发明内容
基于此,有必要针对上述问题,提供一种可提高自行车调速操作便利性的自行车调速控制装置和方法。
一种自行车调速控制装置,包括指纹传感器、控制装置和驱动装置,所述控制装置连接所述指纹传感器和所述驱动装置,所述驱动装置设置于自行车的齿轮;
所述指纹传感器用于进行指纹扫描得到指纹扫描数据并发送至所述控制装置;
所述控制装置用于从绑定存储的档位信息和指纹信息的数据中,获取与所述指纹扫描数据匹配的指纹信息所对应的档位信息;以及所述控制装置根据获取的档位信息控制所述驱动装置对所述齿轮进行档位调节。
上述自行车调速控制装置,指纹传感器进行指纹扫描得到指纹扫描数据,控制装置从绑定存储的档位信息和指纹信息的数据中,获取与指纹扫描数据匹配的指纹信息所对应的档位信息;以及根据获取的档位信息控制驱动装置对齿轮进行档位调节。用户使用自行车骑行时,当环境发生变化可直接通过指纹扫描将自行车切换至所需要的档位,无需用户每次都手动进行档位调节,提高了自行车调速操作便利性。
在一个实施例中,所述指纹信息包括多种,且各指纹信息均与对应的档位信息绑定存储;所述控制装置计算所述指纹扫描数据与各指纹信息的相似度;提取相似度大于预设阈值的指纹信息作为与所述指纹扫描数据匹配的指纹信息。
计算指纹扫描数据与各指纹信息的相似度,根据相似度与预设阈值的比较结果确定与指纹扫描数据匹配的指纹信息,进而提取对应的档位信息,操作简便且可靠性高。
在一个实施例中,所述指纹传感器为超声波指纹传感器,和/或所述控制装置为MCU。
指纹传感器采用超声波指纹传感器进行指纹采集,无需用户触摸也可进行指纹检测,能支持悬浮指纹解锁功能,提高了指纹扫描操作的便利性。控制装置采用MCU(MicroControl Unit,微控制单元),集成度高且数据处理速率快。
在一个实施例中,所述驱动装置包括驱动电路和舵机,所述驱动电路连接所述控制装置和所述舵机,所述舵机设置于自行车的齿轮。
控制装置通过驱动电路驱动舵机对自行车齿轮进行档位调节,操作简便可靠。
在一个实施例中,自行车调速控制装置还包括连接所述控制装置的人机交互装置,所述人机交互装置用于发送档位调节指令至所述控制装置,所述控制装置根据所述档位调节指令控制所述驱动装置对所述齿轮进行档位调节。
用户可根据自身习惯或者实际所处环境的不同,利用指纹扫描或人机交互装置对自行车进行档位调节,进一步提高了自行车调速操作的便利性。
在一个实施例中,所述人机交互装置包括连接所述控制装置的调档按键。
利用调档按键进行档位调节,操作简便快捷。
在一个实施例中,所述人机交互装置还包括连接所述控制装置的显示屏,所述控制装置还用于发送当前档位信息至所述显示屏进行显示。
通过显示屏实时显示自行车当前档位供用户查看,以便用户结合当档位进行调速操作,进一步提高了自行车调速操作便利性。
在一个实施例中,自行车调速控制装置还包括连接所述控制装置的供电装置。
利用供电装置为控制装置提供工作电压,确保控制装置稳定工作。
在一个实施例中,所述供电装置包括连接所述控制装置的太阳能电池。
利用太阳能电池进行供电,用户在户外骑行时还可利用太阳能发电,提高自行车供电续航能力。
一种自行车调速控制方法,包括以下步骤:
进行指纹扫描得到指纹扫描数据;
从绑定存储的档位信息和指纹信息的数据中,获取与所述指纹扫描数据匹配的指纹信息所对应的档位信息;
根据获取的档位信息对自行车进行档位调节。
上述自行车调速控制方法,进行指纹扫描得到指纹扫描数据,从绑定存储的档位信息和指纹信息的数据中,获取与指纹扫描数据匹配的指纹信息所对应的档位信息。根据获取的档位信息对自行车进行档位调节。用户使用自行车骑行时,当环境发生变化可直接通过指纹扫描将自行车切换至所需要的档位,无需用户每次都手动进行档位调节,提高了自行车调速操作便利性。
具体实施方式
在一个实施例中,一种自行车调速控制装置,自行车具体可以是山地车等可变速自行车。如图1所示,自行车调速控制装置包括指纹传感器110、控制装置120和驱动装置130,控制装置120连接指纹传感器110和驱动装置130,驱动装置130设置于自行车的齿轮。
指纹传感器110用于进行指纹扫描得到指纹扫描数据并发送至控制装置120,控制装置120用于从绑定存储的档位信息和指纹信息的数据中,获取与指纹扫描数据匹配的指纹信息所对应的档位信息;以及根据获取的档位信息控制驱动装置130对齿轮进行档位调节。
指纹传感器110进行指纹扫描的方式并不唯一,可以是光感式扫描或探测波扫描等。控制装置120可预先存储档位信息和指纹信息并建立对应的绑定关系。用户可通过输入适合自己的档位信息,按下指纹以存储自己指纹对应的档位。指纹信息以及对应档位信息可以是一种或多种,具体地,用户可将不同手指的指纹与不同的档位绑定,在使用自行车骑行时可通过各手指进行指纹调档。例如,存储的指纹信息只有一种时,用户可以是在平坦公路初次使用自行车时,把档位调节到自己最适合的档位,并按下指纹,来存储下自己指纹对应的档位。下次骑行进入平坦公路时,按下指纹可自动切换到自己以前设定的档位,提高操作效率。存储的指纹信息有多种时,用户还可以通过不同手指指纹绑定分别在平坦路段、上坡、下坡等不同环境时适合自己的档位,每次骑行进入对应路段时都可以用对应手指进行档位切换。
指纹传感器110、控制装置120和驱动装置130之间的连接和控制方式并不是唯一的,本实施例中,控制装置120通过SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)接口连接指纹传感器110,以输出PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)信号的方式控制驱动装置130对齿轮进行档位调节。
上述自行车调速控制装置,用户使用自行车骑行时,当环境发生变化可直接通过指纹扫描将自行车切换至所需要的档位,无需用户每次都手动进行档位调节,提高了自行车调速操作便利性。
在一个实施例中,指纹信息包括多种,且各指纹信息均与对应的档位信息绑定存储。控制装置120计算指纹扫描数据与各指纹信息的相似度;提取相似度大于预设阈值的指纹信息作为与指纹扫描数据匹配的指纹信息。
预先存储不同的指纹信息,用户在骑行时可根据实际路段环境用对应手指进行指纹识别来切换档位。通过计算指纹扫描数据与各指纹信息的相似度,根据相似度与预设阈值的比较结果确定与指纹扫描数据匹配的指纹信息,进而提取对应的档位信息,操作简便且可靠性高。
在一个实施例中,指纹传感器110为超声波指纹传感器。对应地,指纹传感器110进行指纹扫描得到指纹扫描数据,包括:发射超声波进行扫描,并根据返回的超声波生成超声波感应信号;根据超声波感应信号获取指纹扫描数据。
具体地,可以是对自行车上预先设置的感应区域进行超声波扫描,若接收到返回波形则可认为检测到手指,根据返回的超声波生成超声波感应信号,以用作进行分析提取所需的信息。超声波具有穿透材质的能力,且随材质的不同产生大小不同的回波。由于皮肤与空气对于声波阻抗的差异,指纹的嵴与峪部位发生超声波反弹生成的感应信号会有所不同,通过感应信号的不同可体现反弹位置之间的深度变化,从而可以区分指纹嵴与峪所在的位置,得到指纹扫描数据。
本实施例中,指纹传感器110采用超声波指纹传感器进行指纹采集,无需用户触摸也可进行指纹检测,能支持悬浮指纹解锁功能,提高了指纹扫描操作的便利性。
在一个实施例中,控制装置120为MCU。控制装置120采用MCU,集成度高且数据处理速率快。可以理解,在一个实施例中,还可以是指纹传感器110采用超声波指纹传感器,且控制装置120采用MCU。
在一个实施例中,如图2所示,驱动装置130包括驱动电路132和舵机134,驱动电路132连接控制装置120和舵机134,舵机134设置于自行车的齿轮。
具体地,舵机134的数量为两个,分别设置于自行车的前齿轮和后齿轮。驱动装置130通过输出PWM信号至驱动电路,控制驱动电路驱动舵机对对应齿轮进行调节,实现档位切换。本实施例中,控制装置120通过驱动电路驱动舵机对自行车齿轮进行档位调节,操作简便可靠。
在一个实施例中,自行车调速控制装置还包括连接控制装置120的人机交互装置,人机交互装置用于发送档位调节指令至控制装置120,控制装置120根据档位调节指令控制驱动装置对齿轮进行档位调节。用户可根据自身习惯或者实际所处环境的不同,利用指纹扫描或人机交互装置对自行车进行档位调节,进一步提高了自行车调速操作的便利性。
进一步地,在一个实施例中,继续参照图2,人机交互装置包括连接控制装置120的调档按键142。利用调档按键142进行档位调节,操作简便快捷。具体地,以存储的指纹信息只有一种为例,用户在平坦公路初次使用自行车时进行档位调节并与指纹绑定存储,下次骑行进入平坦公路时,按下指纹自动切换到自己以前设定的档位,而在上坡和下坡时则可以通过按调档按键142来调节档位,手感轻盈舒适,结合指纹绑定和按键控制两种方式进行档位调节控制。
在一个实施例中,人机交互装置还包括连接控制装置120的显示屏144,控制装置120还用于发送当前档位信息至显示屏144进行显示。控制装置120在每次进行档位切换控制后,还通过显示屏144显示当前档位信息,以便于用户知晓自行车所处档位以及进行换挡操作。通过显示屏144显示当前档位信息的具体方式并不唯一,可以是以文字或预设图形的形式进行显示。
本实施例中,通过显示屏144实时显示自行车当前档位供用户查看,以便用户结合当档位进行调速操作,进一步提高了自行车调速操作便利性。可以理解,在其他实施例中,人机交互装置也可以是包括连接控制装置120的指示灯,控制装置120通过控制指示灯显示不同颜色,同样可也指示当前档位信息。
在一个实施例中,自行车调速控制装置还包括连接控制装置120的供电装置150。利用供电装置为控制装置提供工作电压,确保控制装置稳定工作。
进一步地,在一个实施例中,供电装置150包括连接控制装置120的太阳能电池。利用太阳能电池进行供电,用户在户外骑行时还可利用太阳能发电,提高自行车供电续航能力。此外,太阳能电池还可连接指纹传感器110和驱动装置130,通过太阳能发电对指纹传感器110和驱动装置130进行供电。
可以理解,在其他实施例中,供电装置150也可以是通过锂电池、蓄电池或电瓶灯对控制装置120进行供电。
在一个实施例中,一种自行车调速控制方法,自行车具体可以是山地车等可变速自行车。如图3所示,该方法包括以下步骤:
步骤S110:进行指纹扫描得到指纹扫描数据。
具体地,可通过指纹传感器进行指纹扫描。指纹扫描的方式并不唯一,可以是光感式扫描或探测波扫描等。本实施例中,步骤S110包括:发射超声波进行扫描,并根据返回的超声波生成超声波感应信号;根据超声波感应信号获取指纹扫描数据。可以是对自行车上预先设置的感应区域进行超声波扫描,若接收到返回波形则可认为检测到手指,根据返回的超声波生成超声波感应信号,以用作进行分析提取所需的信息。采用超声波进行指纹采集,无需用户触摸也可进行指纹检测,能支持悬浮指纹解锁功能,提高了指纹扫描操作的便利性。
步骤S120:从绑定存储的档位信息和指纹信息的数据中,获取与指纹扫描数据匹配的指纹信息所对应的档位信息。
具体可通过控制装置绑定存储档位信息和指纹信息,并根据指纹扫描数据进行档位信息提取。用户可通过输入适合自己的档位信息,按下指纹以存储自己指纹对应的档位,指纹信息以及对应档位信息可以是一种或多种。具体地,用户可将不同手指的指纹与不同的档位绑定,在使用自行车骑行时可通过各手指进行指纹调档。例如,存储的指纹信息只有一种时,用户可以是在平坦公路初次使用自行车时,把档位调节到自己最适合的档位,并按下指纹,来存储下自己指纹对应的档位。下次骑行进入平坦公路时,按下指纹可自动切换到自己以前设定的档位,提高操作效率。存储的指纹信息有多种时,用户还可以通过不同手指指纹绑定分别在平坦路段、上坡、下坡等不同环境时适合自己的档位,每次骑行进入对应路段时都可以用对应手指进行档位切换。
本实施例中,指纹信息包括多种,且各指纹信息均与对应的档位信息绑定存储。步骤S120包括:计算指纹扫描数据与各指纹信息的相似度;提取相似度大于预设阈值的指纹信息作为与指纹扫描数据匹配的指纹信息。
预先存储不同的指纹信息,用户在骑行时可根据实际路段环境用对应手指进行指纹识别来切换档位。通过计算指纹扫描数据与各指纹信息的相似度,根据相似度与预设阈值的比较结果确定与指纹扫描数据匹配的指纹信息,进而提取对应的档位信息,操作简便且可靠性高。
步骤S130:根据获取的档位信息对自行车进行档位调节。
具体地,控制装置在获取得到档位信息后,可根据档位信息控制驱动装置对自行车的齿轮进行档位调节,实现对自行车的档位切换控制。
上述自行车调速控制方法,进行指纹扫描得到指纹扫描数据,从绑定存储的档位信息和指纹信息的数据中,获取与指纹扫描数据匹配的指纹信息所对应的档位信息。根据获取的档位信息对自行车进行档位调节。用户使用自行车骑行时,当环境发生变化可直接通过指纹扫描将自行车切换至所需要的档位,无需用户每次都手动进行档位调节,提高了自行车调速操作便利性。
在一个实施例中,自行车调速控制方法还可包括接收档位调节指令,并根据档位调节指令对自行车进行档位调节的步骤。
根据接收的档位调节指令进行档位调节,可以是在步骤S110之前,也可以是在步骤S130之后。具体地,可通过人机交互装置发送档位调节指令至控制装置,控制装置根据接收的档位调节指令进行档位调节操作。
用户可根据自身习惯或者实际所处环境的不同,利用指纹扫描或人机交互装置对自行车进行档位调节,进一步提高了自行车调速操作的便利性。
进一步地,在一个实施例中,步骤S130之后,自行车调速控制方法还可包括显示当前档位信息的步骤。
具体地,控制装置在每次进行档位切换控制后,可通过显示屏显示当前档位信息,以便于用户知晓自行车所处档位以及进行换挡操作。通过显示屏显示当前档位信息的具体方式并不唯一,可以是以文字或预设图形的形式进行显示。
本实施例中,通过实时显示自行车当前档位以便用户查看,以便用户结合当档位进行调速操作,进一步提高了自行车调速操作便利性。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。