CN108765931A - 自行车停车位置管理系统以及方法、自行车 - Google Patents

Abstract

本发明属于交通技术领域，涉及自行车停车位置管理系统以及其方法、自行车。该自行车停车位置管理系统中：所述控制模块用于根据自行车的当前状态，确定目标停车位置，以及使得自行车根据规划线路运行至目标停车位置；所述定位模块用于获取自行车的当前位置，并将自行车的当前位置实时传送至所述控制模块；所述姿态感知模块用于实时感知自行车的当前姿态，并将当前姿态传送至所述控制模块；所述路径规划模块用于根据自行车的当前位置和目标停车位置，计算并选择当前停车位置至目标停车位置之间的规划线路；所述驱动模块用于驱动自行车，根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行。该系统及其方法实现了为数众多的自行车停车的有效管理。

Description

自行车停车位置管理系统以及方法、自行车

技术领域

本发明属于交通技术领域，具体涉及自行车停车位置管理系统以及自行车停车位置管理方法、自行车。

背景技术

自行车，又称单车、脚踏车、洋车儿，原型是由人力脚踏驱动的、有两个车轮的陆地交通工具。自行车无噪音、无污染、重量轻、结构简单、使用和维修方便，既能作为代步和运载货物的工具，又能用于体育锻炼，因而为人们所广泛使用。

近两年以来，各省市大街小巷涌现出了为数众多的共享单车，共享单车是一种新型的交通工具租赁业务，可以充分地利用公共道路通过率，解决了人民群众最后一公里出行的问题，同时也起到了健康身体的作用。

现有共享单车确实解决了群众出行最后一公里的问题，但现实生活中，对于共享单车的管理，虽然已经划定了共享单车指定的停车片区,但经常有人不按规划片区停车，停在公车车道、人行道、花带、水沟里等地方的乱停车现象，造成了严重的社会治安问题，在另一个层面干扰了人们的正常出行。单纯依靠行政管理处罚、道德提醒收效甚微，需要在自行车自身技术上进行把控、指引。

如何实现共享自行车的停车管理俨然已经成为亟待解决的社会问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中上述不足，提供一种自行车停车位置管理系统以及自行车停车位置管理方法、自行车，有效实现共享自行车的停车管理。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该自行车停车位置管理系统，包括控制模块、定位模块、路径规划模块、姿态感知模块和驱动模块，其中：

所述控制模块，与所述定位模块、所述路径规划模块、所述姿态感知模块、所述驱动模块连接，用于根据自行车的当前状态，确定目标停车位置，以及使得自行车根据规划线路运行至目标停车位置；

所述定位模块，用于获取自行车的当前位置，并将自行车的当前位置实时传送至所述控制模块；

所述姿态感知模块，包括运动传感器，用于实时感知自行车的当前姿态，并将当前姿态传送至所述控制模块；

所述路径规划模块，用于根据自行车的当前位置和目标停车位置，计算并选择当前停车位置至目标停车位置之间的规划线路；

所述驱动模块，用于驱动自行车，根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行。

优选的是，还包括通信模块、地理信息模块，其中：

所述通信模块，与所述控制模块和所述地理信息模块连接，并能与城市管理系统远程通信，以获取自行车当前所在区域的城市地理信息，并将城市地理信息传送到所述地理信息模块；

所述地理信息模块，与所述控制模块连接，用于从所述城市地理信息中提取当前城市范围内的合法停车位置信息，并将合法停车位置信息通过所述传送至所述控制模块；

所述控制模块，还用于根据合法停车位置，判断当前停车位置是否为允许停车位置以及确定目标停车位置。

优选的是，所述驱动模块包括方向控制单元、动力控制单元、刹车控制单元，其中：

所述方向控制单元，包括角度调节器，设置在自行车车把与把立结合处，用于控制自行车车把方向，以保持自行车的平衡姿态；

所述动力控制单元，设置在链轮处，用于以电动驱动方式控制链轮向前的动力，使自行车按预设车速向目标停车位置运行；

所述刹车控制单元，包括ABS电子刹车，用于以电动驱动方式控制刹车线向刹片施加压力，限制自行车向前的动力。

优选的是，所述姿态感知模块中，所述运动传感器为倾角传感器、三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘中的至少两种，所述运动传感器至少设置在自行车车把两个外侧的对称位置、后车轮中心位置或车底座位置。

优选的是，所述定位模块用于接收定位系统的定位信息，定位信息包括接收北斗定位系统或全球定位系统的位置信息。

优选的是，还包括车锁模块，所述车锁模块包括弹簧器件和感应单元，其中：

所述感应单元用于对自行车车锁状态的感知，并将自行车车锁状态传送至所述控制模块；

所述弹簧器件，用于对自行车车锁打开和关闭。

优选的是，还包括与所述控制模块连接的避障模块，所述避障模块包括至少一个寻障传感器，用于实时获取自行车在沿规划路线运行时检测到的障碍物，并将障碍物信息传送至所述控制模块；

所述控制模块，还用于根据障碍物信息，调度所述路径规划模块更新规划路线，或调度所述驱动模块停住自行车。

优选的是，所述寻障传感器为红外传感器或超声传感器，所述红外传感器或所述超声传感器至少设置在自行车车把上、以及前车轮中心。

优选的是，控制模块包括调度单元和存储单元，其中：

调度单元，用于综合并调度上述各模块的信息以更新自行车的姿态信息和位置信息，并根据接收到的最新当前位置和目标停车位置，实现自行车从当前停车位置到目标停车位置的规划路线的自主运行；

存储单元，用于保存自行车的合法停车位置信息、姿态信息、位置信息、当前停车位置、目标停车位置、规划线路、障碍位置信息及日志信息。

一种自行车停车位置管理方法，包括步骤，

检测自行车状态；

判断自行车是否为停车状态；

判断当前停车位置是否为允许停车位置；

若当前停车位置为非允许停车位置，则根据合法停车位置，确定目标停车位置；

计算并选择当前停车位置至目标停车位置的规划路线；

驱动自行车，根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行；

到达目标停车位置。

优选的是，在判断当前停车位置是否为允许停车位置之前，还包括获取合法停车位置的步骤，包括：

从城市管理系统中获取自行车当前所在区域的城市地理信息；

从所述城市地理信息中提取当前城市范围内的合法停车区域。

优选的是，判断当前停车位置是否为允许停车位置为：

比对当前停车位置是否处于合法停车区域内，若是，则为允许停车位置；若否，则为非允许停车位置。

以及，确定目标停车位置为：

将合法停车区域内与当前停车位置最近的合法停车位置确定为目标停车位置。

优选的是，判断自行车是否为停车状态，包括：

根据自行车车锁状态，若自行车车锁状态为关锁状态，则自行车为停车状态；

或者，根据自行车在预设时间段内的姿态变化，若自行车在预设时间段内保持姿态不变，则自行车为停车状态；

或者，根据自行车在预设时间段内的位置变化，若自行车在预设时间段内保持位置不变，则自行车为停车状态。

优选的是，根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行，包括：

对自行车状态持续进行检测，依据自行车当前姿态反向调整自行车状态，保持自行车为平衡状态。

优选的是，根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行，还包括：

实时获取自行车在沿规划路线运行时检测到的障碍物，根据障碍物信息更新规划路线，或停住自行车。

优选的是，若当前停车位置为允许停车位置时，保持当前停车位置。

一种自行车，包括上述的自行车停车位置管理系统。

优选的是，该自行车包电源模块，用于为所述自行车停车位置管理系统中各模块提供电源，所述电源模块为太阳能电池或充电电池。

优选的是，在所述自行车的后车轮两侧分别设置有脚撑子，所述脚撑子为弹性脚撑子或能收放的辅助脚轮。

本发明的有益效果是，

该自行车停车位置管理系统及其相应的方法，通过与城市管理系统、卫星定位系统及运营商网络连接，自动获取地理数据、位置定位数据等信息，在自行车所停位置不在规定区域内时，能根据当前停车位置和目标停车位置规划运行路线，并调整运行方向、车速，以保持平衡姿态自主运行至目标停车位置并停车，使自行车自主运行至符合城市管理者要求的目标停车位置，使得共享自行车既能方便人们出行，又便于实现城市为数众多的自行车停车的管理，实现了有效的共享自行车停车有效管理。

附图说明

图1为本发明一种实施方式的自行车停车位置管理系统的结构框图；

图2为本发明一种实施方式的自行车停车位置管理方法的流程示意图；

图3为本发明另一种实施方式的自行车停车位置管理系统的结构框图；

图4为本发明另一种实施方式的自行车停车位置管理方法的流程示意图；

附图标识中，

1-控制模块；2-定位模块；3-路径规划模块；4-姿态感知模块；5-驱动模块；6-通信模块；7-地理信息模块；8-避障模块；9-电源模块；

10-定位系统；11-城市管理系统。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明自行车停车位置管理系统以及自行车停车位置管理方法、自行车作进一步详细描述。

本发明提供了一种实现自行车自主运行至目标位置的自行车停车位置管理系统以及相应的自行车停车位置管理方法，并提供一种包括上述自行车停车位置管理系统的自行车。

该自行车停车位置管理系统及相应的方法，可实现执行自主定位运行到任何指定地点的应用，但是，鉴于共享自行车的商业用途以及目前共享自行车的停车囧境，同时也出于避免无人骑行的自主运行自行车对社会稳定造成的影响，本发明在实施方案的说明中以停车应用作为详细说明。

如图1所示，在一种实施方式中，该自行车停车位置管理系统，包括控制模块1、定位模块2、路径规划模块3、姿态感知模块4和驱动模块5，其中：

控制模块1，与定位模块2、路径规划模块3、姿态感知模块4、驱动模块5连接，用于根据自行车的当前状态，确定目标停车位置，以及使得自行车根据规划线路运行至目标停车位置；

定位模块2，用于获取自行车的当前位置，并将自行车的当前位置实时传送至控制模块1；

姿态感知模块4，包括运动传感器，用于实时感知自行车的当前姿态，并将当前姿态传送至控制模块1；

路径规划模块3，用于根据自行车的当前位置和目标停车位置，计算并选择当前停车位置至目标停车位置之间的规划线路；

驱动模块5，用于驱动自行车，根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行。

相应的，本实施例还提供一种自行车停车位置管理方法，如图2所示，包括步骤，

检测自行车状态；

判断自行车是否为停车状态；

判断当前停车位置是否为允许停车位置；

若当前停车位置为非允许停车位置，则根据合法停车位置，确定目标停车位置；

计算并选择当前停车位置至目标停车位置的规划路线；

驱动自行车，根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行；

到达目标停车位置。

若当前停车位置为允许停车位置时，自行车保持当前停车位置。

上述自行车停车位置管理系统及相应的方法，可以在预存合法停车位置的情况下，在一种较为理想的路况下实现自行车的自主停车归位，高效实现共享自行车的停车管理。

该自行车停车位置管理系统通过与卫星定位系统连接，自动获取位置定位数据等信息，在所停位置不在规定位置内时，能根据当前停车位置和目标停车位置规划运行路线，并调整运行方向、车速，以保持平衡姿态自主运行至目标停车位置并停车。

在实际的共享自行车投放中，一方面，并不可能对可能投放城市的停车规划情况进行一一采集，并对每一辆自行车对应停放城市的停车规划信息进行配置，而且随着城市建设的开展，自行车停放规划情况也不可能是一尘不变的；另一方面，在自行车自主运行停车归位过程中，在前进途中难免会出现一些人为或意外的突发状况，因此自行车在运行过程中自反馈调整的功能显得很重要。以下将结合如何解决以上两个问题对该自行车停车位置管理系统及其相应的方法进行详细说明。

如图3所示，在一种实施方式中，该自行车停车位置管理系统包括控制模块1、定位模块2、路径规划模块3、姿态感知模块4、驱动模块5、通信模块6、地理信息模块7、避障模块8等，其中：

控制模块1，与定位模块2、路径规划模块3、姿态感知模块4、驱动模块5、通信模块6、地理信息模块7、避障模块8连接，用于根据自行车的当前状态，确定目标停车位置，以及使得自行车根据规划线路运行至目标停车位置。自行车的当前状态包括运行或停车(忙或闲)、倾斜、拐弯，当前位置包括在非目标停车位置或目标停车位置等。

通信模块6，与地理信息模块7连接并能与城市管理系统11(Geographic Information Sys tem或Geo-Informat ion sys tem，简称GIS)远程通信，以获取自行车当前所在区域的城市地理信息，并将城市地理信息传送到地理信息模块7。城市地理信息包括城市的停车规划信息，例如，通信模块6可以通过3G等通信技术实现向城市管理系统11申请地理信息、获取当前自行车投放城市范围内的可停车的位置信息。

地理信息模块7，用于从城市地理信息中提取当前城市范围内的合法停车位置信息。地理信息可以周期性的更新，比如按月/季，也可以通过指令按需随时更新。

定位模块2，用于获取自行车的当前位置，并将自行车的当前位置实时传送至控制模块1。该定位模块2用于接收定位系统10的定位信息，例如可以包括接收北斗定位系统或全球定位系统(Globa l Pos i t ioning Sys tem，简称GPS)的位置信息，当然也可以利用其他的定位系统，通过控制模块1的调用能够打开或关闭定位模块2的定位功能。

自行车一般在城市范围内活动，当该自行车停车位置管理系统初次启动后，控制模块1调用定位模块2定位到当前的城市，并获得自行车的当前位置信息；地理信息模块7通过通信模块6向城市管理系统11申请当前所在区域的城市地理信息并传送至控制模块1。

姿态感知模块4，包括运动传感器，用于实时感知自行车的当前姿态，并将当前姿态传送至控制模块1。自行车的当前姿态包括运行、停止、转弯、倾斜等。姿态感知模块4例如可以是基于微机电系统(Micro-Electro-Mechanical Sys tem，简称MEMS)的三维运动姿态测量系统，包括倾角传感器、三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘等运动传感器，运动传感器至少设置在自行车车把两个外侧的对称位置、后车轮中心位置或车底座等位置，能获得三维姿态与方位等数据，从而获得自行车倾斜或转弯状态。若自行车的当前姿态为停止，则说明自行车处于停止状态，可确定当前位置为当前停车位置。

路径规划模块3，用于根据自行车的当前位置和目标停车位置，计算并选择当前停车位置至目标停车位置之间的规划线路。当定位模块2返回的自行车当前位置信息显示自行车停止在非允许停车位置(即当前位置为非法停车位置)时，将与当前停车位置最近的合法停车位置确定为目标停车位置，从而规划自行车从当前停车位置至目标停车位置的路线。优选的是，选择当前停车位置和目标停车位置之间的规划线路时，还要考虑地理信息模块7中可选的规划路线上的障碍，以尽量避开障碍或少出现障碍，提高运营效率。

驱动模块5，用于驱动自行车根据规划路线以预设速度向目标停车位置运行。驱动模块5包括方向控制单元、动力控制单元、刹车控制单元，方向控制单元设置在自行车车把与把立结合处，用于控制自行车车把方向。动力控制单元设置在链轮处，用于控制链轮向前的动力，使自行车按预设车速向目标停车位置运行。自行车通常有两种驱动方式，一种是人力脚蹬方式，另一种是电动方式，不管是脚蹬方式或电动方式作为驱动源，均可驱动自行车的曲柄、链轮、链条、飞轮、后轴等部件传动，从而使自行车车轮转动，从而使自行车不断前进。自主停车运行时采用电动驱动方式，电动驱动方式可包括几种档位，由程序控制选择不同档位。刹车控制单元通常也包括人力手动控制方式、程序控制方式两种方式，人力手动控制方式时采用手动控制刹车，自主停车运行时由程序控制刹车，这里的刹车控制单元由ABS电子刹车实现，以电动驱动方式控制刹车线向刹片施加压力，限制自行车向前的动力。

优选的是，该自行车停车位置管理系统的驱动模块5还可以用于将处于非平衡状态的自行车，依据当前姿态反向调整为平衡状态，保证自行车运行过程中的平衡，使得自行车不会轻易倾斜或倒地。一般的，自行车出现非平衡状态通常为车身倾斜，此时驱动模块5可以根据自行车的当前姿态反向调整自行车姿态，在稍微有向一方倾斜的迹象时就反向调整自行车车把。例如，如果姿态感知模块4检测到自行车向左侧倾斜时(例如倾斜5度)，则驱动模块5的方向控制单元通过调整车把向右转向稍许(可以大约为5度)，同时可以控制动力控制单元调节车速配合自行车使向左倾斜的度数减少，车速调节可根据能使车辆向反向纠正当前状态的程度来定，可以通过历史积累数据进行分析得出推荐速度。待姿态感知模块4检测自行车的姿态已经调整为平衡状态后，驱动模块5再将自行车车把向右倾斜调整，保证自行车位于规划路线上，向目标停车位置运行。

优选的是，该自行车停车位置管理系统还包括避障模块8，包括至少一个寻障传感器，用于实时获取自行车在沿规划路线运行时检测到的障碍物，并将障碍物信息传送至控制模块1；控制模块1还根据障碍物信息，调度路径规划模块3更新规划路线，或调度驱动模块5停住自行车。

避障模块8可以使自行车适合运行在情况较复杂的路况上，而不仅仅是没人没车的空旷路面上，因此适应范围更广。这里的障碍物包括人或其他突发或临时出现的可能阻碍运行的物体。当避障模块8遇到障碍时，及时将障碍信息传送至控制模块1，控制模块1调度路径规划模块3重新计算并更新规划路线。可见，本实施方式的自行车停车位置管理系统在避障模块8的基础上，路径规划模块3在计算并选择规划路线时，除了考虑地理信息模块7中可选的规划路线上的障碍，还包括考虑当前停车位置至目标停车位置之间可能随机出现的障碍物，更贴近实际生活场景。

寻障传感器例如可以为红外传感器或超声传感器。例如，避障模块8采用红外传感器，至少设置在自行车车把上和前车轮中心，自行车自主运行期间启动红外传感器，定时或实时检测前方障碍。两个红外传感器各具有一对红外线发射与红外线接收管，发射管发射出一定频率的红外线，当红外线在前进方向遇到障碍物(反射面)时，将反射回来被接收管接收。红外传感器将此信息上传给控制模块1，并调度路径规划模块3重新进行路径规划或先停住自行车。

优选的是，为维护共享自行车的使用权和使用时间，该自行车还设置有车锁，该自行车停车位置管理系统还包括车锁模块(图1或图3中均未示出)，车锁模块包括弹簧器件和感应单元，感应单元用于实现自行车车锁状态的感知，弹簧器件用于实现对车锁的打开和关闭。

该自行车还包电源模块9，用于为上述各模块提供电源。该电源模块9可以为太阳能电池或充电电池实现电量供给，从而驱动控制模块1及其它各模块正常工作。

另外，该自行车的后车轮两侧分别设置有脚撑子，脚撑子可以为弹性脚撑子或能收放的辅助脚轮，脚撑子的状态与自行车是否停车无关，脚撑子立着也有可能是自行车在运行的状态，此时只是脚撑子没有收起来而已。通常情况下，自行车处于停车状态时脚撑子与自行车车身向下的倾斜角度应尽量小，比如25度，以保证车辆自行启动时较容易。在自行车出现倾斜时，弹性脚撑子因受力稍微回缩但仍可起支撑作用，维持自行车不倒；或者由辅助脚轮起到支撑作用的同时还维持车轮滚动，维持车辆不倒。

在该自行车停车位置管理系统实现中，控制模块1包括调度单元和存储单元，调度单元的功能可以由可执行程序段实现，其中：

调度单元，用于综合并调度上述各模块的信息以更新自行车的当前城市地理信息、姿态信息和位置信息，并根据接收到的自行车当前停车位置和目标停车位置，实现自行车从当前停车位置到目标停车位置的规划路线的自主运行；

存储单元，用于保存自行车的合法停车位置信息、姿态信息、位置信息、当前停车位置、目标停车位置、规划线路、障碍位置信息及日志信息等。简言之，存储单元可将获取到的信息暂存于其内。

相应的，如图4所示，还提供一种自行车停车位置管理方法，包括步骤，

步骤1)，检测自行车状态。

自行车状态包括运行、停止、拐弯或倾斜，处于停止状态的自行车的位置即当前停车位置。

步骤2)，判断自行车是否为停车状态。

检测自行车是否为停车状态，以确定当前停车位置。在该步骤中，可以通过三种方式检测自行车的当前停车位置。

最常规的一种方式，是通过车锁状态来判断，当车锁为关锁状态时，说明自行车为停车状态；若车锁为开锁状态时，则说明自行车不一定为停车状态。鉴于目前共享自行车的实际使用情况，部分用户在骑行自行车到达目的地后由于时间紧急、疏忽忘记或其他原因，自行车实际处于停车状态但是并未关锁。为此，还可以通过如下两种方式进一步判断自行车是否为停车状态。

一种方式是根据自行车在预设时间段内的姿态变化，通过姿态感知模块4传送的姿态信息，控制模块1查询接收到的自行车姿态在预设时间段内是否持续为停止状态，若自行车姿态在预设时间段内持续为停止状态，则确定自行车为停车状态。预定时间段例如可以为10分钟。

一种方式是根据自行车在预设时间段内的位置变化，通过定位模块2传送的位置信息，控制模块1查询接收到的自行车位置在预设时间段内是否保持不变，若自行车位置在预设时间段内保持不变，则确定自行车为停车状态。预定时间段例如可以为10分钟。

在确定自行车的当前状态为停车状态的情况下，则自行车的当前位置即为停车位置。

在后两种情况判断方式中，姿态感知模块4或定位模块2主动向控制模块1传送信息，调度单元采用轮询方式进行信息获取。

步骤3)，根据合法停车位置，判断当前停车位置是否为允许停车位置。

其中：合法停车位置可以预先存储在控制模块1的存储单元中，也可以自动从地理信息模块7获取。从地理信息模块7获取合法停车位置的步骤，包括：

通信模块6与城市管理系统11远程通信，获取自行车当前所在区域的城市地理信息；

从城市地理信息中提取当前城市范围内的合法停车区域。

判断当前停车位置是否为允许停车位置为：将当前停车位置与从地理信息模块7中获得的合法停车位置进行比对，从而判断自行车的当前停车位置是否为允许停车位置。若当前停车位置处于合法停车区域内，则为允许停车位置；若否，则为非允许停车位置。

进而，根据自行车的当前停车位置是否为允许停车位置的判断结果进行下一分支选择步骤，

若当前停车位置为允许停车位置，则保持自行车的当前停车位置；

否则，说明自行车当前处于闲时且没有停在指定的停车位置，进行如下步骤：

步骤4)，根据合法停车位置，确定目标停车位置。

如果自行车当前停车位置不是处于允许停车位置，则在该步骤中，将合法停车区域内与当前停车位置距离最近的合法停车位置确定为目标停车位置。

步骤5)，计算并选择当前停车位置至目标停车位置的规划路线。

在该步骤中，通过路径规划模块3计算并选择当前停车位置至目标停车位置的规划路线。规划路线选择时可以考虑地理信息模块7中可选的规划路线上的障碍，以尽量避开障碍或少出现障碍，提高运营效率。进一步的，还可以根据避障模块8反馈的障碍物信息，考虑当前停车位置至目标停车位置之间可能随机出现的障碍物，对规划路线进行实时更新，更贴近实际生活场景。

步骤6)，驱动自行车，根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行。

在该步骤中，驱动模块5使自行车按照预设速度(速度不超过5km/h)，沿规划路线向目标停车位置运行。

相比具有四个车轮的汽车，自行车的平衡是其能稳定自立运行的关键。在运行过程中，姿态感知模块4还实时的、持续检测自行车的运行姿态，驱动模块5调整并保持自行车以平衡状态运行，直至到达目标停车位置。

作为需时刻监控平衡状态的自行车运行，结合步骤5)、步骤6)，自行车根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行时，实时获取并综合自行车在沿规划路线运行时检测到的障碍物以及自行车状态，根据障碍物信息更新规划路线，也可以根据障碍物信息或自行车状态停住自行车。

当自行车运行至目标停车位置后，则自动依靠运行前就保持支起的支架支撑停稳，脚撑子可以一直不收，这样既减少了自行车改动成本，也能预防自行车倒地。

由前述内容可知，为维护共享自行车的使用权，该自行车还设置有车锁，因此，在将驱动自行车运行之前，还包括将自行车的车锁自动打开；以及，在自行车运行到目标停车位置停止后，自动将车锁自动锁定。对于车锁的结构以及远程控制，目前就成熟技术可借鉴，这里不做赘述。

该自行车停车位置管理系统及其相应的方法，通过与城市管理系统、卫星定位系统及运营商网络连接，自动获取地理数据、位置定位数据等信息，在自行车所停位置不在规定区域内时，能根据当前停车位置和目标停车位置规划运行路线，并调整运行方向、车速，以保持平衡姿态自主运行至目标停车位置并停车。

该自行车停车位置管理系统及其相应的方法，通过地理信息系统、卫星定位系统、网络通信技术、姿态感知和动态调整技术，使自行车自主运行至符合城市管理者要求的目标停车位置，使得共享自行车既能方便人们出行，又便于实现城市为数众多的自行车停车的管理，实现了有效的共享自行车停车有效管理。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (17)

1.一种自行车停车位置管理系统，其特征在于，包括控制模块、定位模块、路径规划模块、姿态感知模块和驱动模块，其中：

所述控制模块，与所述定位模块、所述路径规划模块、所述姿态感知模块、所述驱动模块连接，用于根据自行车的当前状态，确定目标停车位置，以及使得自行车根据规划线路运行至目标停车位置；

所述定位模块，用于获取自行车的当前位置，并将自行车的当前位置实时传送至所述控制模块；

所述姿态感知模块，包括运动传感器，用于实时感知自行车的当前姿态，并将当前姿态传送至所述控制模块；

所述路径规划模块，用于根据自行车的当前位置和目标停车位置，计算并选择当前停车位置至目标停车位置之间的规划线路；

所述驱动模块，用于驱动自行车，根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行。

2.根据权利要求1所述的自行车停车位置管理系统，其特征在于，还包括通信模块、地理信息模块，其中：

所述通信模块，与所述控制模块和所述地理信息模块连接，并能与城市管理系统远程通信，以获取自行车当前所在区域的城市地理信息，并将城市地理信息传送到所述地理信息模块；

所述地理信息模块，与所述控制模块连接，用于从所述城市地理信息中提取当前城市范围内的合法停车位置信息，并将合法停车位置信息通过所述传送至所述控制模块；

所述控制模块，还用于根据合法停车位置，判断当前停车位置是否为允许停车位置以及确定目标停车位置。

3.根据权利要求1所述的自行车停车位置管理系统，其特征在于，所述驱动模块包括方向控制单元、动力控制单元、刹车控制单元，其中：

所述方向控制单元，包括角度调节器，设置在自行车车把与把立结合处，用于控制自行车车把方向，以保持自行车的平衡姿态；

所述动力控制单元，设置在链轮处，用于以电动驱动方式控制链轮向前的动力，使自行车按预设车速向目标停车位置运行；

所述刹车控制单元，包括ABS电子刹车，用于以电动驱动方式控制刹车线向刹片施加压力，限制自行车向前的动力。

4.根据权利要求1所述的自行车停车位置管理系统，其特征在于，所述姿态感知模块中，所述运动传感器为倾角传感器、三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘中的至少两种，所述运动传感器至少设置在自行车车把两个外侧的对称位置、后车轮中心位置或车底座位置。

5.根据权利要求1所述的自行车停车位置管理系统，其特征在于，所述定位模块用于接收定位系统的定位信息，定位信息包括接收北斗定位系统或全球定位系统的位置信息。

6.根据权利要求1所述的自行车停车位置管理系统，其特征在于，还包括车锁模块，所述车锁模块包括弹簧器件和感应单元，其中：

所述感应单元用于对自行车车锁状态的感知，并将自行车车锁状态传送至所述控制模块；

所述弹簧器件，用于对自行车车锁打开和关闭。

7.根据权利要求1-6任一项所述的自行车停车位置管理系统，其特征在于，还包括与所述控制模块连接的避障模块，所述避障模块包括至少一个寻障传感器，用于实时获取自行车在沿规划路线运行时检测到的障碍物，并将障碍物信息传送至所述控制模块；

所述控制模块，还用于根据障碍物信息，调度所述路径规划模块更新规划路线，或调度所述驱动模块停住自行车。

8.根据权利要求7所述的自行车停车位置管理系统，其特征在于，所述寻障传感器为红外传感器或超声传感器，所述红外传感器或所述超声传感器至少设置在自行车车把上、以及前车轮中心。

9.根据权利要求7所述的自行车停车位置管理系统，其特征在于，控制模块包括调度单元和存储单元，其中：

所述调度单元，用于综合并调度上述各模块的信息以更新自行车的姿态信息和位置信息，并根据接收到的最新当前位置和目标停车位置，实现自行车从当前停车位置到目标停车位置的规划路线的自主运行；

所述存储单元，用于保存自行车的合法停车位置信息、姿态信息、位置信息、当前停车位置、目标停车位置、规划线路、障碍位置信息及日志信息。

10.一种自行车停车位置管理方法，其特征在于，包括步骤，

检测自行车状态；

判断自行车是否为停车状态；

判断当前停车位置是否为允许停车位置；

若当前停车位置为非允许停车位置，则根据合法停车位置，确定目标停车位置；

计算并选择当前停车位置至目标停车位置的规划路线；

驱动自行车，根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行；

到达目标停车位置。

11.根据权利要求10所述的自行车停车位置管理方法，其特征在于，在判断当前停车位置是否为允许停车位置之前，还包括获取合法停车位置的步骤，包括：

从城市管理系统中获取自行车当前所在区域的城市地理信息；

从所述城市地理信息中提取当前城市范围内的合法停车区域。

12.根据权利要求11所述的自行车停车位置管理方法，其特征在于，判断当前停车位置是否为允许停车位置为：

比对当前停车位置是否处于合法停车区域内，若是，则为允许停车位置；若否，则为非允许停车位置。

以及，确定目标停车位置为：

将合法停车区域内与当前停车位置最近的合法停车位置确定为目标停车位置。

13.根据权利要求10所述的自行车停车位置管理方法，其特征在于，判断自行车是否为停车状态，包括：

根据自行车车锁状态，若自行车车锁状态为关锁状态，则自行车为停车状态；

或者，根据自行车在预设时间段内的姿态变化，若自行车在预设时间段内保持姿态不变，则自行车为停车状态；

或者，根据自行车在预设时间段内的位置变化，若自行车在预设时间段内保持位置不变，则自行车为停车状态。

14.根据权利要求10所述的自行车停车位置管理方法，其特征在于，根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行，包括：

对自行车状态持续进行检测，依据自行车当前姿态反向调整自行车状态，保持自行车为平衡状态。

15.根据权利要求10所述的自行车停车位置管理方法，其特征在于，根据规划路线以平衡状态向目标停车位置运行，还包括：

实时获取自行车在沿规划路线运行时检测到的障碍物，根据障碍物信息更新规划路线，或停住自行车。

16.根据权利要求10所述的自行车停车位置管理方法，其特征在于，若当前停车位置为允许停车位置时，保持当前停车位置。

17.一种自行车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的自行车停车位置管理系统。