CN106168488A - 一种自行车的导航装置及其导航方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自行车的导航装置，包括智能移动终端、主控模块、无线通信模块和导航指示模块；智能移动终端，根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息；获取自行车当前位置信息；将自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息；无线通信模块与智能移动终端建立无线连接，接收智能移动终端发送的导航路径信息；主控模块连接无线通信模块和导航指示模块，接收无线通信模块发送的导航路径信息，根据导航路径信息控制导航指示模块进行导航指示工作。本发明导航装置具有结构简单、工作稳定、续航能力长、安全性高以及成本低的优点。

Description

一种自行车的导航装置及其导航方法
技术领域
本发明涉及一种导航装置，特别涉及一种自行车的导航装置及其导航方法。
背景技术
随着科技的发展，人们对智能设备的要求越来越高。自行车是人们常用的交通工具，随着人们对健康的追求越来越高，也有越来越多的人参与到自行车运动当中，尤其在近些年，自行车长途旅行已成为一种时尚的运动方式。现有所谓智能自行车通常是将手机、GPS导航仪之类的智能设备简单的组合安装在自行车上，对于自行车的基本结构并未进行大的改动。这种简单组合形式的智能自行车在外观上需要在自行车车把上安装支架，然后将智能终端、GPS导航仪、外挂光源等通过支架支撑在车体上，结构的安全性、牢固性都存在很大的隐患。
现有外置导航仪都存在能耗过大的问题，使用时需要外接电源，而由于一般自行车车体上并无专门的电源设置空间，因此作为自行车导航需要综合考虑能耗与电源合理配置的问题。而现有多数专利无法较好的解决这个问题。如申请号为201310574158.5的发明专利申请中公开了太阳能自行车导航系统，该专利申请提到了太阳能供电方式，通过接收太阳能并将其转换为电能储存在储能模块中，但是这种供电方式受限于较多的环境因素，如天气，而且目前太阳能的转换效率最高为新南威尔士大学实现的34.5％，由于自行车体积小，因此太阳能接收模块的面积就不可能做的太大，能够转换的能源也就受到较大的限制，同时使得整个导航设备更加臃肿。申请号为201310573588.5的发明专利申请中公开了自行车用导航控制系统，该导航控制系统中使用导航模块设定路线，导航控制系统的信号经转换模块转换成指示模块可识别的信号，经指示模块给用户行走路线的指示。但是这种结构将路线设定功能及定位功能放在了导航模块上，将大大增加系统的能耗，从而降低系统在同样能源供应下的续航时间，同时，导航模块的使用将比较大幅度的提高整个导航控制器的成本。
骑行过程中，由于自行车的独特性，其活动环境是比较嘈杂的，且存在抖动现象，因此对导航信息的展现形式提出来更高的要求。将手机、GPS导航仪之类的智能设备通过支架支撑在车体上的方式，将较大程度的分散用户的注意力，增大了骑行的危险性，且抖动和高亮度等因素将影响这种方式的使用效果，再一次增大危险性。而现有多数专利无法较好的解决这个问题，如申请号为201510405055.5的发明专利申请中公开了一种用于智能自行车的导航装置，该导航装置使用喇叭外扩发送语音导航指令的方式来实现导航，在嘈杂的环境中，这种方式的效果将大打折扣，且喇叭对于能量的消耗是较大的。上述申请号201310574158.5的发明专利申请中使用语音发送模块将信号无线传输到语音接收模块，采用无线耳机模式为用户提示语音导航信息，这种方式在一定程度上降低了骑行的危险性，但是增加了无线耳机模块，增加了硬件的成本，同时音频无线通信需要耗费较多的能量，这对于能量有限的导航设备来说，并不是很好的解决方式。申请号为201510012062.9的发明专利申请中公开了一种自行车上的安全骑行投影导航灯装置及系统，装置中通过投影方式将导航信息投影在地面上，这种方式虽然使得骑行者不用转移视线就可以清楚知道行车的路线，但是投影效果极大的受制于路面状况、道路拥塞程度和环境亮度。同时，投影模块将耗费较多的能量，这对于移动式设备来说是一个较大的弊端。
发明内容
本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种结构简单、工作稳定、续航能力长以及导航准确性更高的自行车的导航装置。
本发明的第二目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种基于上述导航装置实现的导航方法。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种自行车的导航装置，包括智能移动终端、主控模块、无线通信模块和导航指示模块；其中
智能移动终端，用于根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息；用于获取自行车当前位置信息；用于将自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息；
无线通信模块与智能移动终端建立无线连接，用于接收智能移动终端发送的导航路径信息；
主控模块连接无线通信模块和导航指示模块，用于接收无线通信模块发送的导航路径信息，并且根据导航路径信息控制导航指示模块进行导航指示工作。
优选的，所述无线通信模块为蓝牙通信模块。
优选的，所述导航指示模块为LED模组。
优选的，还包括储能供电模块以及为储能供电模块进行充电的充电模块，储能供电模块分别连接主控模块和无线通信模块，所述储能供电模块为锂电池，所述充电模块接口为Miscro_USB接口。
优选的，所述智能移动终端为手机或平板电脑，所述智能移动终端中带有基于百度地图所提供的API接口开发的应用程序；在该应用程序中设定自行车起始位置和目的位置，应用程序根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息；并且通过应用程序对自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径信息偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种基于上述自行车的导航装置实现的自行车的导航方法，步骤如下：
S1、自行车行走前，智能移动终端根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息，并且将导航路径信息通过无线通信模块发送给主控模块；然后进入步骤S2；自行车行走后，智能移动终端实时获取自行车当前位置信息，将自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径信息偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息，并且通过无线通信模块发送给主控模块，然后进入步骤S2；
S2、主控模块在接收到智能移动终端发送的导航路径信息时，根据导航路径信息控制导航指示模块进行导航指示工作。
优选的，智能移动终端中带有基于百度地图所提供的API接口开发的应用程序；在该应用程序中设定自行车起始位置和目的位置，应用程序根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息；并且通过应用程序对自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息；
所述应用程序在智能移动终端内置的离线地图中规划导航路线从而生成导航路径信息，或者应用程序在智能移动终端通过无线网络获取到的地图中规划导航路线从而生成导航路径信息。
优选的，导航指示模块为LED模组，LED模组中各LED灯组成一个圆环；
当主控模块上电时，若无线通信模块与智能移动终端未连接上，则主控模块控制LED模组中的LED灯按照从中间往下两边流水显示；若无线通信模块与智能移动终端连接上，则主控模块控制LED模组中的各LED灯长亮；若导航路径信息表示自行车在前方路口需要左转，则主控模块控制圆环左边中部LED灯流水显示；若导航路径信息表示自行车在前方路口需要右转，则主控模块控制圆环右边中部LED灯流水显示；若导航路径信息表示自行车在前方路口需要直行，则主控模块控制圆环上部LED灯流水显示，若导航路径信息表示自行车目的位置到达，则主控模块控制圆环下部LED灯长亮。
优选的，在自行车距离前方路口一定距离时，主控模块根据导航路径信息控制导航指示模块指示出前方路口的行走方向。
优选的，所述导航路径信息包括自行车前方路口转向和自行车距离前方路口的距离。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明自行车的导航装置通过智能移动终端获取到导航路径信息，然后将导航路径信息通过无线通信模块发送给主控模块，主控模块根据导航路径信息控制导航指示模块进行指示工作，骑行者可以根据导航指示模块的指示进行骑行，使得骑行者在骑行过程中无需通过直接观看智能移动终端屏幕即可获取到导航信息，保证了骑行者骑行安全，减少交通事故的发生，具有结构简单工作稳定以及续航能力长的优点。另外本发明导航装置中智能移动终端对自行车的位置信息定位，将自行车当前的位置信息与导航路径信息进行匹配，在自行车当前位置与导航路径偏离距离到达一定程度，根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息，保证骑行路线更加准确。本发明导航装置同样也适用于其他二轮、三轮式机械人力车或者二轮、三轮电动力车和摩托车。
(2)本发明导航装置可以采用现有的智能移动终端如手机获取导航路径信息并且对自行车进行定位，降低了导航装置在定位、计算以及移动网络流量的消耗，因而无需内置和外拓能耗更大的硬件设备，节约了成本并且更省电，续航更持久。另外本发明中在自行车距离前方路口一定距离时，主控模块根据导航路径信息控制导航指示模块指示出前方路口的行走方向，可以提前告知骑行者前方路口行走方向，使得骑行者提前做好准备。
(3)本发明导航装置中可以使用LED模组作为导航指示模块，其高亮节能特性使得该导航装置在白天和夜晚都能有较好的显示效果，相比于无线语音提示或者喇叭提示在功耗上有了明显的较低。
(4)本发明中导航装置中使用的无线通信模块可以为蓝牙通信模块，这种模块具有超低的峰值，且平均值功耗和成本低，并且对于不同厂商设备的交互性好，是一般移动设备手机的标配，具有无线覆盖范围强和低延迟的特点，也可以完全向下兼容。
(5)本发明中导航装置中可以使用铝电池作为储能供电模块，该储能供电模块可以通过充电模块进行充电，具有可以循环使用、无污染和使用寿命长的优点。储能供电模块的充电模块接口为Miscro_USB接口，充电电压为5V，可以使用手机充电器和移动电源进行充电，降低了充电设备和环境的要求。
附图说明
图1是本发明自行车的导航装置的结构框图。
图2是本发明自行车的导航装置中导航指示模块的示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本实施例公开了一种自行车的导航装置，包括智能移动终端、主控模块、无线通信模块、导航指示模块和储能供电模块；其中
智能移动终端，用于根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息；用于获取自行车当前位置信息；用于将自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息；本实施例的智能移动终端中带有基于百度地图所提供的API(Application Program Interface，应用程序接口)接口开发的应用程序；在该应用程序中设定自行车起始位置和目的位置，应用程序根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息；并且通过应用程序对自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径信息偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息。本实施例中可以采用手机或平板电脑等比较常用的设备获取导航路径信息并且对自行车进行定位，降低了导航装置在定位、计算以及移动网络流量的消耗，因而无需内置和外拓能耗更大的硬件设备，节约了成本并且更省电，续航更持久。
无线通信模块与智能移动终端建立无线连接，用于接收智能移动终端发送的导航路径信息；本实施例无线通信模块为蓝牙通信模块，例如蓝牙4.0模块，这种模块具有超低的峰值，且平均值功耗和成本低，并且对于不同厂商设备的交互性好，是一般移动设备手机的标配，具有无线覆盖范围强和低延迟的特点，也可以完全向下兼容。
主控模块连接无线通信模块和导航指示模块，用于接收无线通信模块发送的导航路径信息，并且根据导航路径信息控制导航指示模块进行导航指示工作。
储能供电模块连接有充电模块，通过充电模块进行充电，储能供电模块分别连接主控模块和无线通信模块，储能供电模块为锂电池，充电模块接口为Miscro_USB接口，可以使用手机充电器和移动电源进行充电，降低了充电设备和环境的要求。
本实施例中导航指示模块为LED模组，如图2所示，LED模组中各LED灯组成一个圆环，主控模块通过控制圆环不同位置处的LED灯亮灭来指示前方路口的行走方向。其中LED模组作为导航指示模块，其高亮节能特性使得本实施例导航装置在白天和夜晚都能有较好的显示效果。
当主控模块上电时，若无线通信模块与智能移动终端未连接上，则主控模块控制LED模组中的LED灯按照从中间往下两边流水显示；若无线通信模块与智能移动终端连接上，则主控模块控制LED模组中的各LED灯长亮；若导航路径信息表示自行车在前方路口需要左转，则主控模块控制圆环左边中部LED灯流水显示；若导航路径信息表示自行车在前方路口需要右转，则主控模块控制圆环右边中部LED灯流水显示；若导航路径信息表示自行车在前方路口需要直行，则主控模块控制圆环上部LED灯流水显示，若导航路径信息表示自行车目的位置到达，则主控模块控制圆环下部LED灯长亮。
本实施例自行车的导航装置中，可以将主控模块无线通信模块和充电模块集成在一块集成电路板上，该集成电路板设置于一壳体内，壳体上设置有一个储能供电模块的储纳空间。壳体外部安装一个开关和Miscro_USB充电接口，通过开关控制集成电路板上各个模块通电；Miscro_USB充电接口为充电模块的接口，设置在壳体外部方便充电。壳体安装在车把上，可自由拆卸。智能移动终端可以随骑行者携带。
本实施例还公共了一种基于上述自行车的导航装置实现的自行车的导航方法，步骤如下：
S1、自行车行走前，智能移动终端根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息，并且将导航路径信息通过无线通信模块发送给主控模块；然后进入步骤S2；自行车行走后，智能移动终端实时获取自行车当前位置信息，将自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径信息偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息，并且通过无线通信模块发送给主控模块，然后进入步骤S2；
S2、主控模块在接收到智能移动终端发送的导航路径信息时，根据导航路径信息控制导航指示模块进行导航指示工作。
本实施例中导航路径信息包括自行车前方路口转向和自行车距离前方路口的距离。
智能移动终端中带有基于百度地图所提供的API接口开发的应用程序；步骤S1中通过该应用程序设定自行车起始位置和目的位置，应用程序根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息；并且步骤S1中通过应用程序对自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息。其中，本实施例中应用程序可以在智能移动终端内置的离线地图中规划导航路线从而生成导航路径信息，也可以在智能移动终端通过无线网络获取到的地图中规划导航路线从而生成导航路径信息。
本实施例采用LED模组构成导航指示模块，LED模组中各LED灯组成一个圆环；当主控模块上电时，若无线通信模块与智能移动终端未连接上，则主控模块控制LED模组中的LED灯按照从中间往下两边流水显示；若无线通信模块与智能移动终端连接上，则主控模块控制LED模组中的各LED灯长亮；若导航路径信息表示自行车在前方路口需要左转，则主控模块控制圆环左边中部LED灯流水显示；若导航路径信息表示自行车在前方路口需要右转，则主控模块控制圆环右边中部LED灯流水显示；若导航路径信息表示自行车在前方路口需要直行，则主控模块控制圆环上部LED灯流水显示，若导航路径信息表示自行车目的位置到达，则主控模块控制圆环下部LED灯长亮。
上述步骤S2中，在自行车距离前方路口一定距离时，例如15米时，主控模块根据导航路径信息控制导航指示模块指示出前方路口的行走方向。
本实施例中上述步骤S1中自行车当前位置与导航路径信息偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息，其中偏离距离程度可以根据实际路面情况等进行设定。
本实施例中自行车的导航装置通过智能移动终端获取到导航路径信息，然后将导航路径信息通过无线通信模块发送给主控模块，主控模块根据导航路径信息控制导航指示模块进行指示工作，骑行者可以根据导航指示模块的指示进行骑行，使得骑行者在骑行过程中无需通过直接观看智能移动终端屏幕即可获取到导航信息，保证了骑行者骑行安全，减少交通事故的发生。另外本实施例导航装置中智能移动终端对自行车的位置信息定位，将自行车当前的位置信息与导航路径信息进行匹配，在自行车当前位置与导航路径偏离距离到达一定程度，根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息，保证骑行路线更加准确。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自行车的导航装置，其特征在于，包括智能移动终端、主控模块、无线通信模块和导航指示模块；其中
智能移动终端，用于根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息；用于获取自行车当前位置信息；用于将自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息；
无线通信模块与智能移动终端建立无线连接，用于接收智能移动终端发送的导航路径信息；
主控模块连接无线通信模块和导航指示模块，用于接收无线通信模块发送的导航路径信息，并且根据导航路径信息控制导航指示模块进行导航指示工作。
2.根据权利要求1所述的自行车的导航装置，其特征在于，所述无线通信模块为蓝牙通信模块。
3.根据权利要求1所述的自行车的导航装置，其特征在于，所述导航指示模块为LED模组。
4.根据权利要求1所述的自行车的导航装置，其特征在于，还包括储能供电模块以及为储能供电模块进行充电的充电模块，储能供电模块分别连接主控模块和无线通信模块，所述储能供电模块为锂电池，所述充电模块接口为Miscro_USB接口。
5.根据权利要求1所述的自行车的导航装置，其特征在于，所述智能移动终端为手机或平板电脑，所述智能移动终端中带有基于百度地图所提供的API接口开发的应用程序；在该应用程序中设定自行车起始位置和目的位置，应用程序根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息；并且通过应用程序对自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径信息偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息。
6.一种基于权利要求1所述自行车的导航装置实现的自行车的导航方法，其特征在于，步骤如下：
S1、自行车行走前，智能移动终端根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息，并且将导航路径信息通过无线通信模块发送给主控模块；然后进入步骤S2；自行车行走后，智能移动终端实时获取自行车当前位置信息，将自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径信息偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息，并且通过无线通信模块发送给主控模块，然后进入步骤S2；
S2、主控模块在接收到智能移动终端发送的导航路径信息时，根据导航路径信息控制导航指示模块进行导航指示工作。
7.根据权利要求6所述的自行车的导航方法，其特征在于，智能移动终端中带有基于百度地图所提供的API接口开发的应用程序；在该应用程序中设定自行车起始位置和目的位置，应用程序根据自行车起始位置和目的位置生成导航路径信息；并且通过应用程序对自行车当前位置信息与导航路径信息进行匹配，若自行车当前位置与导航路径偏离距离到达一定程度，则根据自行车当前位置和目的位置重新生成新的导航路径信息；
所述应用程序在智能移动终端内置的离线地图中规划导航路线从而生成导航路径信息，或者应用程序在智能移动终端通过无线网络获取到的地图中规划导航路线从而生成导航路径信息。
8.根据权利要求6所述的自行车的导航方法，其特征在于，导航指示模块为LED模组，LED模组中各LED灯组成一个圆环；
当主控模块上电时，若无线通信模块与智能移动终端未连接上，则主控模块控制LED模组中的LED灯按照从中间往下两边流水显示；若无线通信模块与智能移动终端连接上，则主控模块控制LED模组中的各LED灯长亮；若导航路径信息表示自行车在前方路口需要左转，则主控模块控制圆环左边中部LED灯流水显示；若导航路径信息表示自行车在前方路口需要右转，则主控模块控制圆环右边中部LED灯流水显示；若导航路径信息表示自行车在前方路口需要直行，则主控模块控制圆环上部LED灯流水显示，若导航路径信息表示自行车目的位置到达，则主控模块控制圆环下部LED灯长亮。
9.根据权利要求6所述的自行车的导航方法，其特征在于，在自行车距离前方路口一定距离时，主控模块根据导航路径信息控制导航指示模块指示出前方路口的行走方向。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的自行车的导航方法，其特征在于，所述导航路径信息包括自行车前方路口转向和自行车距离前方路口的距离。
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