一種基于光電編碼器雙路測量間距的方法
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所謂間距測量，指的是測得相鄰兩個位置信號的位移。傳統(tǒng)的五輪儀均為單路測量，僅僅用一路的運行情況來決定結(jié)果，如果這路情況非常復雜，所反映的距離與實際位移存有偏差?？紤]到地表不平主要包括尖峰和凹坑兩種情況，無論是哪種情況的影響都會使車輪運行表現(xiàn)出來的距離變大。為了有效克服單路測量過于片面的弊端，改為了雙路的同時檢測。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，那么檢測出的結(jié)果肯定是第二路反映的距離短于第一路，對應(yīng)輸出的脈沖數(shù)少于第一路的，同時大于或等于實際值所對應(yīng)的脈沖數(shù)，那么選擇第二路的測量結(jié)果會更接近真實值；如果兩路在行進中均遇到了尖峰或凹坑，測量結(jié)果也會因為行進距離的不同而出現(xiàn)差異，雖然這種情況兩路測量也會產(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值；如果兩路均為平直的狀態(tài)，那么雙路與單路的測量結(jié)果不會有太大的差異，選擇哪一路誤差都不會太大。雙路測量的優(yōu)勢在前兩種情況下體現(xiàn)的較為鮮明。
通過以上的討論可以歸出以下算法：
（1）將相鄰位置信號間得到的兩路脈沖數(shù)進行比較，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）由于每個脈沖對應(yīng)編碼器旋轉(zhuǎn)了一定的角度，利用角度與輪緣周長的關(guān)系得到對應(yīng)傳動機構(gòu)行進的距離，即所測得的間距。公式為：
為編碼器旋轉(zhuǎn)一圈輸出的總脈沖數(shù)， 為第ni次中斷時的脈沖個數(shù)，r為傳動機構(gòu)的外圍半徑，s為間距。由于兩路編碼器起始點可能存在不一致，（取決于編碼器自身的設(shè)計結(jié)構(gòu)），會造成一路脈沖上升沿來時，另一路的并沒有到，在計數(shù)脈沖時兩路會存在1/N（N為編碼器一圈輸出的脈沖數(shù)）的誤差，當N值越大，誤差越小。因此可以采用分辨率高的編碼器來降低這方面的影響。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/169420.htm
三、試驗及結(jié)果分析
在田間進行雙路與單路的對比試驗，采用縱向等間距（S=0.5m）排列的51個紅外信號作為位置信號。已知行進輪的直徑為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)一周裝置前進位移是1.57m。
結(jié)果如下表1：
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