CN109141406B - 一种共享单车停放姿态控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种共享单车停放姿态控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

一种共享单车停放姿态控制系统及其控制方法，属于共享单车技术领域。包括单车运营主控制器、单车中央控制器、车载电子罗盘、车锁、无线信标，单车中央控制器、车载电子罗盘、车锁安装在单车车体上，无线信标定点埋设在停车区域，无线信标用于通知单车在停车区域要停车所需要的单车标准控制平面的信息编码，单车运营主控制器与单车中央控制器控制连接，车载电子罗盘、无线信标的数据信息传送给单车中央控制器，单车中央控制器与车锁控制配合。上述一种共享单车停放姿态控制系统及其控制方法，利用无线信标得到的信息和车载电子罗盘得到当前单车的停车姿态，进行比对，实现让单车整齐停放。

Description

一种共享单车停放姿态控制系统及其控制方法
技术领域
本发明属于共享单车技术领域，具体为一种共享单车停放姿态控制系统及其控制方法。
背景技术
无桩共享单车租还方便却停放随意，服务厂商能控制用户的停放区域，而无法控制是否能停放整齐，以及在指定区域停放是否规范。因此共享单车的运营厂商投入了大量人力对车辆密集地区进行集中整治，维护城市面貌。由于无法监控每个用户的停放行为，并不能完全杜绝单车在所有地点的停放混乱现象，无法做到像有桩停放单车一般的整齐划一。
虽然城市管理部门在地面用油漆划定了醒目的单车停放区域，但是并不能阻止用户在区域内横七竖八地停放，如果几辆单车相互垂直停放，无论从视觉效果还是对后来用户的取用效率来说都是很大的破坏和障碍。
为了能让用户只有在保证车辆停放整齐，车头方向一致的情况下才能锁车停放，检测当前单车姿态和当前停放点所有车辆统一的停放姿态，并强制让二者一致是能让单车整齐停放的关键。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种共享单车停放姿态控制系统及其控制方法的技术方案，其利用指定地点埋设的无线信标，得到当前位置是否允许停放的指令以及停放的方向信息，利用车载电子罗盘对地磁方位进行检测，得到当前单车的停车姿态，进行比对，这样就可以由单车运营厂商控制该位置是否是为允许的停车点以及该单车是否按照规定的停车姿态停放。
所述的一种共享单车停放姿态控制系统，其特征在于包括单车运营主控制器、单车中央控制器、车载电子罗盘、车锁、无线信标，单车中央控制器、车载电子罗盘、车锁安装在单车车体上，无线信标定点埋设在停车区域，无线信标用于通知单车在停车区域要停车所需要的单车标准控制平面的信息编码，单车运营主控制器与单车中央控制器控制连接，车载电子罗盘、无线信标的数据信息传送给单车中央控制器，单车中央控制器与车锁控制配合。
所述的一种共享单车停放姿态控制系统，其特征在于车载电子罗盘固定在单车车架上或集成在车锁上。
所述的一种共享单车停放姿态控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
1）用户在目的地附近寻找城市管理部门在地面画定的停车区域，将单车推入线框内，用户按动车锁停车；
2）单车中央控制器接收停车区域内埋设的无线信标发出的停放指令信息，和车载电子罗盘得到的单车姿态信息比对，如果单车姿态正确，单车中央控制器通知用户可以锁车，单车停放完成。
所述的一种共享单车停放姿态控制系统的控制方法，其特征在于步骤2）中信息比对的具体方法为：
1）用一个单车标准控制平面来定义一辆单车的姿势，定义单车的XYZ轴，原点为单车标准控制平面的中心位置；
2）无线信标的发射距离为0.8-1.2米，和单车的尺寸相适应，无线信标2通过调整发射天线形状，调整定点范围和定点精度；
3）无线信标在放置前，设定好埋设点周围停车方向的信息编码，包括对当前停车位置的方向、及停车平面的坡度情况、坡角度的大小、坡法线的指向各因素实地测量后得出单车的XYZ轴相对于地磁方向的标准数据，分别为：ax，ay，az；
3）车载电子罗盘利用高灵敏度的霍尔传感器技术，检测出当前芯片相对于地磁X轴，Y轴和Z轴的偏移量，分别输出电压信号，通过模数变换得到偏移量；
4）单车中央控制器在出厂前预先将车载电子罗盘的XYZ轴方向与图1所示方向安装重合，通过对比车载电子罗盘获得的地磁的XYZ轴输出分别为：bx，by，bz，此时当前单车和标准位置的方向夹角为θ可以通过矢量计算如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
5）单车中央控制器通过计算上述夹角θ，来判断当前单车是否已经停放到位，方向夹角θ为0-10度，就认为单车已经准确停放；
6）单车中央控制器将数据信息传输给单车运营主控制器。
所述的一种共享单车停放姿态控制系统的控制方法，其特征在于还包括手机APP或车载扬声器，手机APP或车载扬声器与单车中央控制器控制连接，控制手机APP或车载扬声器发出音效或语音指导用户正确停放单车。
上述一种共享单车停放姿态控制系统及其控制方法，其利用指定地点埋设的无线信标，得到当前位置是否允许停放的指令以及停放的方向信息，利用车载电子罗盘对地磁方位进行检测，得到当前单车的停车姿态，进行比对，这样就可以由单车运营厂商控制该位置是否是为允许的停车点以及该单车是否按照规定的停车姿态停放。
附图说明
图1为本发明的系统框图；
图2为单车在信标范围内停车的极限状态，停车俯视图；
图3为控制信标天线不同方向信号强度可以调整停车范围，停车俯视图；
图4为本发明单车的标准控制平面；
图5为本发明的控制流程图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图所示，该共享单车停放姿态控制系统，包括单车运营主控制器5、单车中央控制器1、车载电子罗盘4、车锁3、无线信标2，单车中央控制器1、车载电子罗盘4、车锁3安装在单车车体上，无线信标2定点埋设在停车区域，无线信标2用于通知单车在停车区域要停车所需要的单车标准控制平面的信息编码，单车运营主控制器5与单车中央控制器1控制连接，车载电子罗盘4、无线信标2的数据信息传送给单车中央控制器1，单车中央控制器1与车锁3控制配合。
优选，车载电子罗盘4固定在单车车架上或集成在车锁3上，车载电子罗盘4不宜放置在单车龙头等活动位置，鉴于当前共享单车的车锁3是控制单车运行的核心部件，车载电子罗盘4集成于车锁3可以降低整车成本。
一种共享单车停放姿态控制系统的控制方法，包括以下步骤：
1）用户在目的地附近寻找城市管理部门在地面画定的停车区域，将单车推入线框内，用户按动车锁3停车；
2）单车中央控制器1接收停车区域内埋设的无线信标2发出的停放指令信息，和车载电子罗盘4得到的单车姿态信息比对，如果单车姿态正确，单车中央控制器1通知用户可以锁车，单车停放完成。
上述步骤2）中信息比对的具体方法为：
1）用一个单车标准控制平面8来定义一辆单车的姿势，定义单车的XYZ轴，原点为单车标准控制平面8的中心位置；
2）无线信标2的发射距离为0.8-1.2米，和单车的尺寸相适应，无线信标2通过调整发射天线形状，调整定点范围和定点精度；
3）无线信标2在放置前，设定好埋设点周围停车方向的信息编码，包括对当前停车位置的方向、及停车平面的坡度情况、坡角度的大小、坡法线的指向各因素实地测量后得出单车的XYZ轴相对于地磁方向的标准数据，分别为：ax，ay，az；
3）车载电子罗盘4利用高灵敏度的霍尔传感器技术，如AK8975，检测出当前芯片相对于地磁X轴，Y轴和Z轴的偏移量，分别输出电压信号，通过模数变换得到偏移量；
4）单车中央控制器1在出厂前预先将车载电子罗盘4的XYZ轴方向与图1所示方向安装重合，通过对比车载电子罗盘4获得的地磁的XYZ轴输出分别为：bx，by，bz，此时当前单车和标准位置的方向夹角为θ可以通过矢量计算如下：
Figure 855313DEST_PATH_IMAGE002
5）单车中央控制器1通过计算上述夹角θ，来判断当前单车是否已经停放到位，方向夹角θ为0-10度，就认为单车已经准确停放；
6）单车中央控制器1将数据信息传输给单车运营主控制器5。
该控制方法，还包括手机APP6或车载扬声器7，手机APP6或车载扬声器7与单车中央控制器1控制连接，控制手机APP6或车载扬声器7发出音效或语音指导用户正确停放单车。

Claims (1)

1.一种共享单车停放姿态控制系统的控制方法，其特征在于该系统包括单车运营主控制器（5）、单车中央控制器（1）、车载电子罗盘（4）、车锁（3）、无线信标（2），单车中央控制器（1）、车载电子罗盘（4）、车锁（3）安装在单车车体上，无线信标（2）定点埋设在停车区域，无线信标（2）用于通知单车在停车区域要停车所需要的单车标准控制平面的信息编码，单车运营主控制器（5）与单车中央控制器（1）控制连接，车载电子罗盘（4）、无线信标（2）的数据信息传送给单车中央控制器（1），单车中央控制器（1）与车锁（3）控制配合；还包括手机APP（6）或车载扬声器（7），手机APP（6）或车载扬声器（7）与单车中央控制器（1）控制连接，控制手机APP（6）或车载扬声器（7）发出音效或语音指导用户正确停放单车；
控制方法包括以下步骤：
1）用户在目的地附近寻找城市管理部门在地面画定的停车区域，将单车推入线框内，用户按动车锁（3）停车；
2）单车中央控制器（1）接收停车区域内埋设的无线信标（2）发出的停放指令信息，和车载电子罗盘（4）得到的单车姿态信息比对，如果单车姿态正确，单车中央控制器（1）通知用户锁车，单车停放完成；
步骤2）中信息比对的具体方法为：
2.1）用一个单车标准控制平面（8）来定义一辆单车的姿势，定义单车的XYZ轴，原点为单车标准控制平面（8）的中心位置；
2.2）无线信标（2）的发射距离为0.8-1.2米，和单车的尺寸相适应，无线信标（2）通过调整发射天线形状，调整定点范围和定点精度；
2.3）无线信标（2）在放置前，设定好埋设点周围停车方向的信息编码，包括对当前停车位置的方向、及停车平面的坡度情况、坡角度的大小、坡法线的指向各因素实地测量后得出单车的XYZ轴相对于地磁方向的标准数据，分别为：ax，ay，az；
2.4）车载电子罗盘（4）利用高灵敏度的霍尔传感器技术，检测出当前芯片相对于地磁X轴，Y轴和Z轴的偏移量，分别输出电压信号，通过模数变换得到偏移量；
2.5）单车中央控制器（1）在出厂前预先将车载电子罗盘（4）的XYZ轴方向统一安装，通过对比车载电子罗盘（4）获得的地磁的XYZ轴输出分别为：bx，by，bz，此时当前单车和标准位置的方向夹角为θ可以通过矢量计算如下：
Figure 558830DEST_PATH_IMAGE001
其中a、b是角度值；
2.6）单车中央控制器（1）通过计算上述夹角θ，来判断当前单车是否已经停放到位，方向夹角θ为0-10度，就认为单车已经准确停放；
2.7）单车中央控制器（1）将数据信息传输给单车运营主控制器（5）。
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