一種基于光電編碼器雙路測(cè)量間距的方法
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所謂間距測(cè)量，指的是測(cè)得相鄰兩個(gè)位置信號(hào)的位移。傳統(tǒng)的五輪儀均為單路測(cè)量，僅僅用一路的運(yùn)行情況來(lái)決定結(jié)果，如果這路情況非常復(fù)雜，所反映的距離與實(shí)際位移存有偏差?？紤]到地表不平主要包括尖峰和凹坑兩種情況，無(wú)論是哪種情況的影響都會(huì)使車輪運(yùn)行表現(xiàn)出來(lái)的距離變大。為了有效克服單路測(cè)量過(guò)于片面的弊端，改為了雙路的同時(shí)檢測(cè)。由于各路地表情況存在差異，例如一路在某一間距內(nèi)出現(xiàn)尖峰或是凹坑而另一路平直，那么檢測(cè)出的結(jié)果肯定是第二路反映的距離短于第一路，對(duì)應(yīng)輸出的脈沖數(shù)少于第一路的，同時(shí)大于或等于實(shí)際值所對(duì)應(yīng)的脈沖數(shù)，那么選擇第二路的測(cè)量結(jié)果會(huì)更接近真實(shí)值；如果兩路在行進(jìn)中均遇到了尖峰或凹坑，測(cè)量結(jié)果也會(huì)因?yàn)樾羞M(jìn)距離的不同而出現(xiàn)差異，雖然這種情況兩路測(cè)量也會(huì)產(chǎn)生很大的誤差，但我們?nèi)钥梢源_定輸出脈沖少的那一路比較接近真實(shí)值；如果兩路均為平直的狀態(tài)，那么雙路與單路的測(cè)量結(jié)果不會(huì)有太大的差異，選擇哪一路誤差都不會(huì)太大。雙路測(cè)量的優(yōu)勢(shì)在前兩種情況下體現(xiàn)的較為鮮明。
通過(guò)以上的討論可以歸出以下算法：
（1）將相鄰位置信號(hào)間得到的兩路脈沖數(shù)進(jìn)行比較，如果存在差異，保存小值；如果不存在差異，任取一值（稱為最優(yōu)值選擇）作為最終轉(zhuǎn)換間距的數(shù)據(jù)（如圖1）；
（2）由于每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)編碼器旋轉(zhuǎn)了一定的角度，利用角度與輪緣周長(zhǎng)的關(guān)系得到對(duì)應(yīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)行進(jìn)的距離，即所測(cè)得的間距。公式為：
為編碼器旋轉(zhuǎn)一圈輸出的總脈沖數(shù)， 為第ni次中斷時(shí)的脈沖個(gè)數(shù)，r為傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的外圍半徑，s為間距。由于兩路編碼器起始點(diǎn)可能存在不一致，（取決于編碼器自身的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)），會(huì)造成一路脈沖上升沿來(lái)時(shí)，另一路的并沒(méi)有到，在計(jì)數(shù)脈沖時(shí)兩路會(huì)存在1/N（N為編碼器一圈輸出的脈沖數(shù)）的誤差，當(dāng)N值越大，誤差越小。因此可以采用分辨率高的編碼器來(lái)降低這方面的影響。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/169420.htm
三、試驗(yàn)及結(jié)果分析
在田間進(jìn)行雙路與單路的對(duì)比試驗(yàn)，采用縱向等間距（S=0.5m）排列的51個(gè)紅外信號(hào)作為位置信號(hào)。已知行進(jìn)輪的直徑為50cm，采用的編碼器為 omron公司生產(chǎn)的E6B2-CWZ6C型編碼器，它的輸出脈沖數(shù)為360p/r，即車輪旋轉(zhuǎn)一周裝置前進(jìn)位移是1.57m。
結(jié)果如下表1：
評(píng)論