
在車(chē)輛測(cè)試與性能評(píng)估領(lǐng)域,0.1 km/h的精度差距可能意味著不同的技術(shù)等級(jí)
在現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)研發(fā)與測(cè)試領(lǐng)域,精度和可靠性是衡量車(chē)輛性能的關(guān)鍵指標(biāo)。日本小野測(cè)器(ONO SOKKI)推出的系列GPS速度儀,通過(guò)融合多衛(wèi)星系統(tǒng)定位與慣性測(cè)量單元補(bǔ)償 技術(shù),為車(chē)輛測(cè)試提供了的高精度速度測(cè)量解決方案。
這些精密儀器不僅能測(cè)量基本的速度與距離參數(shù),還能提供橫向速度、側(cè)滑角、車(chē)輛姿態(tài)角等豐富數(shù)據(jù),滿足從基礎(chǔ)研發(fā)到專(zhuān)業(yè)認(rèn)證測(cè)試的各種需求。
小野測(cè)器GPS速度儀的核心技術(shù)基于GPS信號(hào)的多普勒效應(yīng)。當(dāng)GPS衛(wèi)星與地面接收器之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),接收到的信號(hào)頻率會(huì)發(fā)生變化——衛(wèi)星接近時(shí)頻率增高,遠(yuǎn)離時(shí)頻率降低。
通過(guò)精確測(cè)量這種頻率偏移,設(shè)備可以計(jì)算出接收器的運(yùn)動(dòng)速度。
在實(shí)際應(yīng)用中,僅依靠單一衛(wèi)星的信號(hào)是不夠的。小野測(cè)器的高精度速度測(cè)量需要同時(shí)接收至少4顆GPS衛(wèi)星的信號(hào),通過(guò)解算復(fù)雜的方程組,得出移動(dòng)物體的三維速度矢量。
其水平方向的速度測(cè)量精度在2σ情況下可達(dá)0.03 m/s(約0.1 km/h),遠(yuǎn)超傳統(tǒng)基于位置差分計(jì)算速度的方法。
然而,單純依賴衛(wèi)星信號(hào)存在天然缺陷。在城市峽谷、隧道或林蔭道路等環(huán)境中,衛(wèi)星信號(hào)容易受到遮擋而中斷或精度下降。
為解決這一問(wèn)題,小野測(cè)器引入了IMU(慣性測(cè)量單元)補(bǔ)償技術(shù),通過(guò)3軸加速度計(jì)和3軸陀螺儀,在衛(wèi)星信號(hào)不佳時(shí)提供連續(xù)的速度測(cè)量。
IMU與GPS的融合方式堪稱(chēng)技術(shù)上的互補(bǔ)——GPS提供長(zhǎng)期高精度基準(zhǔn),抑制IMU誤差累積。
而IMU則在短時(shí)間內(nèi)提供高頻率、連續(xù)的速度數(shù)據(jù),當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)短暫丟失時(shí),系統(tǒng)依然能夠保持測(cè)量的連續(xù)性。
小野測(cè)器GPS速度儀產(chǎn)品線豐富,為不同應(yīng)用場(chǎng)景和精度要求提供了多種解決方案。
LC-7700是一款利用GPS原理的車(chē)速儀,能高精度測(cè)量車(chē)輛速度和行駛距離。它采用100Hz的實(shí)時(shí)測(cè)量,適合從低速試驗(yàn)到加減速試驗(yàn)的廣范圍試驗(yàn)類(lèi)型。
該設(shè)備速度測(cè)量范圍為0.3-500.0km/h,精度達(dá)到±0.1km/h以內(nèi)(在測(cè)量距離300m以上、速度30km/h以上、捕捉到8個(gè)衛(wèi)星以上時(shí))。
緊湊的設(shè)計(jì)使其方便在汽車(chē)中放置,是基礎(chǔ)車(chē)速測(cè)試的理想選擇。
LC-8310是小野測(cè)器的高靈敏度速度儀,支持GPS與GLONASS雙衛(wèi)星系統(tǒng),提高了信號(hào)接收的穩(wěn)定性和可靠性。
該設(shè)備體積為170×120×41mm,重量?jī)H約0.75kg,輕巧的設(shè)計(jì)使其甚至可以安裝在摩托車(chē)和工程車(chē)輛上使用。
LC-8310的測(cè)量精度為速度±0.2km/h,距離±0.2%,標(biāo)準(zhǔn)配置4通道模擬信號(hào)輸入,1通道脈沖輸入,64通道CAN數(shù)據(jù)輸入,可滿足各種測(cè)量需要。
LC-8220是一款專(zhuān)業(yè)級(jí)GPS矢量速度儀,不僅能測(cè)量常規(guī)的水平速度,還能提供直行速度、橫向速度和側(cè)滑角等高級(jí)參數(shù)。
該設(shè)備更新頻率達(dá)100Hz,直進(jìn)速度測(cè)量范圍-500.0-500.0km/h,參考精度±0.2km/h;橫向速度測(cè)量范圍-20.0-20.0m/s,參考精度±0.08m/s。
LC-8220標(biāo)配IMU(慣性測(cè)量單元),支持CAN總線數(shù)據(jù)輸入輸出,可同時(shí)測(cè)量超過(guò)30種參數(shù),是車(chē)輛動(dòng)力學(xué)測(cè)試和高級(jí)研發(fā)的理想工具。
小野測(cè)器GPS速度儀融合了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù),確保在復(fù)雜測(cè)試環(huán)境中仍能提供可靠數(shù)據(jù)。
多衛(wèi)星系統(tǒng)支持是現(xiàn)代GPS速度儀的重要特征。新一代產(chǎn)品如LC-8310和LC-8220不僅支持GPS,還兼容GLONASS衛(wèi)星系統(tǒng),大大提高了可用衛(wèi)星數(shù)量,在困難環(huán)境下也能保持穩(wěn)定跟蹤。
高速更新頻率是保證數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)性的關(guān)鍵。小野測(cè)器GPS速度儀的更新頻率達(dá)到100Hz,比傳統(tǒng)GPS接收器高出一個(gè)數(shù)量級(jí),能夠捕獲車(chē)輛動(dòng)態(tài)特性的細(xì)微變化。
部分型號(hào)甚至提供500Hz的IMU模擬信號(hào)輸出選配功能,滿足高性能測(cè)試需求。
多通道數(shù)據(jù)接口設(shè)計(jì)使設(shè)備能輕松集成到各種測(cè)試系統(tǒng)中。LC-8310標(biāo)準(zhǔn)配置4通道模擬輸入、1通道脈沖輸入和64通道CAN輸入,可以同步記錄車(chē)輛多種傳感器數(shù)據(jù)。
無(wú)線數(shù)據(jù)通信功能是LC-8310系列的另一大亮點(diǎn),通過(guò)選配的無(wú)線通信單元,測(cè)試車(chē)輛與基站之間可以實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù),最多支持63臺(tái)設(shè)備同時(shí)通信,特別適用于多車(chē)協(xié)同測(cè)試場(chǎng)景。
小野測(cè)器GPS速度儀在汽車(chē)測(cè)試領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,覆蓋了從基礎(chǔ)性能測(cè)試到高級(jí)動(dòng)力學(xué)研究的多個(gè)方面。
加速與制動(dòng)測(cè)試是GPS速度儀最基本的應(yīng)用場(chǎng)景。設(shè)備提供的100Hz高速更新和±0.1km/h精度,可以準(zhǔn)確測(cè)量車(chē)輛的加速性能和制動(dòng)距離。
LC-8310系列甚至內(nèi)置了起步加速、行駛加速、制動(dòng)試驗(yàn)(MFDD)、制動(dòng)試驗(yàn)(ABS)等多種測(cè)試模式,無(wú)需外部設(shè)備即可完成標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試。
油耗排放測(cè)試是另一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域。配合相關(guān)選配軟件,小野GPS速度儀可以按照WLTP等全球統(tǒng)一的汽車(chē)油耗測(cè)試規(guī)程進(jìn)行測(cè)試,為車(chē)輛認(rèn)證提供可靠數(shù)據(jù)。
車(chē)輛動(dòng)力學(xué)測(cè)試是LC-8220等型號(hào)的專(zhuān)長(zhǎng)。通過(guò)測(cè)量橫向速度、側(cè)滑角和車(chē)輛姿態(tài)角等參數(shù),研究人員可以深入分析車(chē)輛的操縱穩(wěn)定性和極限性能。
這些數(shù)據(jù)對(duì)車(chē)輛底盤(pán)調(diào)校和電子穩(wěn)定系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。
通過(guò)噪聲測(cè)試是LC-8310配合專(zhuān)用軟件的特色應(yīng)用。通過(guò)無(wú)線數(shù)據(jù)通信,將車(chē)輛行駛速度實(shí)時(shí)傳輸給基站的聲音測(cè)量系統(tǒng)。
實(shí)現(xiàn)車(chē)速與噪聲數(shù)據(jù)的精確同步,滿足法規(guī)測(cè)試要求。
小野測(cè)器GPS速度儀憑借其精準(zhǔn)的測(cè)量和穩(wěn)定的性能,已成為現(xiàn)代車(chē)輛測(cè)試領(lǐng)域的工具。從簡(jiǎn)單的速度距離測(cè)量,到復(fù)雜的車(chē)輛動(dòng)力學(xué)分析。
這些設(shè)備通過(guò)多衛(wèi)星信號(hào)與慣性導(dǎo)航的深度融合,推動(dòng)著汽車(chē)技術(shù)不斷向前發(fā)展。在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)向電動(dòng)化、智能化邁進(jìn)的今天,高精度測(cè)試設(shè)備的重要性將愈發(fā)凸顯。
參考資料:本文技術(shù)參數(shù)及原理主要引自小野測(cè)器資料,包括LC-7700、LC-8310、LC-8220產(chǎn)品規(guī)格說(shuō)明及LC-8000系列工作原理說(shuō)明。
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