CN105573325A - 无人驾驶自行车的控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种无人驾驶自行车的控制方法及系统，该无人驾驶自行车包括主控模块、障碍物检测分析模块、机械控制模块，所述主控模块分别与所述障碍物检测分析模块和所述机械控制模块相连、并进行双向通信。本发明的有益效果是：本发明解决了以往只有人工骑行模式，从而使得使用者更好掌握骑行，解决交通堵塞问题，骑行更安全可靠，减少空气污染，环保节能，对人体健康有莫大益处，使人类社会文明进一步发展。
Description
技术领域
本发明涉及智能自行车技术领域，尤其涉及无人驾驶自行车的控制方法、系统。
背景技术
随着社会的发展，科技的进步，自行车技术也在不断的完善，但是目前的自行车还需要有人控制，无法满足用户的需求。
发明内容
本发明提供了一种无人驾驶自行车的控制方法，包括如下步骤：
障碍物分析步骤，接收障碍物检测分析模块传输的车体周围环境数据进行分析，得出障碍物检测结果数据；
导航步骤，规划行驶的路线，从而得到导航数据；
控制步骤，对导航数据和障碍物检测结果数据进行分析得到控制数据，根据控制数据命令机械控制模块控制车体行驶在路线上并避开与障碍物相撞。
作为本发明的进一步改进，该控制方法还包括：车体平衡步骤，车体在行驶过程中陀螺仪会根据地面路况以及人体重心偏移情况来校准整体偏移量，从而始终保持车体的平衡度。
作为本发明的进一步改进，在所述导航步骤中，通过GPS模块规划行驶的路线，从而得到GPS导航数据；在所述障碍物分析步骤中，车体周围环境数据包括影像数据；在所述控制步骤中，将GPS导航数据与所述影像数据进行比对，从而对路面交通情况进行准确判断。
作为本发明的进一步改进，该控制方法还包括：
GPS信号丢失保护步骤，当GPS信号丢失设定时间而没有再次连接时，主控模块将会按照交通法规发指令给机械控制模块，命令其靠边减速停靠，并切换至人工或远程操作；
低电保护步骤，当主控模块接收到使用者发送的导航数据后，根据GPS导航的路径计算所需完成此行程的最少电量，当电量无法满足时，会自动提示使用者应使用人工操作模式，当有人驾驶行驶过程中出现低电量时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并提醒使用者切换人工操作模式，当无人驾驶行驶过程中出现低电量时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并开启防盗模式；
失控保护步骤，当在有人驾驶行驶过程中出现异常时，会瞬间警报并提醒使用者使用人工操作模式，当在无人驾驶行驶过程中出现异常时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并开启防盗模式。
本发明还提供了一种无人驾驶自行车的控制系统，包括：
障碍物检测分析模块，用于接收障碍物检测分析模块传输的车体周围环境数据进行分析，得出障碍物检测结果数据；
导航模块，用于规划行驶的路线，从而得到导航数据；
控制模块，用于对导航数据和障碍物检测结果数据进行分析得到控制数据，根据控制数据命令机械控制模块控制车体行驶在路线上并避开与障碍物相撞。
作为本发明的进一步改进，该控制系统还包括：车体平衡模块，用于车体在行驶过程中陀螺仪会根据地面路况以及人体重心偏移情况来校准整体偏移量，从而始终保持车体的平衡度。
作为本发明的进一步改进，在所述导航模块中，通过GPS模块规划行驶的路线，从而得到GPS导航数据；在所述障碍物检测分析模块中，车体周围环境数据包括影像数据；在所述控制模块中，将GPS导航数据与所述影像数据进行比对，从而对路面交通情况进行准确判断。
作为本发明的进一步改进，该控制系统还包括：
GPS信号丢失保护模块，用于当GPS信号丢失设定时间而没有再次连接时，主控模块将会按照交通法规发指令给机械控制模块，命令其靠边减速停靠，并切换至人工或远程操作；
低电保护模块，用于当主控模块接收到使用者发送的导航数据后，根据GPS导航的路径计算所需完成此行程的最少电量，当电量无法满足时，会自动提示使用者应使用人工操作模式，当有人驾驶行驶过程中出现低电量时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并提醒使用者切换人工操作模式，当无人驾驶行驶过程中出现低电量时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并开启防盗模式；
失控保护模块，当在有人驾驶行驶过程中出现异常时，会瞬间警报并提醒使用者使用人工操作模式，当在无人驾驶行驶过程中出现异常时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并开启防盗模式。
本发明还提供了一种无人驾驶自行车，包括主控模块、障碍物检测分析模块、机械控制模块，所述主控模块分别与所述障碍物检测分析模块和所述机械控制模块相连、并进行双向通信。
作为本发明的进一步改进，该无人驾驶自行车还包括车体平衡模块，所述主控模块与所述车体平衡模块相连并进行双向通信，所述主控模块包括处理模块、以及分别与所述处理模块相连的通信模块、存储模块和GPS模块。
本发明的有益效果是：本发明解决了以往只有人工骑行模式，从而使得使用者更好掌握骑行，解决交通堵塞问题，骑行更安全可靠，减少空气污染，环保节能，对人体健康有莫大益处，使人类社会文明进一步发展。
附图说明
图1是本发明的无人驾驶自行车的原理框图。
具体实施方式
本发明公开了一种无人驾驶自行车的控制方法，包括如下步骤：
障碍物分析步骤，接收障碍物检测分析模块传输的车体周围环境数据进行分析，得出障碍物检测结果数据；
导航步骤，规划行驶的路线，从而得到导航数据；
控制步骤，对导航数据和障碍物检测结果数据进行分析得到控制数据，根据控制数据命令机械控制模块控制车体行驶在路线上并避开与障碍物相撞。
该控制方法还包括：
车体平衡步骤，车体在行驶过程中陀螺仪会根据地面路况以及人体重心偏移情况来校准整体偏移量，从而始终保持车体的平衡度。
在所述导航步骤中，通过GPS模块规划行驶的路线，从而得到GPS导航数据；在所述障碍物分析步骤中，车体周围环境数据包括影像数据；在所述控制步骤中，将GPS导航数据与所述影像数据进行比对，从而对路面交通情况进行准确判断，从而避免GPS单方面做出的错误判断造成的交通事故。
该控制方法还包括：
GPS信号丢失保护步骤，当GPS信号丢失设定时间（设定时间可以是5秒）而没有再次连接时，主控模块将会按照交通法规发指令给机械控制模块，命令其靠边减速停靠，并切换至人工或远程操作；
低电保护步骤，当主控模块接收到使用者发送的导航数据后，根据GPS导航的路径计算所需完成此行程的最少电量，当电量无法满足时，会自动提示使用者应使用人工操作模式，当有人驾驶行驶过程中出现低电量时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并提醒使用者切换人工操作模式，当无人驾驶行驶过程中出现低电量时（系统设置值为10%），主控模块会命令车辆靠边减速停靠并开启防盗模式，使用者可通过GPS定位来人工找回此产品；
失控保护步骤，当在有人驾驶行驶过程中出现异常时，会瞬间警报并提醒使用者使用人工操作模式，当在无人驾驶行驶过程中出现异常时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并开启防盗模式；
系统自检测步骤，主要针对硬件和软件的检测，进入启动模式后，主控模块会先对其他模块进行模拟测试，自查是否存在异常；
防盗步骤，当出现被盗时，会警报并同时将数据发送到手机端；
智能识别步骤，使用者可通过面部或指纹识别来绑定此产品；
互动学习步骤，此步骤可使使用者与此产品可以简单的互动对话，例如，我们将根据人体特征将人体骑行数据存储到存储芯片中，当使用者骑行时，系统会提示使用者正确的骑行姿态或提示使用者使用合适的型号产品。
本发明还公开了一种无人驾驶自行车的控制系统，包括：
障碍物检测分析模块，用于接收障碍物检测分析模块传输的车体周围环境数据进行分析，得出障碍物检测结果数据；
导航模块，用于规划行驶的路线，从而得到导航数据；
控制模块，用于对导航数据和障碍物检测结果数据进行分析得到控制数据，根据控制数据命令机械控制模块控制车体行驶在路线上并避开与障碍物相撞。
该控制系统还包括：车体平衡模块，用于车体在行驶过程中陀螺仪会根据地面路况以及人体重心偏移情况来校准整体偏移量，从而始终保持车体的平衡度。
在所述导航模块中，通过GPS模块规划行驶的路线，从而得到GPS导航数据；在所述障碍物检测分析模块中，车体周围环境数据包括影像数据；在所述控制模块中，将GPS导航数据与所述影像数据进行比对，从而对路面交通情况进行准确判断。
该控制系统还包括：
GPS信号丢失保护模块，用于当GPS信号丢失设定时间而没有再次连接时，主控模块将会按照交通法规发指令给机械控制模块，命令其靠边减速停靠，并切换至人工或远程操作；
低电保护模块，用于当主控模块接收到使用者发送的导航数据后，根据GPS导航的路径计算所需完成此行程的最少电量，当电量无法满足时，会自动提示使用者应使用人工操作模式，当有人驾驶行驶过程中出现低电量时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并提醒使用者切换人工操作模式，当无人驾驶行驶过程中出现低电量时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并开启防盗模式；
失控保护模块，当在有人驾驶行驶过程中出现异常时，会瞬间警报并提醒使用者使用人工操作模式，当在无人驾驶行驶过程中出现异常时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并开启防盗模式；
系统自检测模块，主要针对硬件和软件的检测，进入启动模式后，主控模块会先对其他模块进行模拟测试，自查是否存在异常；
防盗模块，当出现被盗时，会警报并同时将数据发送到手机端；
智能识别模块，使用者可通过面部或指纹识别来绑定此产品；
互动学习模块，此步骤可使使用者与此产品可以简单的互动对话，例如，我们将根据人体特征将人体骑行数据存储到存储芯片中，当使用者骑行时，系统会提示使用者正确的骑行姿态或提示使用者使用合适的型号产品。
如图1所示，本发明还公开了一种无人驾驶自行车，包括主控模块、障碍物检测分析模块、机械控制模块，所述主控模块分别与所述障碍物检测分析模块和所述机械控制模块相连、并进行双向通信。
该无人驾驶自行车还包括车体平衡模块，所述主控模块与所述车体平衡模块相连并进行双向通信，所述主控模块包括处理模块、以及分别与所述处理模块相连的通信模块、存储模块和GPS模块。
通信模块包括通讯芯片、蓝牙模块、WIFI模块，通讯芯片、蓝牙模块与WIFI模块主要用于与手机同步数据的接发，存储芯片用于导航地图以及导航路线的存储，同时也可以存储障碍物检测分析模块中摄像车辆的整个行驶过程。
车体本身装有红外热成像、测距仪，和具有行人识别功能的毫米波雷达等障碍物检测分析模块，可通过红外热成像、测距仪和具有行人识别功能的毫米波雷达对其车体周围环境数据进行精确的分析与判断，从而与主控模块进行通信，调整车体行驶轨迹来避开与外围物体相撞。同时障碍物检测分析模块内置了一套监控摄影系统，此监控系统有两大作用，第一，可作为行车记录仪使用，把整个行驶数据发送给云端控制中心存储起来，第二，增强行车安全，尤其是在当车快行驶到红绿灯路口时，可将影像数据传送给主控模块，主控模块将收到的数据与GPS数据对比后，对路面交通情况做出准确判断，从而避免GPS单方面做出的错误判断造成的交通事故。
机械控制模块采用电机控制齿轮咬合的方式进行机械传动，机械控制模块里面有内置的多个速度传感器以及角度传感器。机械控制模块与主控模块时刻保持数据同步，当主控模块对GPS数据和障碍物检测数据进行准确分析后，将其数据发送给机械控制模块，机械控制模块可准确的进行车体速度调整以及车头转向角度调整。
本发明突破传统自行车人工骑行模式，无人驾驶自行车具有学习模块，车体平衡模块，障碍物检测分析模块，机械控制模块，通信模块以及智能识别模块。解决了以往只有人工骑行模式，从而使得使用者更好掌握骑行，解决交通堵塞问题，骑行更安全可靠，减少空气污染，环保节能，对人体健康有莫大益处，使人类社会文明进一步发展。本发明应用于双轮以及双轮以上自行车范畴内的所有类型（公路自行车、场地自行车、计时赛自行车、山地自行车、速降自行车、斜躺自行车、旅行自行车、广告自行车、越野自行车、多人自行车、折叠车、电动自行车、小轮车、儿童多轮车、家庭多轮车、商务多轮车、公共双轮/多轮车、创意自行车）所有的变速级别（例如18、27等）以及车体所有大小级别（例如24.26等）
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种无人驾驶自行车的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
障碍物分析步骤，接收障碍物检测分析模块传输的车体周围环境数据进行分析，得出障碍物检测结果数据；
导航步骤，规划行驶的路线，从而得到导航数据；
控制步骤，对导航数据和障碍物检测结果数据进行分析得到控制数据，根据控制数据命令机械控制模块控制车体行驶在路线上并避开与障碍物相撞。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：该控制方法还包括：
车体平衡步骤，车体在行驶过程中陀螺仪会根据地面路况以及人体重心偏移情况来校准整体偏移量，从而始终保持车体的平衡度。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：在所述导航步骤中，通过GPS模块规划行驶的路线，从而得到GPS导航数据；在所述障碍物分析步骤中，车体周围环境数据包括影像数据；在所述控制步骤中，将GPS导航数据与所述影像数据进行比对，从而对路面交通情况进行准确判断。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：该控制方法还包括：
GPS信号丢失保护步骤，当GPS信号丢失设定时间而没有再次连接时，主控模块将会按照交通法规发指令给机械控制模块，命令其靠边减速停靠，并切换至人工或远程操作；
低电保护步骤，当主控模块接收到使用者发送的导航数据后，根据GPS导航的路径计算所需完成此行程的最少电量，当电量无法满足时，会自动提示使用者应使用人工操作模式，当有人驾驶行驶过程中出现低电量时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并提醒使用者切换人工操作模式，当无人驾驶行驶过程中出现低电量时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并开启防盗模式；
失控保护步骤，当在有人驾驶行驶过程中出现异常时，会瞬间警报并提醒使用者使用人工操作模式，当在无人驾驶行驶过程中出现异常时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并开启防盗模式。
5.一种无人驾驶自行车的控制系统，其特征在于，包括：
障碍物检测分析模块，用于接收障碍物检测分析模块传输的车体周围环境数据进行分析，得出障碍物检测结果数据；
导航模块，用于规划行驶的路线，从而得到导航数据；
控制模块，用于对导航数据和障碍物检测结果数据进行分析得到控制数据，根据控制数据命令机械控制模块控制车体行驶在路线上并避开与障碍物相撞。
6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：该控制系统还包括：
车体平衡模块，用于车体在行驶过程中陀螺仪会根据地面路况以及人体重心偏移情况来校准整体偏移量，从而始终保持车体的平衡度。
7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：在所述导航模块中，通过GPS模块规划行驶的路线，从而得到GPS导航数据；在所述障碍物检测分析模块中，车体周围环境数据包括影像数据；在所述控制模块中，将GPS导航数据与所述影像数据进行比对，从而对路面交通情况进行准确判断。
8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于：该控制系统还包括：
GPS信号丢失保护模块，用于当GPS信号丢失设定时间而没有再次连接时，主控模块将会按照交通法规发指令给机械控制模块，命令其靠边减速停靠，并切换至人工或远程操作；
低电保护模块，用于当主控模块接收到使用者发送的导航数据后，根据GPS导航的路径计算所需完成此行程的最少电量，当电量无法满足时，会自动提示使用者应使用人工操作模式，当有人驾驶行驶过程中出现低电量时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并提醒使用者切换人工操作模式，当无人驾驶行驶过程中出现低电量时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并开启防盗模式；
失控保护模块，当在有人驾驶行驶过程中出现异常时，会瞬间警报并提醒使用者使用人工操作模式，当在无人驾驶行驶过程中出现异常时，主控模块会命令车辆靠边减速停靠并开启防盗模式。
9.一种无人驾驶自行车，其特征在于：包括主控模块、障碍物检测分析模块、机械控制模块，所述主控模块分别与所述障碍物检测分析模块和所述机械控制模块相连、并进行双向通信。
10.根据权利要求9所述的无人驾驶自行车，其特征在于：该无人驾驶自行车还包括车体平衡模块，所述主控模块与所述车体平衡模块相连并进行双向通信，所述主控模块包括处理模块、以及分别与所述处理模块相连的通信模块、存储模块和GPS模块。
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