一種基于光電編碼器雙路測量間距的方法

一、引言
五輪儀法是在被測車輛上安裝轉動靈活、與地面以一定壓力可靠接觸的第五輪（測量拖拉機速度時也常直接以拖拉機的前輪當作第五輪）。車輛移動時，地面摩擦力可使附加的第五輪轉動。利用光電開關或者霍爾開關以及相應裝置，可以每轉產生若干脈沖。利用這些脈沖可以實現輪子速度及運行距離的檢測。傳統五輪儀法是典型的單路接觸式測量方法，地表的硬度、摩擦系數、接觸壓力等都會影響測量結果，主要表現在兩個方面：一、由于地面松軟，輪子下陷，導致單輪受摩擦而轉動的有效直徑與實際直徑可能不一致。二、地面起伏不平導致輪子滾過的路徑長度與直線距離不一致，比如機具實際前進了1m，而輪子正好滾過一個45°的尖峰或凹坑，這樣反映的距離就是1.4m左右。如果需要精確的測量結果`，對第一類問題的影響，可以通過對每一種具體測量的地形條件進行脈沖與弧長當量的標定來消除，而對第二種問題則沒有辦法徹底。本文提出的這種方法，能夠有效地削弱地面起伏不平對測量結果造成的影響。

二、測量方法和應用算法
利用五輪儀將直線運動變為轉動的思路，將同等型號的旋轉編碼器分別安裝在行進裝置兩側的輪（五輪儀）上，經過特殊配件使之與轉動機構（車輪）同步旋轉。此裝置兩輪間隔為1m，確保定位信號位于其間能被充分采集到，以免檢測中出現遺漏位置信號的現象，使間距測量出現可以避免的誤差。操作裝置上的控制面板來進行啟動外部信號的采集，將單片機系統采集到的位置信號作為外部中斷依據，用來控制對編碼器脈沖信號計數的啟停，將每次計數的結果保存到指定的存儲單元。