一种基于光电编码器双路测量间距的方法

一、引言
五轮仪法是在被测车辆上安装转动灵活、与地面以一定压力可靠接触的第五轮（测量拖拉机速度时也常直接以拖拉机的前轮当作第五轮）。车辆移动时，地面摩擦力可使附加的第五轮转动。利用光电开关或者霍尔开关以及相应装置，可以每转产生若干脉冲。利用这些脉冲可以实现轮子速度及运行距离的检测。传统五轮仪法是典型的单路接触式测量方法，地表的硬度、摩擦系数、接触压力等都会影响测量结果，主要表现在两个方面：一、由于地面松软，轮子下陷，导致单轮受摩擦而转动的有效直径与实际直径可能不一致。二、地面起伏不平导致轮子滚过的路径长度与直线距离不一致，比如机具实际前进了1m，而轮子正好滚过一个45°的尖峰或凹坑，这样反映的距离就是1.4m左右。如果需要精确的测量结果`，对第一类问题的影响，可以通过对每一种具体测量的地形条件进行脉冲与弧长当量的标定来消除，而对第二种问题则没有办法彻底。本文提出的这种方法，能够有效地削弱地面起伏不平对测量结果造成的影响。

二、测量方法和应用算法
利用五轮仪将直线运动变为转动的思路，将同等型号的旋转编码器分别安装在行进装置两侧的轮（五轮仪）上，经过特殊配件使之与转动机构（车轮）同步旋转。此装置两轮间隔为1m，确保定位信号位于其间能被充分采集到，以免检测中出现遗漏位置信号的现象，使间距测量出现可以避免的误差。操作装置上的控制面板来进行启动外部信号的采集，将单片机系统采集到的位置信号作为外部中断依据，用来控制对编码器脉冲信号计数的启停，将每次计数的结果保存到指定的存储单元。