 18 ثانية تقريبًا. متوسط المسافة (الأرجواني) المقطوعة يبقى متمركزًا بين الاثنين. نظرًا لأن ميل متوسط المسافة ونظام تحديد المواقع العالمي (GPS) متماثلان ، فلا يزالان يسجلان نفس السرعة ويتغيران في المسافة. ومع ذلك ، فإن نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يتخلف عن عجلة القيادة ببضعة أقدام ، وبالتالي فإن الإزاحة الطفيفة في البيانات.
خطأ
يمكن أن تظهر نقاط البيانات القليلة الأخيرة للاختبار فوائد استخدام اثنين من WPTs بدلاً من واحد فقط. إذا تم استخدام WPT واحد فقط ، فسيكون للمسافات المسجلة خطأ أقصى قدره٪ 0.22. ومع ذلك ، من خلال تثبيت اثنين من WPTs واحتساب متوسطها ، يكون الخطأ 0.0115٪ فقط ، أي بانخفاض عامل قدره 19. وهذا يوضح أن استخدام محولات نبضات العجلة يمكن أن يساعد في تقليل الخطأ الذي يمكن أن يتراكم خلال دورات متعددة.
هذا الاختبار هو مجرد واحد من العديد من الاختبارات المختلفة التي تستخدم محولات النبض العجلة. يعد وجود نظام قياس متين ودقيق مفيدًا لتتبع موضع السيارة وسرعتها بدقة في أي بيئة. إذا كنت ترغب في مناقشة تطبيق اختبار العجلة الخاص بك ، اتصل بممثل ميشيغان العلمي اليوم.