Усовершенствование методики измерения скорости движения автомоблилей на неустановившихся режимах

Abstract

Рассмотрены направления применения метода исследований, использующего доступные, распространенные и недорогие средства измерений – градуированный спидометр и обычную бытовую технику: фотоаппараты, мобильные телефоны с видеокамерой и навигаторы или приемники GPS. Применение такого метода позволит получать информацию о величине скорости движения автомобилей во время переходных процессов в онлайн-режиме. Для обоснования выбора базы отсчета времени принято время Интернета – распространенный и легкодоступный показатель. Калибровка внутренних часов фотоаппаратов и видеокамеры мобильного телефона Apple Iphone 4 выполнялась видеосъемкой часов Интернета с экрана компьютера и последующим просмотром в режиме стоп-кадра в программе Vіrtual Dub. Съемка выполнялась на протяжении 3 минут. Это соответствует наибольшей продолжительности испытательных режимов экспериментах. Фиксировалось время появления первого кадра нужной индикации после предыдущего значения. Показано, что при оценке скорости движения на переходных режимах значения фактической скорости по ограждению и по индикации GPS практически совпадают в четырех случаях из пяти, по треку заметно отличаются. Самые точные значения дает видеозапись ограждения, исходящая из прямых замеров пути. Это предположение поддерживается и индикацией GPS. С другой стороны, трек – результат обработки спутниковых сигналов в самом приемнике, далее – в программе Vantage Point связи приемника GPS с компьютером и, наконец, в самом компьютере. Экспериментальные исследования представлены в виде экспериментальных зависимостей, которые отражают диаграммы, получаемые по показаниям спидометра при разгоне, зависят от диапазона скоростей и от темпа разгона. На первой передаче, когда весь процесс разгона укладывается в 5 с, конфигурация диаграммы далека от более подробной диаграммы, построенной по показаниям акселерометра, и максимальное ускорение завышено. Однако уже на второй передаче, где длительность процесса вдвое больше, расхождение между диаграммами намного меньше, а максимальные ускорения практически одинаковы. На 4-й передаче, на участке установившегося разгона разница между ускорениями, полученными тремя разными средствами, исчисляется единицами процентов. Полученные зависимости позволяют определять скорость движения автомобилей в режиме выбега, где замедления невелики, и точность построения диаграммы по спидометру намного выше, чем при разгоне.

Розглянуто напрямки застосування методу досліджень, що використовує доступні, поширені і недорогі кошти вимірів - градуйований спідометр і звичайну побутову техніку: фотоапарати, мобільні телефони з відеокамерою і навігатори або приймачі GPS. Застосування такого методу дозволить отримувати інформацію про величину швидкості руху автомобілів під час перехідних процесів в онлайн-режимі. Для обґрунтування вибору бази відліку часу прийнято час Інтернету - поширений і доступний показник. Калібрування внутрішнього годинника фотоапаратів і відеокамери мобільного телефону Apple Iphone 4 виконувалася відеозйомкою годин Інтернету з екрана комп'ютера і подальшим переглядом в режимі стоп-кадру в програмі Vіrtual Dub. Зйомка виконувалася протягом 3 хвилин. Це відповідає найбільшої тривалості випробувальних режимів експериментах. Фіксувалося час появи першого кадру потрібної індикації після попереднього значення. Показано, що при оцінці швидкості руху на перехідних режимах значення фактичної швидкості по огорожі і по індикації GPS практично збігаються в чотирьох випадках з п'яти, по треку помітно відрізняються. Найточніші значення дає відеозапис огорожі, яка виходить із прямих вимірів шляху. Це припущення підтримується і індикацією GPS. З іншого боку, трек - результат обробки супутникових сигналів в самому приймальнику, далі - в програмі Vantage Point зв'язку зовнішній приймач GPS, комп'ютером і, нарешті, в самому комп'ютері. Експериментальні дослідження представлені у вигляді експериментальних залежностей, які відображають діаграми, одержувані за показаннями спідометра при розгоні, залежать від діапазону швидкостей і від темпу розгону. На першій передачі, коли весь процес розгону укладається в 5 с, конфігурація діаграми далека від більш докладної діаграми, побудованої за показаннями акселерометра, і максимальне прискорення завищено. Однак вже на другій передачі, де тривалість процесу вдвічі більше, розбіжність між діаграмами набагато менше, а максимальні прискорення практично однакові. На 4-ій передачі, на ділянці усталеного розгону різниця між прискореннями, отриманими трьома різними засобами, обчислюється одиницями відсотків. Отримані залежності дозволяють визначати швидкість руху автомобілів в режимі вибігу, де уповільнення невеликі, і точність побудови діаграми по спідометрі набагато вище, ніж при розгоні.

The directions of applying the research method using affordable, widespread and inexpensive measuring instruments — graduated speedometers and conventional household appliances: cameras, mobile phones with a video camera and navigators or GPS receivers are considered. The application of this method will allow to obtain information about the value of the speed of vehicles during transients in online mode. To justify the choice of a base, the time of the Internet is accepted - a common and easily accessible indicator. Calibration of the internal clock of cameras and camcorders of the Apple Iphone 4 mobile phone was carried out by video recording of the Internet clock from a computer screen and then viewing it in freeze-frame mode in the Virtual Dub program. The shooting was carried out for 3 minutes. This corresponds to the longest duration of the test modes of experiments. The time of occurrence of the first frame of the desired indication after the previous value was fixed. It is shown that when assessing the speed of movement in transitional regimes, the values of the actual speed along the fence and according to the GPS indication practically coincide in four out of five cases, noticeably differ on the track. The most accurate values are given by the video of the fence, proceeding from direct measurements of the path. This assumption is supported by the GPS indication. On the other hand, the track is the result of processing the satellite signals in the receiver itself, then in the Vantage Point program connecting the GPS receiver with the computer and, finally, in the computer itself. Experimental studies are presented in the form of experimental dependencies, which reflect the diagrams obtained from the readings of the speedometer during acceleration, depending on the speed range and on the acceleration rate. In the first gear, when the entire acceleration process is within 5 s, the configuration of the diagram is far from a more detailed diagram constructed according to the readings of the accelerometer, and the maximum acceleration is overestimated. However, already in the second gear, where the duration of the process is twice as long, the discrepancy between the diagrams is much smaller, and the maximum accelerations are almost identical. In 4th gear, in the area of steady acceleration, the difference between the accelerations obtained by three different means is calculated in units of percent. The obtained dependences make it possible to determine the speed of cars in the coast mode, where decelerations are small, and the accuracy of plotting the diagram by the speedometer is much higher than during acceleration.