CN110562371A - 车辆控制系统及其控制方法 - Google Patents

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CN110562371A CN201810473507.7A CN201810473507A CN110562371A CN 110562371 A CN110562371 A CN 110562371A CN 201810473507 A CN201810473507 A CN 201810473507A CN 110562371 A CN110562371 A CN 110562371A
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Abstract

提供了车辆控制系统及其控制方法。所提供的车辆控制系统,包括控制部件与压力传感器,压力传感器识别踏板的压力;所述控制部件获取压力传感器提供的压力指示信号,并且响应于压力指示信号指示的压力大于第一阈值而产生驱动车辆前进的信号。

Description

车辆控制系统及其控制方法
技术领域
本申请涉及车辆的控制,特别地,涉及通过识别用户的脚部动作来控制车辆。
背景技术
传统的车辆控制方式是使用方向盘、操作杆或手柄控制车辆。需要用户用手操纵车辆。在电动平衡车、独轮车、平板车等新型代步工具中,如果使用传统的车辆控制方式会导致操纵系统的机械复杂程度增加,并提高车辆的重量、体积和成本。且在行驶过程中用户双手始终被占用,很难再进行其它行动,从而为用户带来不便。上肢残疾或有上肢功能障碍的用户也难以用传统的车辆控制方式操作车辆。新型代步工具常使用腿部控制的方式。
中国专利申请CN201620186580.2公开了体感电动代步车。中国专利申请CN201520755133.X公开的代步跟随机器人。
以平板车为例,现有技术展示其了控制方式。图1展示了平板车的示意图。平板车包括车体120,同车体耦合的多个轮子(110、112)。为使车辆平衡稳定行驶,设置3个、4个或更多的轮子。车体120上设置有动力的能源与控制部件。动力单元驱动轮子前进与停止。控制部件通过控制动力单元而使平板车加速、减速或停止。控制部件还控制一个或多个轮子的转向。车体120上设置有踏板150,用于承载用户或其他物体。踏板中设置一个或多个传感器(162、164),传感器感知用户脚部给对传感器的压力,并转换为电信号提供给控制部件。控制部件基于传感器提供的压力信号,识别用户脚部的动作,并对平板车的运动实施控制。
图2展示了平板车的控制系统的示意图。图2的视角是沿图1的A方向观察平板车,以及根据图2的箭头所指示的,朝上的方向是平板车的用户的前方(平板车前进方向)。平板车的踏板呈矩形,在踏板上靠近四角的方向,分别设置了压力传感器。适当地选择传感器的位置,使得用户在平板车上(朝向箭头所指的前方)站立时,左脚基本上覆盖传感器S1与传感器S3,而右脚基本上覆盖传感器S2与S4。用S1、S2、S3与S4也指示分别从传感器S1、传感器S2、传感器S3与传感器S4所感知的压力。控制部件采集从各个传感器采集的压力数据,并对平板车实施控制。
表1展示了控制部件根据从传感器采集的压力数据而控制平板车的方式。其中T1、T2、T3与T4为阈值。T1、T2、T3与T4可为相同或不同的值。可选地,T1与T2相同,而T3与T4相同。当用户重心前移,体重更多的分布于前脚掌,从而传感器S1与传感器S2输出更大的压力数据。依据(S1+S2)-(S3+S4)>T1,识别出用户重心前移,从而控制部件驱动平板车前进。反之,若识别出用户重心后移,则控制车辆减速或停止。
当用户将重心移向体侧,例如左侧或右侧时,控制部件相应地控制平板车左转或右转。例如,依据(S1+S3)-(S2+S4)>T3,识别出用户重心左移,从而控制部件驱动平板车左转。
条件 动作
(S1+S2)-(S3+S4)>T1 加速
(S1+S2)-(S3+S4)<T2 减速至停止
(S1+S3)-(S2+S4)>T3 左转弯
(S1+S3)-(S2+S4)<T4 右转弯
表1
发明内容
现有技术的车辆控制方案可能存在如下缺点。
(1)正常行驶时需保持重心前倾状态,长时间保持此状态导致用户腿部容易疲劳。
(2)在斜坡上行驶时,用户身体仍保持垂直于水平面(而不是垂直于踏板平台),导致重心位置改变(后移),为使平板车保持前进,用户需要增加身体前倾幅度,腿部会更容易疲劳。
(3)上车时用户一只脚先上,下车时一只脚先下,两种情形均会导致重心偏移,控制部件错误识别用户意图,可能导致意想不到的加速或转弯。
(4)为了减速或刹车,用户需重心后仰,然而高速前进时,用户容易产生心理上的恐惧感而不敢后仰,导致无法平滑刹车。
(5)在车速改变时,由于惯性导致用户重心变化,且重心变化的方向与用户的意图相反,例如起步时用户重心前倾希望加速,而平板车相应加速时,由于惯性用户重心会向后移,将导致控制器误认为用户希望减速,从而影响用户对平板车的控制。
根据本申请的实施例,希望克服或改进上述缺点中的一种或多种。并获得下列技术效果中的一项或多项。
(1)车辆正常行驶状态以及上下坡时,用户均保持轻松正立。
(2)能尽量准确地排除直线加速、减速及高速过弯时惯性引起的用户动作导致的对平板车操作的干扰。
(3)低速或停止状态下,车辆等待用户处于正立平衡状态后才可加速,使用户可以平稳上下车。
根据本申请的第一方面,提供了根据本申请第一方面的第一车辆控制系统,包括控制部件与压力传感器,压力传感器识别踏板的压力;所述控制部件获取压力传感器提供的压力指示信号,并且响应于压力指示信号指示的压力大于第一阈值而产生驱动车辆前进的信号。
根据本申请第一方面的第一车辆控制系统,提供了根据本申请第一方面的第二车辆控制系统,其中控制部件响应于压力指示信号指示的压力大于第一阈值而启动计时器,响应于压力指示信号指示的压力小于第二阈值而停止计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值而产生驱动车辆前进的信号。
根据本申请第一方面的第一或第二车辆控制系统,提供了根据本申请第一方面的第三车辆控制系统,其中控制部件响应于压力指示信号指示的压力小于第二阈值而产生驱动车辆减速的信号。
根据本申请第一方面的第一至第三车辆控制系统之一,提供了根据本申请第一方面的第四车辆控制系统,还包括第二压力传感器,其中控制部件获取第二压力传感器提供的第二压力指示信号,并且响应于第二压力指示信号指示的压力小于第二阈值而产生驱动车辆减速的信号。
根据本申请第一方面的第一至第四车辆控制系统之一,提供了根据本申请第一方面的第五车辆控制系统,其中第一阈值和/或第二阈值,是所有压力传感器所承受的压力和和/或踏板相对水平面的倾角的函数。
根据本申请的第一方面的第一至第五车辆控制系统,提供了根据本申请第一方面的第六车辆控制系统,其中响应于压力指示信号指示的压力不大于第一阈值而产生锁定车辆的信号。
根据本申请第一方面的第一或第三车辆控制系统,提供了根据本申请第一方面的第七车辆控制系统,其中控制部件响应于压力指示信号指示的压力小于第二阈值且所述车辆的速度接近于0而产生锁定车辆的信号。
根据本申请第一方面的第六或第七车辆控制系统,提供了根据本申请第一方面的第八车辆控制系统,其中锁定车辆的信号指示车轮的转速应为0,从而限制车轮转动。
根据本申请第一方面的第六至第八车辆控制系统,提供了根据本申请第一方面的第九车辆控制系统,其中控制部件响应于压力指示信号指示的压力不大于第一阈值而启动计时器,响应于压力指示信号指示的压力小于第二阈值而停止计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值而产生锁定车辆的信号。
根据本申请的第二方面,提供了根据本申请第二方面的第一车辆控制系统,包括控制部件与多个压力传感器,压力传感器识别踏板的压力;所述控制部件识别多个压力传感器所承受的压力,并且响应于多个压力传感器的任何一个压力传感器所承受的压力均大于第一阈值,而产生驱动车辆加速的信号。
根据本申请第二方面的第一车辆控制系统,提供了根据本申请第二方面的第二车辆控制系统,其中,所述控制部件响应于多个压力传感器的至少一个压力传感器所承受的压力小于第二阈值,而产生驱动车辆减速的信号。
根据本申请第二方面的第二车辆控制系统,提供了根据本申请第二方面的第三车辆控制系统,其中所述第一阈值大于所述第二阈值,或者所述第一阈值等于所述第二阈值。
根据本申请第二方面的第一至第三车辆控制系统之一,提供了根据本申请第二方面的第四车辆控制系统,其中控制部件响应于多个压力传感器的任何一个压力传感器所承受的压力均大于第一阈值而启动计时器,响应于多个压力传感器的至少一个压力传感器所承受的压力小于第二阈值而停止计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值才产生驱动车辆加速的信号。
根据本申请第二方面的第四车辆控制系统,提供了根据本申请第二方面的第五车辆控制系统,其中控制部件响应于多个压力传感器的至少一个压力传感器所承受的压力小于第二阈值而停止计时器,并使计时器清零。
根据本申请第二方面的第一至第五车辆控制系统之一,提供了根据本申请第二方面的第六车辆控制系统,其中所述多个压力传感器包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器与第四压力传感器,其中第一压力传感器与第三压力传感器被设置于对应正向站立在车辆上的用户的左脚位置,而第二压力传感器与第四压力传感器被设置于对应正向站立在车辆上的用户的右脚位置;所述控制部件响应于识别第一压力传感器与第三压力传感器所承受的压力的和,减去第二压力传感器与第四传感器所承受压力的和,所得到的差大于第三阈值,而启动计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值产生驱动车辆左转的信号。
根据本申请第二方面的第六车辆控制系统,提供了根据本申请第二方面的第七车辆控制系统,其中,所述控制部件响应于识别第一压力传感器与第三压力传感器所承受的压力的和,减去第二压力传感器与第四传感器所承受压力的和,所得到的差小于第四阈值,而启动计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值产生驱动车辆右转的信号。
根据本申请第二方面的第六或第七车辆控制系统,提供了根据本申请第二方面的第八车辆控制系统,其中第一阈值、第二阈值、第三阈值和/或第四阈值,是所有压力传感器所承受的压力和、踏板相对水平面的倾角、和/或压力传感器在踏板上的位置的函数。
根据本申请的第三方面,提供了根据本申请第三方面的第一车辆控制系统,包括控制部件与多个压力传感器,压力传感器识别踏板的压力;所述控制部件识别多个压力传感器所承受的压力,并且响应于多个压力传感器的任何一个压力传感器所承受的压力均大于各自的阈值,而产生驱动车辆加速的信号。
根据本申请第三方面的第一车辆控制系统,提供了根据本申请第三方面的第二车辆控制系统,其中,压力传感器各自的阈值是所有压力传感器所承受的压力和、踏板相对水平面的倾角、和/或压力传感器在踏板上的位置的函数。
根据本申请第三方面的第一或第二车辆控制系统,提供了根据本申请第三方面的第三车辆控制系统,其中,控制部件响应于多个压力传感器的任何一个压力传感器所承受的压力小于指定阈值,而产生驱动车辆减速的信号。
根据本申请第三方面的第一至第三车辆控制系统之一,提供了根据本申请第三方面的第四车辆控制系统,其中控制部件响应于多个压力传感器的任何一个压力传感器所承受的压力均大于各自的阈值而启动计时器,响应于多个压力传感器的至少压力传感器所承受的压力小于阈值值而停止计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值而产生驱动车辆加速的信号。
根据本申请的第四方面,提供了根据本申请第四方面的第一车辆控制系统,包括控制部件、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器与第四压力传感器,压力传感器识别踏板的压力;所述控制器识别第一压力传感器所承受的压力与第三压力传感器所承受的压力的差小于第一阈值,并且第二压力传感器所承受的压力与第四压力传感器所承受的压力的差大于第二阈值,而产生驱动车辆向第一方向转弯的信号。
根据本申请第四方面的第一车辆控制系统,提供了根据本申请第四方面的第二车辆控制系统,其中所述控制器识别第一压力传感器所承受的压力与第三压力传感器所承受的压力的差大于第三阈值,并且第二压力传感器所承受的压力与第四压力传感器所承受的压力的差小于第四阈值,而产生驱动车辆向第二方向转弯的信号。
根据本申请第四方面的第二车辆控制系统,提供了根据本申请第四方面的第三车辆控制系统,其中第一阈值等于第四阈值,并且第二阈值等于第三阈值。
根据本申请第四方面的第一至第三车辆控制系统之一,提供了根据本申请第四方面的第四车辆控制系统,其中第一方向是向左的方向;所述第一压力传感器被设置于对应正向站立在车辆上的用户的左脚前掌位置;所述第二压力传感器被设置于对应正向站立在车辆上的用户的右脚前掌位置;所述第三压力传感器被设置于对应正向站立在车辆上的用户的左脚脚跟位置;以及所述第四压力传感器被设置于对应正向站立在车辆上的用户的右脚脚跟位置。
根据本申请第四方面的第二或第三车辆控制系统之一,提供了根据本申请第四方面的第五车辆控制系统,其中第二方向是向右的方向。
根据本申请第四方面的第一至第五车辆控制系统之一,提供了根据本申请第四方面的第六车辆控制系统,其中控制部件响应于第一压力传感器所承受的压力与第三压力传感器所承受的压力的差小于第一阈值,并且第二压力传感器所承受的压力与第四压力传感器所承受的压力的差大于第二阈值而启动计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值而产生驱动车辆向第一方向转弯的信号。
根据本申请第四方面的第一至第六车辆控制系统之一,提供了根据本申请第四方面的第七车辆控制系统,其中控制部件响应于第一压力传感器所承受的压力与第三压力传感器所承受的压力的差大于第三阈值,并且第二压力传感器所承受的压力与第四压力传感器所承受的压力的差小于第四阈值而启动计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值而产生驱动车辆向第二方向转弯的信号。
根据本申请第四方面的第一至第五车辆控制系统之一,提供了根据本申请第四方面的第八车辆控制系统,其中第一传感器与第三传感器构成第一组传感器,第二传感器与第四传感器构成第二组传感器;第一组压力传感器所承受的压力的第一和,以及第二组压力传感器所承受的压力的第二和,所述控制部件响应于第一和与第二和的任何一个都大于第五阈值,而产生驱动车辆前进的信号。
根据本申请第四方面的第八车辆控制系统,提供了根据本申请第四方面的第九车辆控制系统,其中控制部件响应于第一和与第二和的任何一个都大于第五阈值而启动计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值而产生驱动车辆前进的信号。
根据本申请第四方面的第八或第九车辆控制系统,提供了根据本申请第四方面的第十车辆控制系统,其中所述控制部件响应于第一和与第二和的任何一个小于第六阈值,而产生驱动车辆减速的信号。
根据本申请第四方面的第八至第十车辆控制系统之一,提供了根据本申请第四方面的第十一车辆控制系统,其中所述第五阈值大于所述第六阈值。
根据本申请第四方面的第八至第十一车辆控制系统之一,提供了根据本申请第四方面的第十二车辆控制系统,其中第一组压力传感器被设置于对应正向站立在车辆上的用户的左脚位置;第二组压力传感器被设置于对应正向站立在车辆上的用户的右脚位置。
根据本申请的第五方面,提供了根据本申请第五方面的第一车辆控制系统,包括控制部件与可转动踏板,所述控制器识别可转动踏板相对于初始位置旋转的角度和/或方向,并根据识别的角度和/或方向产生驱动车辆转向的信号。
根据本申请第五方面的第一车辆控制系统,提供了根据本申请第五方面的第二车辆控制系统,其中所述可转动踏板转动的方向同所述控制部件驱动车辆转向的方向一致。
根据本申请第五方面的第一或第二车辆控制系统,提供了根据本申请第五方面的第三车辆控制系统,还包括第二可转动踏板;所述控制部件识别第二可转动踏板相对于初始位置旋转的角度和/或方向,并根据识别的第二可转动踏板相对于初始位置旋转的角度和/或方向产生驱动车辆转向的信号。
根据本申请第五方面的第一至第三车辆控制系统,提供了根据本申请第五方面的第四车辆控制系统,其中可转动踏板被设置于对应用户脚部的位置。
根据本申请第五方面的第一至第四车辆控制系统,提供了根据本申请第五方面的第五车辆控制系统,还包括压力传感器;所述控制部件获取压力传感器提供的压力指示信号,并且响应于压力指示信号指示的压力大于第一阈值而产生驱动车辆加速的信号。
根据本申请第五方面的第五车辆控制系统,提供了根据本申请第五方面的第六车辆控制系统,其中控制部件响应于压力指示信号指示的压力大于第一阈值而启动计时器,响应于压力指示信号指示的压力小于第二阈值而停止计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值而产生驱动车辆前进的信号。
根据本申请第五方面的第五或第六车辆控制系统,提供了根据本申请第五方面的第七车辆控制系统,其中控制部件响应于压力指示信号指示的压力小于第二阈值而产生驱动车辆减速的信号。
根据本申请第五方面的第五至第七车辆控制系统,提供了根据本申请第五方面的第八车辆控制系统,还包括第二压力传感器,其中控制部件获取第二压力传感器提供的第二压力指示信号,并且响应于第二压力指示信号指示的压力小于第二阈值而产生驱动车辆减速的信号。
根据本申请的第六方面,提供了根据本申请第六方面的第一车辆控制系统,包括控制部件与开关阵列,所述控制部件识别开关阵列中的一个或多个被按压而闭合的开关的组合而产生驱动车辆转向的信号。
根据本申请第六方面的第一车辆控制系统,提供了根据本申请第六方面的第二车辆控制系统,所述控制部件识别开关阵列中的多个被按压而闭合的开关所形成的图案而产生驱动车辆转向的信号。
根据本申请第六方面的第二车辆控制系统,提供了根据本申请第六方面的第三车辆控制系统,其中所述开关阵列被设置于对应正向站立在车辆上的用户的脚的位置。
根据本申请第六方面的第二或第三车辆控制系统,提供了根据本申请第六方面的第四车辆控制系统,其中所述图案指示了用户的脚的朝向,以及所述控制部件响应于识别用户的脚的朝向而产生驱动车辆向对应脚的朝向的方向转向的信号。
根据本申请第六方面的第二至第四车辆控制系统之一,提供了根据本申请第六方面的第五车辆控制系统,还包括一个或多个第二开关;所述控制部件响应于识别第二开关处于闭合状态,而产生驱动车辆前进的信号。
根据本申请第六方面的第五车辆控制系统,提供了根据本申请第六方面的第六车辆控制系统,其中所述第二开关被设置于对应正向站立在车辆上的用户的脚的位置。
根据本申请第六方面的第二至第四车辆控制系统之一,提供了根据本申请第六方面的第七车辆控制系统,还包括压力传感器,所述控制部件获取压力传感器提供的压力指示信号,并且响应于压力指示信号指示的压力大于第一阈值而产生驱动车辆加速的信号。
根据本申请第六方面的第七车辆控制系统,提供了根据本申请第六方面的第八车辆控制系统,其中所述压力传感器被设置于对应正向站立在车辆上的用户的脚的位置。
根据本申请第六方面的第七或第八车辆控制系统,提供了根据本申请第六方面的第九车辆控制系统,其中控制部件响应于压力指示信号指示的压力大于第一阈值而启动计时器,响应于压力指示信号指示的压力小于第二阈值而停止计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值而产生驱动车辆前进的信号。
根据本申请第六方面的第七至第九车辆控制系统之一,提供了根据本申请第六方面的第十车辆控制系统,其中控制部件响应于压力指示信号指示的压力小于第二阈值而产生驱动车辆减速的信号。
根据本申请第六方面的第二至第九车辆控制系统之一,提供了根据本申请第六方面的第十一车辆控制系统,还包括第二压力传感器,其中控制部件获取第二压力传感器提供的第二压力指示信号,并且响应于第二压力指示信号指示的压力小于第二阈值而产生驱动车辆减速的信号。
根据本申请的第七方面,提供了根据本申请第七方面的第一车辆控制系统,包括控制部件、具有透光孔的第一面板与第二面板,以及同一个或多个透光孔的位置对应的一个或多个感光器件,感光器件感知通过透光孔透过的光线,控制部件通过感光器件提供的信号识别被遮挡的一个或多个透光孔来驱动车辆。
根据本申请第七方面的第一车辆控制系统,提供根据本申请第七方面的第二车辆控制系统,其中所述控制器依据第一透光孔被遮挡来驱动车辆前进或加速。
根据本申请第七方面的第一或第二车辆控制系统,提供根据本申请第七方面的第三车辆控制系统,其中所述控制器依据第二透光孔被遮挡来驱动车辆减速或停止。
根据本申请第七方面的第一至第三车辆控制系统之一,提供了根据本申请第七方面的第四车辆控制系统,其中第一方向是向左的方向;多个第三透光孔被设置于对应正向站立在车辆上的用户的左脚位置;所述控制器依据一个或多个第三透光孔被遮挡来驱动车辆向第一方向转弯。
根据本申请第七方面的第四车辆控制系统,提供了根据本申请第七方面的第五车辆控制系统,其中第二方向是向右的方向;多个第四透光孔被设置于对应正向站立在车辆上的用户的右脚位置;所述控制器依据一个或多个第四透光孔被遮挡来驱动车辆向第二方向转弯。
根据本申请第七方面的第一至第五车辆控制系统之一,提供了根据本申请第七方面的第六车辆控制系统,其中所述控制部件识别透光孔中的被遮挡的所形成的图案而产生驱动车辆前进、后退、加速、减速和/或转向的信号。
根据本申请第七方面的第六车辆控制系统,提供了根据本申请第七方面的第七车辆控制系统,其中所述图案指示了用户的脚的朝向,以及所述控制部件响应于识别用户的脚的朝向而产生驱动车辆向对应脚的朝向的方向转向的信号。
根据本申请第七方面的第一车辆控制系统,提供根据本申请第七方面的第八车辆控制系统,其中所述控制器依据多个第五透光孔中被遮挡的第五透光孔的数量大于第一阈值而驱动车辆前进或加速。
根据本申请第七方面的第八车辆控制系统,提供根据本申请第七方面的第九车辆控制系统,其中所述控制器依据多个第五透光孔中被遮挡的第五透光孔的数量不大于第二阈值而驱动车辆减速或停止,其中第二阈值小于或等于第一阈值。
根据本申请第七方面的第一至第九车辆控制系统之一,提供根据本申请第七方面的第十车辆控制系统,其中所述控制器依据一个或多个透光孔被遮挡来启动计时器,依据该一个或多个透光孔未被遮挡来停止计时器,控制部件响应于计时器记录的时间超过时间阈值而产生驱动车辆的信号。
根据本申请第七方面的第九车辆控制系统,提供根据本申请第七方面的第十一车辆控制系统,其中所述控制器依据被遮挡的第五透光孔的数量大于第一阈值来启动计时器,依据多个第五透光孔中被遮挡的第五透光孔的数量小于第二阈值而停止计时器,控制部件响应于计时器记录的时间超过时间阈值而产生驱动车辆的信号。
根据本申请第八方面,提供了根据本申请第八方面的车辆,包括车体、踏板、驱动单元与根据本申请第一方面至第七方面之一的任何一种车辆控制系统,踏板设置于车体之上。
根据本申请的第九方面,提供了根据本申请第九方面的第一车辆控制方法,包括获取压力指示信号,并且响应于压力指示信号指示的压力大于第一阈值而产生驱动车辆前进的信号。
附图说明
当连同附图阅读时,通过参考后面对示出性的实施例的详细描述,将最佳地理解本发明以及优选的使用模式和其进一步的目的和优点,其中附图包括:
图1展示了平板车的示意图;
图2展示了平板车的控制系统的示意图;
图3展示了根据本申请又一实施例的平板车控制系统硬件;
图4展示了根据本申请另一实施例的平板车控制系统硬件;以及
图5展示了根据本申请依然另一实施例的平板车控制系统硬件。
具体实施方式
根据本申请的实施例,利用图2展示的平板车控制系统硬件,并使用表2的控制方式。其中T3、T4、T5与T6为阈值。T3、T4、T5与T6可为相同或不同的值。可选地,T3与T4相同,而T5与T6相同。
根据表2,当平板车上的所有压力传感器指示的压力都大于阈值(T5)时,控制部件指示平板车前进。所有压力传感器的压力都大于阈值,意味着用户已经在平板车上站稳,且身体基本处于正值状态。对于在用户上下车过程的情形,当用户一只脚踏在平板车上,而另一只脚准备向踏板上移动时,由于该另一只脚没有给压力传感器足够的压力,不满足所有压力传感器指示的压力大于阈值的条件,控制部件不会驱动平板车前进。从而保证了用户上车过程的安全与对车辆的有效控制。进一步地,当不满足所有压力传感器指示的压力大于阈值的条件,控制部件锁定平板车,从而确保平板车不会发生移动。以便于用户登上平板车。
可以理解地,当平板车被启动后,直接进入锁定状态,控制部件锁定平板车。仅有当检测到用户提供的具有“加速”或“前进”语义的命令,控制部件才解除对平板车的锁定,而驱动平板车前进。作为举例,也参看表2,用户通过使平板车上的所有压力传感器指示的压力都大于阈值(T5)来提供具有“加速”或“前进”语义的命令。
可选地,控制部件还耦合有计时器。控制部件进一步识别平板车上的所有压力传感器指示的压力都大于阈值(T5)且保持的时间也大于时间阈值(T7),才驱动平板车前进。时间阈值(T7)是例如1秒或3秒时间。进一步可选地,控制部件检测到平板车上的所有压力传感器指示的压力都大于阈值(T5)后,开启语音提示,例如通过语音倒计时(例如3秒),并在倒计时结束(达到时间阈值(T7))时,驱动平板车前进。以此方式,用户能意识到平板车的预期动作,获得更好的使用体验。可选地,在平板车开始前进之前,控制部件锁定平板车,以便于用户登上平板车。在依然可选的实施方式中,时间阈值(T7)与平板车的当前速度有关。平板车的当前速度越小,则时间阈值(T7)越大。这意味着平板车从静止状态启动需要更多准备时间(较大的时间阈值T7),而从中速状态再加速只需较少的准备时间(较小的时间阈值T7)。
进一步地,响应压力传感器指示的压力小于阈值(Te)而停止计时器,以及响应于响应压力传感器指示的压力再次大于阈值(T5)而再次启动计时器。例如,阈值(Te)等于阈值(T5)或者小于阈值(T5)。
可选地,响应压力传感器指示的压力小于阈值(Te)而停止计时器,并使计时器清零。依然可选地,对于偶然的或短时间的压力传感器指示的压力小于阈值(Te),停止计时器而不清零计时器,或者既不停止计时器也不清零计时器。从而避免用户因脚部抖动或颠簸而引起计时器清零。
在可选的实施方式中,当平板车处于前进状态,仅当接收到用户提供的指示“减速”或“停止”的命令,控制部件才驱动平板车减速或停止,否则平板车保持当前的前进状态。从而避免因道路点颠簸,用户身体位置调整等意外因素,引起平板车状态变化。
继续参看表2,当用户希望减速或下车时,通过翘起一只脚的脚尖或脚跟,抬起一只脚等方式,表达要减速或停车的意图,或提供具有“减速”或“停止”语义的命令。控制部件识别平板车上的任何一个压力传感器指示的压力小于阈值(T6)时,控制部件指示平板车减速。以及若平板车的任何一个压力传感器指示的压力持续小于阈值(T6),控制部件指示平板车持续减速,直到车辆停止。车辆停止后,用户将之前保持在翘起或抬起状态的脚迈向地面(平板车外部),继而再将另一只脚迈向地面,以完成下车动作。而在用户下车过程中,平板车上的任何一个压力传感器指示的压力小于阈值(T6)的条件始终满足,控制部件将使平板车保持在停止状态,而不会加速,从而确保了用户的安全。
可选地,当平板车的速度减到0,控制部件即锁定平板车。除非接收到用户提供的具有“加速”或“前进”语义的命令,控制部件不会解除对平板车的锁定。在一定例子中,通过将平板车的车轮的转速限制为0来锁定平板车。通过例如刹车装置来禁锢车轮。在平板车车轮被锁定时,主要外界施加给平板车的推力不超过阈值,则车轮不会发生转动。而当收到用户提供的具有“加速”或“前进”语义的命令,控制部件解除对平板车的锁定并驱动车轮转动。
在可选地或进一步的例子中,控制部件驱动平板车匀速行驶,即使遇到上坡、下坡、平板车被外力推动等情况,控制部件也使平板车保持匀速行驶。除非接收到用户提供的具有“加速”或“减速”语义的命令,控制部件才使平板车加速或减速。
进一步地,用户通过翘起或抬起脚的程度来指示减速的快慢。例如,控制部件识别出指示压力值最小的传感器,比较该最小的压力值与阈值(T6)的差,根据该最小的压力值与阈值(T6)的差确定减速的快慢。例如,若该最小压力值为0(意味着用户的一只脚完全抬起或翘起),控制部件以最大的幅度减速(最快减速),若该最小压力值略小于阈值(T6),控制部件以较小或最小的幅度减速。可选地,将该最小的压力值与阈值(T6)的差的不同区间量化为多个等级,每个等级同减速的快慢(为负的加速度值)对应。
可选地,阈值T5和/或T6取相对较小的值,使得上下坡或转弯时“远离”用户重心一侧的一个或多个传感器的值均能大于T5和/或T6。例如,当坡度为30度时,用户给踏板的压力减少到用户重力的cos(π/6),对于图2中采用4个压力传感器的方案,每个压力传感器承受的压力变为W*cos(π/6)/4,其中W为用户体重。作为举例,将阈值T5和/或T6设置为W*cos(π/6)/40,其中用户体重W取值范围可以为25-100公斤。
依然可选地,根据用户对踏板的压力和/或踏板同水平面的角度等确定阈值T5和/或T6。令踏板相对于水平面的角度为pitch,踏板所承受的压力为pressure。通过设置在平板车上的陀螺仪识别踏板相对于水平面的角度pitch,而通过踏板上的所有压力传感器指示的压力的和来得到踏板所承受的压力pressure。可选地,不使用陀螺仪,而将踏板相对于水平面的角度pitch始终设置为0。在一个例子中,将阈值T5和/或T6设置为压力Pressure*k,其中k为系数,例如0.1。压力Pressure随踏板相对于地面的夹角变化而变化,从而即使在上坡、下坡等不同路况下,也能有效地通过用户对踏板的压力识别用户的操作平板车的意图。
可选地,将阈值T5和/或T6设置为cos(pitch)*C与pressure*k的较大者,其中C是常数,在平板车出厂时设定。cos(pitch)*C为阈值T5和/或T6提供的最小值,例如,在踏板与地面夹角pitch为0时,该最小值为例如5公斤物体产生的压力。从而当平板车上没有站人时,通过pressure*k计算出的结果趋近于0,在此情况下,由cos(pitch)*C决定阈值T5和/或T6的取值,以避免未站人的平板车前进或加速。
依然可选地,通过机器学习部件处理作为输入的踏板相对于水平面的角度为pitch与踏板所承受的压力为pressure,并输出阈值T5和/或T6。
依然可选地,为各个压力传感器设置不同的阈值。人在站立时,脚前掌与脚后跟所承受的压力可能不同,左脚与右脚所承受的压力也可能不同。例如,在压力传感器S1指示的压力大于阈值T21,压力传感器S2指示的压力大于阈值T22,压力传感器S3指示的压力大于T23,而压力传感器S4指示的压力大于阈值T24时,控制部件指示平板车前进。进一步地,上面提到的各个阈值(T21、T22、T23和/或T24)是同踏板相对于水平面的角度pitch、踏板上的所有压力传感器指示的压力的和来得到踏板所承受的压力pressure,和/或压力传感器所在的位置(对应用户左脚、右脚、脚前掌或脚跟)相关的函数。一般地,人在站立时,脚后跟所承受的压力大于脚签章所承受的压力,右脚所承受的压力大于左脚所承受的压力。从而选择阈值T22大于阈值T21,阈值T23大于阈值T21,阈值T24大于阈值T22。
根据本申请的实施例,用户最后踩下的压力传感器相当于油门,用户踩下该压力传感器即使平板车加速,用户减少对该压力传感器施加的力(例如抬起脚)即使平板车减速。从而用户将已经熟悉的车辆驾驶习惯应用于驱动平板车,并且根据自己的习惯把任何一个压力传感器当成油门使用。以此方式降低了用户对使用平板车的学习成本,提高了用户体验。
继续参看表2,根据本申请的实施例,当用户将重心移向体侧,例如左侧或右侧时,控制部件相应地控制平板车左转或右转。例如,依据(S1+S3)-(S2+S4)>T3,识别出用户重心左移,从而控制部件驱动平板车左转。类似地,依据(S1+S3)-(S2+S4)<T4,识别出用户重心右移,从而控制部件驱动平板车右转。可选地或进一步地,用户通过改变重心的位置来表达“左转”或“右转”的语义,例如使(S1+S3)-(S2+S4)>T3来表达左转语义。作为响应,控制部件驱动平板车转弯。以及当用户不再提供具有“左转”或“右转”的语义的命令,控制部件驱动平板车恢复转弯前的状态,例如前进状态。
可以理解地,转弯的动作同减速的动作可能重叠。例如,用户重心左移,使得对应于右脚的压力传感器(S2和/或S4)上受到的压力变小,控制部件可能识别出用户意图左转。而随着对应于右脚的压力传感器(S2和/或S4)上受到的压力进一步变小,甚至小于阈值(T6),则控制部件识别用户意图减速或停车。为更准确的识别用户意图,控制部件识别用户重心左偏或右偏保持一定时间,才驱动平板车转弯。例如,控制部件在识别出(S1+S3)-(S2+S4)>T3,还启动计时器。若计时器指示在时间阈值(T8)后(例如,1秒或3秒),(S1+S3)-(S2+S4)>T3依然成立且没有任何一个压力传感器指示的压力小于阈值(T6),则控制部件才驱动平板车左转。若计时器指示在时间阈值(T8)内,虽然(S1+S3)-(S2+S4)>T3成立但有任何一个压力传感器指示的压力小于阈值(T6),则控制部件驱动平板车减速。对于右转动作,采用类似的控制方式。
条件 动作
min{S1,S2,S3,S4}>T5 加速
min{S1,S2,S3,S4}<T6 减速至停止
(S1+S3)-(S2+S4)>T3 左转弯
(S1+S3)-(S2+S4)<T4 右转弯
表2
虽然在图2中平板车踏板上布置了4个压力传感器,根据本申请的实施例,可采用其他数量的压力传感器。当平板车上的所有压力传感器指示的压力都大于阈值(T5)时,控制部件指示平板车前进。当平板车上的任何一个压力传感器指示的压力小于阈值(T6)时,控制部件指示平板车减速。以及平板上的压力传感器被分为两组,分别是用于用户左脚的压力传感器,与用于用户右脚的压力传感器。当用于用户左脚的压力传感器指示的压力值的和,同用于用户右脚的压力传感器指示的压力值的和的差,大于阈值(T3)时,控制部件指示平板车左转。当用于用户左脚的压力传感器指示的压力值的和,同用于用户右脚的压力传感器指示的压力值的和的差,小于阈值(T4)时,控制部件指示平板车右转。
根据本申请的又一实施例,利用图2展示的平板车控制系统硬件,并使用表3的控制方式。其中T9、T10、T11、T12、T13与T14为阈值。T9、T10、T11、T12、T13与T14可为相同或不同的值。可选地,T9与T10相同,T11与T13相同,T12与T14相同。依然可选地,T11、T12、T13与T14相同。
根据表3,用户平稳的站在平板车上,左脚与右脚均给平板车踏板足够的压力时,控制部件驱动平板车前进。例如,传感器S1与传感器S3接收用户左脚的压力,而传感器S2与传感器S4接收用户右脚的压力。当平板车对应于用户左脚的所有压力传感器感受的压力的和与平板车对应于用户左脚的所有压力传感器感受的压力的和均大于阈值(T9)时,控制部件驱动平板车前进。进一步地,当平板车对应于用户右脚的所有压力传感器感受的压力的和与平板车对应于用户左脚的所有压力传感器感受的压力的和均大于阈值(T9),且保持该状态的时间大于时间阈值(T15)时,控制部件驱动平板车前进。进一步地,当不满足左脚与右脚均给平板车踏板足够的压力的条件,控制部件锁定平板车,从而确保平板车不会发生移动。以便于用户登上平板车。
可以理解地,当平板车被启动后,直接进入锁定状态,控制部件锁定平板车。仅有当检测到用户提供的具有“加速”或“前进”语义的命令,控制部件才解除对平板车的锁定,而驱动平板车前进。作为举例,也参看表3,用户通过左脚与右脚均给平板车踏板足够的压力来提供具有“加速”或“前进”语义的命令。
在可选的实施方式中,当平板车处于前进状态,仅当接收到用户提供的指示“减速”或“停止”语义的命令,控制部件才驱动平板车减速或停止,否则平板车保持当前的前进状态。通过例如抬起一侧的脚,或者使一侧脚给平板车踏板的压力足够小,用户来向控制部件提供指示“减速”或“停止”语义的命令。依然可选地,当平板车的速度减到0,控制部件即锁定平板车。除非接收到用户提供的具有“加速”或“前进”语义的命令,控制部件不会解除对平板车的锁定,
依然根据表3,用户抬起一侧的脚,或者使一侧脚给平板车踏板的压力足够小时,控制部件驱动平板车减速或停止。例如,当平板车对应于用户左脚的所有压力传感器感受的压力的和,或者平板车对应于用户右脚的所有压力传感器感受的压力的和的任何一者小于阈值(T10)时,控制部件驱动平板车减速或停止。
可选地,控制部件还耦合有计时器。控制部件进一步识别用户左脚与右脚均给平板车踏板足够的压力且保持的时间也大于时间阈值,才驱动平板车前进。时间阈值是例如1秒或3秒时间。进一步可选地,控制部件还基于压力传感器指示的压力而开启语音提示,使用户能意识到平板车的预期动作,获得更好的使用体验。
依然可选地,根据用户对踏板的压力和/或踏板同水平面的角度等确定阈值T9和/或T10。
根据本申请的该又一实施例,用户最后站上平板车的脚所对应的压力传感器相当于油门,用户踩下这些压力传感器即使平板车加速,用户减少对这些压力传感器施加的力(例如抬起脚)即使平板车减速。从而用户将已经熟悉的车辆驾驶习惯应用于驱动平板车,并且根据自己的习惯把任何一个压力传感器当成油门使用。
现有技术的平衡车通过识别用户重心的方式来控制车辆转弯,并且反对用户通过转动上身的方式来控制车辆转弯(参看https://jingyan.baidu.com/article/546ae1851b3cd51148f28c70.html,“关于转弯:初学者都喜欢以转动上身的方法来进行转弯,但是那样的操作效果不好”)。然而,本申请的发明人认为,转动上身正是人类习惯的表达转身意图的方式,控制部件需要理解用户的这种意图,以提供更好的用户体验。
参看表3,控制部件识别用户向左转身和/或向右转身的动作来驱动平板车左转弯和/或右转弯。用作向左转动上身时,左脚前掌对踏板的压力下降,而右脚前掌对踏板的压力增大,以推动身体向左转动。控制部件识别左右脚的压力变化,当压力S1与压力S3的差小于阈值(T11)(左脚前脚掌对踏板压力下降)且压力S2与压力S4的差大于阈值(T12)(右脚前脚掌对踏板压力增加)时,驱动平板车左转弯。类似地,控制部件识别左右脚的压力变化,当压力S1与压力S3的差大于阈值
(T13)(左脚前脚掌对踏板压力增加)且压力S2与压力S4的差小于阈值(T14)(右脚前脚掌对踏板压力下降)时,驱动平板车右转弯。以此方式,当用户自然地作出向左转身或向右转身的动作时,控制部件驱动平板车相应地向左转弯或向右转弯。
可以理解地,对于压力S1与压力S3的差小于阈值(T11)且压力S2与压力S4的差大于阈值(T12)的条件,除了源于左脚前掌对踏板的压力下降而右脚前掌对踏板的压力增大,也可能源于重心移向左脚后掌,以左脚后掌为轴,右脚前掌推动身体绕轴向左转动,在此情况下,左脚前掌对踏板的压力的绝对值未必下降,而右脚前掌对踏板的压力的绝对值也未必上升。
条件 动作
min{S1+S3,S2+S4}>T9 加速
min{S1+S3,S2+S4}<T10 减速至停止
(S1-S3)<T11且(S2-S4)>T12 左转弯
(S1-S3)>T13且(S2-S4)<T14 右转弯
表3
所属领域技术人员依然将理解地,虽然以图2平板车为例描述了其控制系统,该控制系统同样适用于独轮车、平衡车等其他新型代步工具,以及该控制系统也适用于传统车辆。
图3展示了根据本申请又一实施例的平板车控制系统硬件。图3的视角是沿图1的A方向观察平板车,以及根据图3的箭头所指示的,朝上的方向是平板车的用户的前方(平板车前进方向)。平板车的踏板呈矩形,在踏板上对应于用户的一只脚的位置(例如,右脚),设置可转动踏板310。而踏板上对应于用户另一只脚的位置(例如,左脚)是固定踏板320。可选地,可转动踏板设置在对应于用户左脚的位置,而固定踏板设置在对应于用户右脚的位置。依然可选地,在对应于用户两只脚的位置,都设置可转动踏板。
继续参看图3,可转动踏板310可绕点O在踏板平面上旋转。进一步地,可转动踏板310旋转的幅度,被限制为顺时针和/或逆时针α度。可选地,对α取值进行限制,例如,不超过90,以避免用户受伤。控制部件识别可转动踏板310转动的角度及方向。
继续参看图3,在旋转踏板310上对应用户前脚掌的位置设有压力传感器S5。以及可选地,在固定踏板320上对应用户前脚掌的位置设有压力传感器S6。
在根据图3的实施例中,控制部件识别压力传感器S5或压力传感器S6指示的压力大于阈值而驱动平板车前进。从而压力传感器S5或压力传感器S6向用户提供的“油门”的语义,用户像操作汽车油门的方式操作压力传感器S5和/或压力传感器S6来驱动平板车前进。而可转动踏板310向用户提供了“方向盘”语义。控制部件根据可转动踏板310转动的角度和/或方向,驱动平板车转弯。
在根据图3的实施例中,用户对平板车的操作,与用户的重心位置无关。
可选地或进一步地,控制部件还耦合有计时器。控制部件进一步识别用户对压力传感器S5和/或压力传感器S6施加压力的时间大于时间阈值,才驱动平板车前进。时间阈值是例如1秒或3秒时间。可选地或进一步地,控制部件还识别可转动踏板310发生转动且保持时间大于时间阈值,才驱动平板车转向。进一步可选地,控制部件还基于压力传感器(S5和/或S6)指示的压力,和/或基于可转动踏板310发生的转动而开启语音提示,使用户能意识到平板车的预期动作,获得更好的使用体验。
图4展示了根据本申请另一实施例的平板车控制系统硬件。图4的视角是沿图1的A方向观察平板车,以及根据图4的箭头所指示的,朝上的方向是平板车的用户的前方(平板车前进方向)。平板车的踏板呈矩形,踏板上在对应于用户的两只脚的位置,分别设置有开关阵列410与开关阵列420。开关阵列420与开关阵列420各自包括多个开关(图4中由矩形方框指示)。当用户站在踏板上,用户的脚按压开关阵列,引起被按压的一个或多个开关改变状态,例如,从断开状态变为闭合状态。开关阵列410与开关阵列420的各个开关耦合到控制部件,控制部件获取开关阵列的各开关的状态,从而知晓开关阵列中的哪些开关被用户按压。以及控制部件知晓开关阵列的各个开关的位置,从而控制部件通过识别哪些开关被用户按压,获知用户脚部相对于踏板的位置和/或朝向。
参看图4,开关阵列410与开关420中,虚线椭圆内的由阴影所指示的开关因被按压而闭合。这些开关组成的椭圆形状指示了用户脚部在踏板上的位置与朝向。从而控制部件获知用户的左脚朝向前方踩在踏板上,而用户的右脚朝向右前方踩在踏板上。根据识别出用户的右脚朝向右前方,控制部件确定用户希望向右转弯,从而驱动平板车右转弯。以类似的方式,控制部件通过开关阵列的多个被用户按压的开关组成的图案,识别用户脚部的位置与朝向,并根据脚部的朝向,驱动平板车向相同的朝向转弯。例如,当用户的左脚和/或右脚,朝向偏右侧时,控制部件驱动平板车向右转弯,当用户的左脚和/或右脚朝向左侧时,控制部件驱动平板车向左转弯。依然可选地,控制部件根据用户右脚是否朝向右侧控制平板车是否向右转弯,而根据用户的左脚是否朝向左侧而控制平板车是否向左转弯。依然可选地,当用户两只脚的朝向一致时,控制部件才控制平板车向对应的方向转弯。
继续参看图4,在开关阵列中还设置有压力传感器S7和/或压力传感器S8。压力传感器S7与S8大体上设置于用户脚前掌在踏板上对应的位置(图4中由虚线矩形指示)。作为举例,压力传感器S7和/或压力传感器S8被用作油门。当用户通过脚前掌用力踩下压力传感器S7和/或压力传感器S8时,控制部件驱动平板车加速。
可选地,开关阵列中的各个开关也由压力传感器提供,通过设置阈值,将压力传感器指示的压力转换为开关断开或闭合的状态。
依然可选地,开关阵列中的开关由微动与弹簧的组合来提供。弹簧承载例如用户踩踏时的压力,并且被压缩。弹簧压缩达到指定位置时,触碰微动开关,引起微动开关状态改变(例如,开关闭合),而当弹簧未被压缩到指定位置时,微动开关断开。从而弹簧起到了监测压力阈值的作用。
参看表4,当平板车上的压力传感器S7与压力传感器S8指示的压力都大于阈值(T15)时,控制部件指示平板车加速或前进。若压力传感器S7与压力传感器S8的任何一者指示的压力小于阈值(T16)时,控制部件指示平板车减速或停止。其中阈值T15与阈值T16为相同或不同的值。
进一步地,当不满足压力传感器S7与压力传感器S8指示的压力都大于阈值(T15)的条件,控制部件锁定平板车,从而确保平板车不会发生移动。
依然可选地,当平板车的速度减到0,控制部件即锁定平板车。除非接收到户使压力传感器S7与压力传感器S8指示的压力都大于阈值(T15)的条件满足,否则控制部件不会解除对平板车的锁定。
可选地,若当平板车上的压力传感器S7与压力传感器S8指示的压力都持续大于阈值(T15),控制部件指示平板车持续加速;若压力传感器S7与压力传感器S8的任何一者指示的压力持续小于阈值(T16),控制部件指示平板车持续减速。
依然可选地,阈值T15大于阈值T16,当压力传感器S7与压力传感器S8指示的压力较小的一者处于T15与T16之间时,平板车保持当前的运动状态(静止或匀速运动)不变。
依然可选地,根据用户对踏板的压力和/或踏板同水平面的角度等确定阈值T15和/或T16。
条件 动作
min{S7,S8}>T15 加速
min{S7,S8}<T16 减速至停止
表4
可选地,压力传感器S7被用作油门,而压力传感器S8被用作刹车。控制部件识别出压力传感器S7被用户用力踩下时,驱动平板车前进或加速。控制部件识别出压力传感器S8被用户用力踩下时,驱动平板车减速或停止。依然可选地,控制部件依据压力传感器指示的压力大小,控制平板车加速度的大小,或者刹车的强弱。
依然可选地,当平板车的速度减到0,控制部件即锁定平板车。除非接收到户按下油门的指示,否则控制部件不会解除对平板车的锁定。
可选地或进一步地,控制部件还耦合有计时器。控制部件进一步识别用户对压力传感器S7和/或压力传感器S8施加压力的时间大于时间阈值,才驱动平板车前进。可选地或进一步地,控制部件还通过开关阵列识别用户脚部朝左或朝右且保持时间大于时间阈值,才驱动平板车转向。进一步可选地,控制部件还基于压力传感器指示的压力,和/或通过开关阵列识别的脚部朝向而开启语音提示,使用户能意识到平板车的预期动作。
在依然可选的实施方式中,开关阵列中不设置压力传感器。而是在踏板上对应于用户脚尖或脚前掌的位置指示油门语义的一个或多个开关。控制部件响应于识别指示油门语义的开关按踩下,而驱动平板车加速,响应于识别指示油门语义的开关未被踩下,而驱动平板车减速。进一步地,控制部件识别指示油门语义的开关被踩下且保持被踩下的时间大于时间阈值才驱动平板车前进。
可选地,开关阵列仅被设置在踏板上对应于用户的一只脚的位置,以减少开关用量,降低成本。依然可选地,开关阵列可使用较少数量的开关,例如呈矩形排列的4个开关,呈直线排列的2个开关,通过设置开关的位置,以通过开关被踩的情况识别用户脚部的朝向。在又一个例子中,在踏板的开关阵列中仅设置3个开关,在用户面向图4的前方在踏板上站立时,3个开关中的一个对应于左转、一个对应于右转、而余下的一个对应于前进。为使用户易于理解,三个开关被设置在用户一只脚的前掌附近,并大体上分布在用户脚掌的左右两侧与脚掌的中间位置。三个开关可以沿直线排列或弧线排列。从而用户向左移动脚掌并踩踏开关,使平板车左转,向右移动脚掌踩踏开关,使平板车右转,用户脚掌向前或正直踩踏开关,使平板车前进。在依然又一个例子中,在踏板的开关阵列中仅设置2个开关,且位于用户一只脚的脚跟部或脚前掌部。在用户面向图4的前方在踏板上站立时,2个开关中的一个对应于左转、一个对应于右转、而当两个开关被一起按下时对应于前进。为使用户易于理解,这两个开关被设置在用户一只脚的前掌附近,大体上分布在用户脚掌的左右两侧,并且使用户的脚掌得以同时踩踏两个开关。在依然另一个例子中,开关阵列的3个开关设置在用户一只脚的后跟附近,并大体上分布在用户脚后跟的左右两侧与脚后跟的中间位置。从而面向前方站立的用户向左移动脚部并踩踏开关,或者用户以脚尖为轴使脚后跟向左转动并踩踏开关,使平板车左转,向右移动脚掌踩踏开关或者以脚尖为轴使脚后跟向右转动并踩踏开关,使平板车右转,用户脚掌向前或正直踩踏开关,使平板车前进。
图5展示了根据本申请依然另一实施例的平板车控制系统硬件。图5的视角是沿图1的A方向观察平板车,以及根据图5的箭头所指示的,朝上的方向是平板车的用户的前方(平板车前进方向)。平板车的踏板呈矩形,踏板上在对应于用户的两只脚的位置,分别设置有面板510与面板520。面板510与面板520覆盖于踏板表面,各自设有多个透光孔。在面板510与面板520与踏板之间,对应于一个或多个透光孔的位置,设置有感光器件。感光器件感知通过透光孔传播的光线,从而知晓一个或多个透光孔是否被覆盖。可选地或进一步地,感光器件根据感知的光线强度,识别透光孔上方物体距透光孔的距离。例如,用户的脚站在面板510和/或面板520之上,用户的脚部遮挡部分透光孔。被用户脚部遮挡的位置对应的一个或多个感光器件,控制部件获取各个感光器件提供的信号,识别这些感光器件的位置以获知用户脚部相对于踏板的位置和/或朝向。
可选地,或进一步地,当用户在面板510和/或面板520上抬起脚部,随着脚距离面板510和/或面板520的距离增大,感光器件感知的光线强度增加,和/或因脚部阴影发生变化而使被遮挡的感知器件发生变化,从而识别用户脚抬起的高度。
可选地,面板510与面板520的透光孔由透明材料提供,以避免漏水或掉进杂物,并使得光线得以通过。可选地,透光孔由面板510与面板520上的开口提供。依然可选地或进一步地,在平板车上设置光源,从而在环境光微弱的场合(如夜间或室内),也可使用根据图5展示的实施例。作为举例,光源设置在面板510/面板520与踏板之间,使得用户脚部对透光孔的遮挡改变了通过透光空反射到感光器件的光强。作为又一个例子,在面板510/面板520的相对于踏板的另一侧设置光源,使得光源通过透光孔照射光感器件。
根据本申请的实施例,控制部件通过感光器件对应的多个透光孔被用户遮挡而组成的图案,识别用户脚部的位置与朝向,并根据脚部的朝向,驱动平板车向相同的朝向转弯。例如,当用户的左脚和/或右脚,朝向偏右侧时,控制部件驱动平板车向右转弯,当用户的左脚和/或右脚朝向左侧时,控制部件驱动平板车向左转弯。依然可选地,控制部件根据用户右脚是否朝向右侧控制平板车是否向右转弯,而根据用户的左脚是否朝向左侧而控制平板车是否向左转弯。依然可选地,当用户两只脚的朝向一致时,控制部件才控制平板车向对应的方向转弯。当用户的两只脚都稳定站在踏板上,并且都朝向前方时,控制部件驱动平板车前进或加速。当用户抬起一只脚或两只脚时,控制部件驱动平板车减速或停止。从而当用户作出欲下车的动作(如抬起一只脚准备迈向地面)时,平板车会依据用户下车的意图而减速或停止。
可选地,指定位置的一个或多个透光孔被用作油门,而指定位置的另外一个或多个透光孔被用作刹车。控制部件识别出被用作刹车的透光孔被用户覆盖时,驱动平板车减速。依然可选地,控制部件依据对应油门/刹车的透光孔被遮挡的数量的多少,控制平板车加速度的大小,或者刹车的强弱。
可选地或进一步地,控制部件还耦合有计时器。控制部件进一步识别用户遮挡透光孔的时间大于时间阈值,才驱动平板车前进。可选地或进一步地,控制部件还通过感光器件识别用户脚部朝左或朝右且保持时间大于时间阈值,才驱动平板车转向。
可选地或进一步地,当平板车的速度减到0,控制部件即锁定平板车。除非接收到户按下油门的指示,否则控制部件不会解除对平板车的锁定。
可选地或进一步地,控制部件限制平板车的加速度,避免因加速度过大,而平板车的用户带来风险或糟糕的用户体验。例如,控制部件控制动力单元为平板车提供的加速度不超过指定阈值,或者不超过与速度相关的指定阈值。在平板车速度为0或较小时,将平板车可能的加速度限制在较小值。
根据本申请的又一实施例的平板车控制系统被设置于远离平板车,并通过与平板车的无线通信连接,而向平板车提供控制信号。在一个例子中,平板车控制系统被设置在远离平板车的固定或可移动踏板上。用户站立在踏板上远程地操作平板车。设置在踏板上的平板车控制系统包括例如图2所示的一个或多个压力传输器,以及控制部件;如图3所示的可转动踏板、固定踏板与控制部件;如图4所示的开关阵列、压力传感器与控制部件;如图5所示的感光器件与压力传感器。设置在踏板上的平板车控制系统还包括本领域技术人员根据本申请公开的多个实施例而意识到的其他实施方式,例如,也包括用于供用户站立的踏板。
在依然可选的实施方式中,在平板车上加装提手来实现短距离倒车或过障碍。用户需要倒车或过障碍时,手提平板车通过目标路段。
已经为了示出和描述的目的而展现了对本发明的描述,并且不旨在以所公开的形式穷尽或限制本发明。对所属领域技术人员,许多调整和变化是显而易见的。

Claims (10)

1.一种车辆控制系统,包括控制部件与压力传感器,压力传感器识别踏板的压力;
所述控制部件获取压力传感器提供的压力指示信号,并且响应于压力指示信号指示的压力大于第一阈值而产生驱动车辆前进的信号。
2.根据权利要求1所述的车辆控制系统,其中
控制部件响应于压力指示信号指示的压力大于第一阈值而启动计时器,响应于压力指示信号指示的压力小于第二阈值而停止计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值而产生驱动车辆前进的信号。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制系统,其中
第一阈值和/或第二阈值,是所有压力传感器所承受的压力和和/或踏板相对水平面的倾角的函数。
4.一种车辆控制系统,包括控制部件与多个压力传感器,压力传感器识别踏板的压力;
所述控制部件识别多个压力传感器所承受的压力,并且响应于多个压力传感器的任何一个压力传感器所承受的压力均大于第一阈值,而产生驱动车辆加速的信号。
5.根据权利要求4所述的车辆控制系统,其中,
所述控制部件响应于多个压力传感器的至少一个压力传感器所承受的压力小于第二阈值,而产生驱动车辆减速的信号。
6.根据权利要求4或5所述的车辆控制系统,其中
所述多个压力传感器包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器与第四压力传感器,其中第一压力传感器与第三压力传感器被设置于对应正向站立的用户的左脚位置,而第二压力传感器与第四压力传感器被设置于对应正向站立的用户的右脚位置;所述控制部件响应于识别第一压力传感器与第三压力传感器所承受的压力的和,减去第二压力传感器与第四传感器所承受压力的和,所得到的差大于第三阈值,而启动计时器,以及响应于计时器记录的时间超过时间阈值产生驱动车辆左转的信号。
7.一种车辆控制系统,包括控制部件与多个压力传感器,压力传感器识别踏板的压力;
所述控制部件识别多个压力传感器所承受的压力,并且响应于多个压力传感器的任何一个压力传感器所承受的压力均大于各自的阈值,而产生驱动车辆加速的信号。
8.一种车辆控制系统,包括控制部件、第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器与第四压力传感器,压力传感器识别踏板的压力;
所述控制器识别第一压力传感器所承受的压力与第三压力传感器所承受的压力的差小于第一阈值,并且第二压力传感器所承受的压力与第四压力传感器所承受的压力的差大于第二阈值,而产生驱动车辆向第一方向转弯的信号。
9.一种车辆控制系统,包括控制部件与可转动踏板,
所述控制器识别可转动踏板相对于初始位置旋转的角度和/或方向,并根据识别的角度和/或方向产生驱动车辆转向的信号。
10.一种车辆,包括车体、踏板、驱动单元与根据权利要求1-9之一所述的车辆控制系统,踏板设置于车体之上。
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