CN110954091A - 一种带有姿态检测的智能渔轮 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带有姿态检测的智能渔轮，包括控制单元，以及与控制单元通信连接的姿态检测单元，姿态检测单元包括陀螺仪和加速度计；S1，当需要抛投鱼竿时，设定目标距离；S2，姿态检测单元建立三轴坐标系，并测量三轴的角速度、三轴加速度；S3，控制单元采集姿态检测单元的测量值，从而获得此时鱼竿的角度；控制单元根据目标距离计算出抛投时的抛投角、出线时的速度。本发明还公开一种包括电源管理模块、刹车单元、测速单元、姿态检测单元、无线通信模块、显示模块、控制单元的带有姿态检测的智能渔轮。
Description
技术领域
本发明涉及一种渔轮，特别是涉及一种智能监控姿态、对使用者姿态矫正提醒的渔轮。
背景技术
路亚作为最环保的垂钓形式，近些年来被越来越多的钓友所接受。传统水滴轮具有抛投不易掌握，容易炸线的缺点，主要靠使用者一次次练习，才能掌握抛投的角度以及力度。为了解决这个问题，目前现有解决方案是加入离心刹车和磁力刹车。
离心刹车依靠的刹车豆与刹车盘的摩擦，通过调节工作的刹车豆数量来调整刹车力，存在刹车豆磨损、刹车力与线杯速度正相关，刹车力不线性等问题。
磁力刹车通过调整永磁体与线杯来调整刹车力，线杯转速越快，刹车力越大。刹车同时还取决与永磁体磁场的大小。刹车力的调节受限与永磁体的磁场大小。调节范围较小。
公开号为CN102499200B的中国专利公开了一种防乱线渔轮，该渔轮还包括一压力感应调扭，一传动机构，一摩擦机构以及一回力弹性件，使得该渔轮具有鱼饵入水即刹住线轮旋转的功能，从而实现自动调节控制，不论是初学者，还是新老钓手，都能够随心所欲的抛线而不乱线，从而有快乐的心情参与休闲或体育竞技活动。
然而现有技术中都没有通过监控抛投姿态等，对使用者进行抛投提醒和校正，不能实现对使用者的智能抛投指导。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提出一种带有姿态检测的智能渔轮，实现对使用者的智能抛投指导。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种带有姿态检测的智能渔轮，包括控制单元，以及与控制单元通信连接的姿态检测单元，姿态检测单元包括陀螺仪和加速度计。姿态检测方法包括如下步骤：
S1，当需要抛投鱼竿时，设定目标距离；
S2，姿态检测单元建立三轴坐标系，并测量三轴的角速度、三轴加速度；作为优选的，控制单元以固定频率采集三轴角速度和三轴加速度。作为优选的，通过互补滤波算法或者卡尔曼滤波算法计算获得此时鱼竿的角度。
S3，控制单元采集姿态检测单元的测量值，从而获得此时鱼竿的角度；控制单元根据目标距离计算出抛投时的抛投角、出线时的速度。
进一步的，为了更为准确地向使用者提供抛投时的抛投角度、加速度数值，本发明的方法还包括如下步骤：
S4，估算出抛投距离：通过姿态检测单元测量的抛投角、抛投加速度，并读取出线时的速度，结合环境系数，估算抛投距离；
S5，抛投后获取实际抛投距离，根据实际抛投距离和抛投角、抛投加速度、读取的出线时的速度，更新环境系数。
作为优选的，环境系数采用饵重风阻系数。
作为优选的，估算抛投距离的方法为：饵重风阻系数定义为：
空气阻力与出线速度正相关：F＝kv；估算抛投距离d为：
k为空气阻力系数，v为出线速度，m为饵重量，g为重力加速度，V0为抛投出线速度，θ为抛投角；
当获取到实际抛投距离，抛投角，出线时速度，更新饵重风阻系数。
进一步的，为了便于使用者更清楚的获知抛投姿态，本发明的方法还包括如下步骤：
S6，当实际抛投距离与设定目标距离相差大于设定阈值，计算达到目标距离需要的抛投时的抛投角、出线时的速度；
S7，通过控制单元连接的显示单元对S6计算的抛投时的抛投角、出线时的速度进行显示，和/或通过无线模块将S6计算的抛投时的抛投角、抛投加速度、出线时的速度发送到移动终端，对当前抛投的姿态进行提醒。
本发明公开的一种带有姿态检测的智能渔轮，包括电源管理模块、刹车单元、测速单元、姿态检测单元、无线通信模块、显示模块、控制单元；电源管理负责电池的充放电管理，对控制单元、显示模块、无线通信模块、姿态检测单元进行供电；控制单元与显示模块、刹车单元、测速单元、无线通信模块、姿态检测模块等通信连接；无线通信模块负责与移动终端通信；姿态检测单元包括陀螺仪和加速度计等。
本发明具有以下有益效果：本发明解决了传统水滴渔轮的抛投不易掌握容易炸线的问题，通过手机终端辅助可以让初学者快速掌握抛投技巧。
附图说明
图1为本发明实施例的带有姿态检测的智能渔轮控制系统框图。
图2为本发明实施例的带有姿态检测的智能渔轮工作流程图。
图3为本发明实施例的带有姿态检测的智能渔轮抛投示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明。
本发明实施例的一种带有姿态检测的智能渔轮，控制系统框图如图1所示：系统采用电池供电，主要分电源管理模块、刹车单元、测速单元、姿态检测单元、无线通信模块、显示模块、控制单元(mcu)。电源管理负责电池的充放电管理，对控制单元、显示模块、无线通信模块、姿态检测单元进行供电，同时在电子刹车时，实现能量回收，对电池充电。控制单元与显示模块、刹车单元、测速单元、无线通信模块、姿态检测模块等通信连接。无线通信模块负责与手机等移动终端通信。姿态检测单元包括陀螺仪和加速度计等。
如图2所示，当需要抛投鱼竿时，设定目标距离，姿态检测单元建立三轴坐标系，并测量三轴的角速度、三轴加速度；控制单元以固定频率采集姿态检测单元的测量值，通过互补滤波算法或者卡尔曼滤波算法计算获得此时鱼竿的角度；控制单元根据目标距离计算出抛投时抛投角和出线时的速度，参考饵重风阻系数估算出抛投距离，抛投后获取实际抛投距离，根据实际抛投距离和估算抛投距离重新更新此时的饵重风阻系数下次使用。
如图3所示，为了估算抛投距离，做以下简化，空气阻力与速度正相关:F＝kv；k为空气阻力系数，v为速度，经过推导可以得到以下近似距离d：
m为饵重量，g为重力加速度，V0为抛投出线速度，θ为抛投角。将饵重风阻系数定义为：
当获取到实际抛投距离，抛投角，出线时速度，更新饵重风阻系数。
若此次实际抛投距离大于设定的抛投距离，相差大与设定阈值，计算需要的抛投角以及所需出线速度，通过显示单元显示，以此同时通过无线模块发送手机客户端并对当前抛投的姿态进行提醒，以达到目标值，以便初学者快速掌握技巧，减小入门难度。
以上的实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (8)
1.一种带有姿态检测的智能渔轮，其特征在于：包括控制单元，以及与控制单元通信连接的姿态检测单元，姿态检测单元包括陀螺仪和加速度计；
S1，当需要抛投鱼竿时，设定目标距离；
S2，姿态检测单元建立三轴坐标系，并测量三轴的角速度、三轴加速度；
S3，控制单元采集姿态检测单元的测量值，从而获得此时鱼竿的角度；控制单元根据目标距离计算出抛投时的抛投角、出线时的速度。
2.根据权利要求1所述的带有姿态检测的智能渔轮，其特征在于，还包括如下步骤：
S4，估算出抛投距离：通过姿态检测单元测量的抛投角、抛投加速度，并读取出线时的速度，结合环境系数，估算抛投距离；
S5，抛投后获取实际抛投距离，根据实际抛投距离和抛投角、抛投加速度、读取的出线时的速度，更新环境系数。
3.根据权利要求2所述的带有姿态检测的智能渔轮，其特征在于，还包括如下步骤：
环境系数采用饵重风阻系数。
4.根据权利要求3所述的带有姿态检测的智能渔轮，其特征在于，估算抛投距离的方法为：
饵重风阻系数定义为：
空气阻力与出线速度正相关：F＝kv；估算抛投距离d为：
k为空气阻力系数，v为出线速度，m为饵重量，g为重力加速度，V0为抛投出线速度，θ为抛投角；
当获取到实际抛投距离，抛投角，出线时速度，更新饵重风阻系数。
5.根据权利要求1所述的带有姿态检测的智能渔轮，其特征在于，还包括如下步骤：
S6，当实际抛投距离与设定目标距离相差大于设定阈值，计算达到目标距离需要的抛投时的抛投角、出线时的速度；
S7，通过控制单元连接的显示单元对S6计算的抛投时的抛投角、抛投加速度、出线时的速度进行显示，和/或通过无线模块将S6计算的抛投时的抛投角、出线时的速度发送到移动终端，对当前抛投的姿态进行提醒。
6.根据权利要求1至5中任一所述的带有姿态检测的智能渔轮，其特征在于：
控制单元以固定频率采集三轴角速度和三轴加速度。
7.根据权利要求6所述的带有姿态检测的智能渔轮，其特征在于：
通过互补滤波算法或者卡尔曼滤波算法计算获得此时鱼竿的角度。
8.一种带有姿态检测的智能渔轮，其特征在于：包括电源管理模块、刹车单元、测速单元、姿态检测单元、无线通信模块、显示模块、控制单元；
电源管理负责电池的充放电管理，对控制单元、显示模块、无线通信模块、姿态检测单元进行供电；控制单元与显示模块、刹车单元、测速单元、无线通信模块、姿态检测模块通信连接；无线通信模块负责与移动终端通信；姿态检测单元包括陀螺仪和加速度计。
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