CN111009054A - 一种上车辆控制装置、数据处理方法及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种上车辆控制装置、数据处理方法及存储介质；上车辆控制装置设置于自平衡自行车上，包括：通信层、数据处理层和决策层；通信层用于接收行驶模式指令，和接收下车辆控制装置发送的原始车辆行驶数据，传输原始车辆行驶数据和行驶模式指令至数据处理层；下车辆控制装置设置于自平衡自行车上；数据处理层用于当行驶模式指令表征进入自动平衡模式时，从原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，对关键行驶数据进行结构化转换，得到结构化行驶数据并存储；从自动平衡模式切换至手动控制模式时，结束存储结构化行驶数据；决策层用于基于结构化行驶数据，分析自平衡自行车的行驶功能。通过本发明，能够记录自平衡自行车行驶参数。

Description

一种上车辆控制装置、数据处理方法及存储介质

技术领域

本发明涉及机器人技术，尤其涉及一种上车辆控制装置、数据处理方法及存储介质。

背景技术

自平衡自行车是指在静态放置过程中，以及动态行驶过程中，均能够自行保持平衡的自行车。目前，可以通过在自平衡自行车的各个控制系统上设置装载有行驶控制程序的控制芯片，例如单片机等，通过行驶控制程序自行控制自平衡自行车各个系统的运行，实现自平衡自行车的自主平衡。

然而，自平衡自行车虽然可以实现自主平衡，但是自平衡自行车各个控制系统的控制芯片所采集到的行驶参数，保存在各个系统控制芯片的内部，使得对自平衡自行车行驶参数的进行整合并记录的实现程度较低。

发明内容

本发明实施例提供一种上车辆控制装置、数据处理方法及存储介质，能够实现对自平衡自行车行驶参数的整合与记录。

本发明实施例的技术方案是这样实现的：

本发明实施例提供一种上车辆控制装置，设置于自平衡自行车上，包括：通信层、数据处理层和决策层；

所述通信层，用于接收行驶模式指令，以及接收所述下车辆控制装置发送的原始车辆行驶数据，传输所述原始车辆行驶数据和所述行驶模式指令至所述数据处理层；所述下车辆控制装置设置于所述自平衡自行车上；

所述数据处理层，用于当所述行驶模式指令表征进入自动平衡模式时，从所述原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，对所述关键行驶数据进行结构化转换，得到结构化行驶数据并存储；所述关键行驶数据表征决定所述自平衡自行车的行驶状态的数据；以及从所述自动平衡模式切换至手动控制模式时，结束存储所述结构化行驶数据；

所述决策层，用于基于所述结构化行驶数据，分析所述自平衡自行车的行驶功能。

本发明实施例提供一种数据处理方法，应用于上车辆控制装置，包括：

接收行驶模式指令和下车辆控制装置发送的原始车辆行驶数据；所述下车辆控制装置设置于自平衡自行车上；

当所述行驶模式指令表征进入自动平衡模式时，从所述原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，对所述关键行驶数据进行结构化转换，得到结构化行驶数据并存储；所述关键行驶数据表征决定所述自平衡自行车的行驶状态的数据；

当从所述自动平衡模式切换至手动控制模式时，结束存储所述结构化行驶数据；

基于所述结构化行驶数据，分析所述自平衡自行车的行驶功能。

本发明实施例提供一种存储介质，存储有可执行数据处理指令，用于引起处理器执行时，实现本发明实施例提供的数据处理方法。

本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例中，设置于自平衡自行车上的上车辆控制装置可以通过通信层接收下车辆控制装置发送的原始车辆行驶数据，以及接收行驶模式指令，在自动平衡模式时，上车辆控制装置通过数据处理层从原始车辆行驶数据中选出关键行驶数据，并将关键行驶数据转换为结构化行驶数据并存储，如此，能够实现对自平衡自行车行驶参数进行整合并记录，同时，在从自动平衡模式切换至手动控制模式后，上车辆控制装置通过数据处理层结束对结构化行驶数据的存储，以减少手动控制模式下的冗余数据占用存储资源。

附图说明

图1是本发明实施例提供的自平衡自行车的一个可选的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的上车辆控制装置300的一个可选的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的上车辆控制装置的一个可选的架构示意图一；

图4是本发明实施例提供的上车辆控制装置的一个可选的架构示意图二；

图5是本发明实施例提供的上车辆控制装置的一个可选的架构示意图三；

图6是本发明实施例提供的绘制结果的示意图；

图7是本发明实施例提供的上车辆控制装置的一个可选的架构示意图四；

图8是本发明实施例提供的语义感知信息的示意图；

图9是本发明实施例提供的模拟避障的示意图；

图10是本发明实施例提供的自平衡自行车按照规划路线行驶的示意图。

图11是本发明实施例提供的数据处理方法的一个可选的流程示意图；

图12是本发明实施例提供的数据处理方法的另一个可选的流程示意图；

图13是本发明实施例提供的数据处理方法的又一个可选的流程示意图；

图14是本发明实施例提供的上车辆控制装置的软件框架示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，所描述的实施例不应视为对本发明的限制，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。

对本发明实施例进行进一步详细说明之前，对本发明实施例中涉及的名词和术语进行说明，本发明实施例中涉及的名词和术语适用于如下的解释。

1)自平衡自行车，是指在静态放置过程中，和动态行驶中均能自主保持平衡状态的自行车。自平衡自行车的车体包括有车架、平衡动量轮系统、前把转向系统、后轮驱动系统和外壳。

2)上车辆控制装置，是指设置于自平衡自行车的核心处理芯片上的控制装置，可以理解为上位机。

3)下车辆控制装置，为控制自平衡自行车各个系统运行状态，以及获取各个系统的行驶参数的装置，设置于自平衡自行车各个系统所拥有的处理芯片上，可以理解为下位机。例如，平衡动量系统具有平衡控制芯片，该芯片上装载有平衡控制装置，以便于对平衡动量系统的运行状态进行控制。

4)原始车辆数据，指直接采集到的自平衡自行车的各个系统的行驶参数，例如，后轮驱动系统中的后轮电机电流、动量轮系统中的动量轮电机电流等。

5)环境感知数据，指利用传感器、雷达、全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)以及双目相机等所采集到自平衡自行车所处环境的数据，例如，利用雷达所采集到的自平衡自行车与障碍物的距离，用GPS采集到的自平衡自行车所处的地理位置等。

6)数字孪生，将真实世界的各种信息映射到模拟空间过程，是真实世界在模拟空间的虚拟复现。数字孪生可以利用物理模型、传感器等，将物理对象映射到模拟空间中。

7)模拟空间，可以理解为计算机所建立的三维数字空间。

本发明实施例提供一种自平衡自行车、数据处理方法及存储介质，能够实现将自平衡自行车的行驶参数进行整合并记录。下面说明本发明实施例提供的自平衡自行车的示例性应用，本发明实施例提供的自平衡自行车可以实施为各种外观形式。

参见图1，图1是本发明实施例提供的自平衡自行车的一个可选的结构示意图。自平衡自行车100包括车体、上车辆控制装置300(未示出)和下车辆控制装置400(未示出)。车体包括车身骨架210、平衡动量系统、前把转向系统、后轮驱动系统和外壳。其中，平衡动量轮系统由动量轮221、动量轮轴222、动量轮电机223、U型架224和可调丝杠225组成；平衡动量轮系统可以根据需要安装于车身骨架210的任意位置。前把转向系统主要由前轮231、前把232、前把电机233、前把套筒234和前把轴承235组成；前把转向系统230在运行时，只需调整前把套筒234，即可调整前把轴承235与水平面之间的夹角，并且，前把轴承235和前把电机233同轴。后轮驱动系统由后轮241、后轮电机242和后轮架243组成。外壳由前轮外壳251、车身外壳252和后轮外壳253组成。自平衡自行车100在静止时，若车体发生倾斜，平衡动量轮系统220会产生回复力，使自平衡自行车100保持平衡；自平衡自行车100在运动时，若车体发生倾斜，前把转向系统和平衡动量轮系统会协同作用，产生回复力，使自平衡自行车保持平衡。

在车身外壳252中，安装有上车辆控制装置300；在平衡动量系统、前把转向系统、后轮驱动系统中，分别安装有下车辆控制装置400，上车辆控制装置300通过串口与下车辆控制装置400通信。上车辆控制装置300包括：通信层、数据处理层和决策层。上车辆控制装置300的通信层接收下车辆控制装置400发送的原始车辆行驶数据，同时，接收行驶模式指令，并将原始车辆行驶数据和行驶模式指令传输给数据处理层。上车辆控制装置300的数据处理层，会在当行驶模式指令表明用户指示自平衡自行车100进入自动平衡模式时，从原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，并将关键行驶数据转换成结构化行驶数据，以进行存储；当从自动平衡模式进入到手动控制模式时，结束存储结构化行驶数据。上车辆控制装置300的决策层，则用于基于结构化行驶数据，以分析自平衡自行车100的行驶功能。

参见图2，图2是本发明实施例提供的上车辆控制装置300的一个可选的结构示意图，图2所示的上车辆控制装置300包括：至少一个处理器310、存储器350、至少一个网络接口320和用户接口330。上车辆控制装置300中的各个组件通过总线系统340耦合在一起。可理解，总线系统340用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统340除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图2中将各种总线都标为总线系统340。

处理器310可以是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力，例如通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其中，通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。

用户接口330包括使得能够呈现媒体内容的一个或多个输出装置331，包括一个或多个扬声器和/或一个或多个视觉显示屏。用户接口330还包括一个或多个输入装置332，包括有助于用户输入的用户接口部件，比如键盘、鼠标、麦克风、触屏显示屏、摄像头、其他输入按钮和控件。

存储器350包括易失性存储器或非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，Read Only Memory)，易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)。本发明实施例描述的存储器350旨在包括任意适合类型的存储器。存储器350可选地包括在物理位置上远离处理器310的一个或多个存储设备。

在一些实施例中，存储器350能够存储数据以支持各种操作，这些数据的示例包括程序、模块和数据结构或者其子集或超集，下面示例性说明。

操作系统351，包括用于处理各种基本系统服务和执行硬件相关任务的系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务；

网络通信模块352，用于经由一个或多个(有线或无线)网络接口320到达其他计算设备，示例性的网络接口320包括：蓝牙、无线相容性认证(Wi-Fi)、和通用串行总线(USB，Universal Serial Bus)等；

显示模块353，用于经由一个或多个与用户接口330相关联的输出装置331(例如，显示屏、扬声器等)使得能够呈现信息(例如，用于操作外围设备和显示内容和信息的用户接口)；

输入处理模块354，用于对一个或多个来自一个或多个输入装置332之一的一个或多个用户输入或互动进行检测以及翻译所检测的输入或互动。

在一些实施例中，本发明实施例提供的上车辆控制装置可以采用软件方式实现，图2示出了存储在存储器350中的上车辆控制装置355，其可以是程序和插件等形式的软件，包括以下软件模块：通信层3551、数据处理层3552、决策层3553，将在下文中说明各个模块的功能。

在另一些实施例中，本发明实施例提供的上车辆控制装置可以采用硬件方式实现，作为示例，本发明实施例提供的上车辆控制装置可以是采用硬件译码处理器形式的处理器，例如，硬件译码处理器形式的处理器可以采用一个或多个应用专用集成电路(ASIC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，ProgrammableLogic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA，Field-Programmable Gate Array)或其他电子元件。

下面，将结合本发明实施例提供的示例性应用和实施，说明本发明实施例提供的自上车辆控制装置。

参见图3，图3是本发明实施例提供的上车辆控制装置的一个可选的架构示意图一。本发明实施例提供的自平衡自行车，包括：车体、设置在车体上的上车辆控制装置和下车辆控制装置；上车辆控制装置包括通信层3-1、数据处理层3-2和决策层3-3；

通信层3-1，用于接收行驶模式指令，以及接收下车辆控制装置发送的原始车辆行驶数据，传输原始车辆行驶数据和行驶模式指令至数据处理层3-12；

数据处理层3-2，用于当行驶模式指令表征进入自动平衡模式时，从原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，对关键行驶数据进行结构化转换，得到结构化行驶数据并存储；关键行驶数据表征决定自平衡自行车的行驶状态的数据；以及从自动平衡模式切换至手动控制模式时，结束存储结构化行驶数据；

决策层3-3，用于基于结构化行驶数据，分析自平衡自行车的行驶功能。

需要说明的是，下车辆控制装置是指设置在平衡动量轮系统、前把转向系统和后轮驱动系统上的控制装置，下车辆控制装置可以理解为上车辆控制装置的下位机。

本发明实施例中，原始车辆行驶数据是指自平衡自行车在行驶过程中，自平衡自行车的平衡动量轮系统、前把转向系统以及后轮驱动系统的行驶参数，例如，后轮的转速，动量轮的顺时针转动速度等。

在本发明实施例中，行驶模式指令是由用户所触发的，用来控制自平衡自行车的行驶模式的指令。行驶模式指令可以表征进入手动控制模式，即由自平衡自行车由用户手动驾驶，也可以表征进入自动平衡模式，即自平衡自行车自主驾驶。

可以理解的是，本发明实施中，上车辆控制装置通过通信层3-1，可以从串口接收下车辆控制装置发送的原始车辆行驶数据。同时，上车辆控制装置通过通信层3-1，从通信装置中接收用户所触发的行驶模式指令，该通信装置可以是有线通信装置，用户在行驶时通过自平衡自行车上设置的模式切换开关，触发行驶模式指令，该通信装置还可以是无线通信装置，用户可以通过遥控器或是配套的终端应用程序，触发行驶模式指令。

本发明实施例中，上车辆控制装置通过数据处理层3-2，对行驶模式指令进行判断，从行驶模式指令中知晓用户在当前需要自平衡自行车进入何种模式。由于在自平衡模式中，自平衡自行车自主运行，各个系统的关键行驶参数对自平衡自行车的控制算法的优化具有重要的意义，因此，当自平衡自行车进入自动平衡模式时，上车辆控制装置通过数据处理层3-2会从原始车辆行驶数据中挑选出较为关键的数据，作为关键行驶数据，并将关键行驶数据转化为结构化行驶数据以进行存储。而当自平衡自行车处于手动控制模式时，自平衡自行车的各个系统的关键行驶参数，对自平衡自行车的控制算法的优化不再具有意义，此时，上车辆控制装置通过数据处理层3-2，不会对结构化行驶数据进行存储。

可以理解的是，关键行驶数据指的是能够决定自平衡自行车的行驶状态的数据。本发明实施例中，关键行驶数据包括后轮驱动系统的主要参数，平衡动量轮系统的主要参数，以及前把转向系统的主要参数。示例性的，关键行驶数据中可以包括后轮转速、动量轮转速、动量轮转动方向、自平衡自行车的偏角以及前把偏角等等，当然，关键行驶数据中还可以包括其他数据，例如陀螺仪数据、欧拉角偏移数据、地磁方位数据、时间戳等，本发明实施例在此不作限定。

需要说明的是，结构化行驶数据是指将关键行驶数据，按照预设的存储结构进行整理后的数据，如此，关键行驶数据的能够以结构化行驶数据的形式被归类存储，使得后续能够从结构化行驶数据中清晰、快速地获得自平衡自行车各个系统的关键行驶参数。

在本发明的一些实施例中，上车辆控制装置通过数据处理层3-2可以将关键行驶数据，转换为数据表格，将所得到的数据表格作为结构化行驶数据，也可以将关键行驶数据的参数名称作为键，以关键行驶数据的参数值作为值，得到结构化数据，还可以按照其他方式得到结构化行驶数据，本发明实施例在此不作限定。

上车辆控制装置在得到结构化行驶数据之后，会通过数据处理层3-2，将结构化行驶数据传输给决策层3-3，并通过决策层3-3基于结构化行驶数据，可以判断分析出自平衡自行车所需要的行驶功能，以便于在自动平衡模式时，通过决策层3-3决策实现行驶功能，或是在手动控制模式时，提示用户对自平衡自行车进行手动控制，并根据接收到的控制指令实现行驶功能，例如动态跟踪、循迹等功能。

可以理解的是，自平衡自行车的行驶功能可以包括加速、匀速行驶等功能，也可以包括减速、转向等功能，还可以包括避障、导航等功能，具体的行驶功能可以根据实际需求进行设定，本发明实施例在此不作具体限定。

示例性的，上车辆控制装置通过决策层3-3得到结构化行驶数据之后，判断出后轮转速过快，进而分析出自平衡自行车需要减速功能，此时，上车辆控制装置通过决策层3-3可以向下车辆控制装置发送控制减速指令，以实现自平衡自行车的减速功能，保证自平衡自行车的行驶安全。

本发明实施例中，设置于自平衡自行车上的上车辆控制装置可以通过通信层接收下车辆控制装置发送的原始车辆行驶数据，以及接收行驶模式指令，在自动平衡模式时，上车辆控制装置通过数据处理层从原始车辆行驶数据中选出关键行驶数据，并将关键行驶数据转换为结构化行驶数据并存储，如此，能够实现对自平衡自行车行驶参数进行整合并记录，同时，在从自动平衡模式切换至手动控制模式后，上车辆控制装置通过数据处理层结束对结构化行驶数据的存储，以减少手动控制模式下的冗余数据占用存储资源。

在本发明的一些实施例中，数据处理层3-2，还用于当行驶模式指令表征再次进入自动平衡模式时，从原始车辆行驶数据中挑选出更新关键行驶数据，对更新关键行驶数据进行结构化转换，得到更新结构化行驶数据并存储。

需要说明的是，当用户通过行驶模式指令再次进入到自动平衡模式之后，上车辆控制装置可以再次进入挑选关键行驶数据的过程，得到更新关键行驶数据，以便于对再次进入自动平衡模式之后的决定自平衡自行车的形式状态的数据进行存储，此时，上车辆控制装置通过数据处理层3-2会对更新结构化行驶数据分配新的存储空间，即更新结构化行驶数据不会覆盖原有的结构化行驶数据。

本发明实施例中，上车辆控制装置还可以在再次进入自动平衡模式时，重新获得当前时间的关键行驶数据，作为更新关键行驶数据，并对更新关键行驶数据进行存储，使得自平衡自行车在自动平衡模式下的关键数据都能得到存储。

图4是本发明实施例提供的上车辆控制装置的一个可选的架构示意图二。在本发明的一些实施例中，参见图4，下车辆控制装置包括：平衡控制装置、转向控制装置和驱动控制装置；原始车辆行驶数据包括：原始平衡数据、原始转向数据和原始驱动数据；

通信层3-1包括：数据接收模块3-11和数据解析模块3-12；

数据接收模块3-11，用于接收行驶模式指令，并将行驶模式指令传输至数据处理层，以及接收平衡控制装置发送的原始平衡信号、转向控制装置发送的原始转向信号，和驱动控制装置发送的原始驱动信号，并将原始平衡信号、原始转向信号和原始驱动信号传输给数据解析模块3-12；

数据解析模块3-12，用于分别对原始平衡信号、原始转向信号和原始驱动信号进行解析，得到原始车辆行驶数据，以及将原始车辆行驶数据传输至数据处理层3-2。

需要说明的是，原始平衡信号是平衡控制装置所采集到的平衡动量轮系统中的行驶参数，该行驶参数可以是连续的电流信号，也可以是数字信号；同理的，原始转向信号是转向控制装置所采集的前把转向系统的行驶参数，该行驶参数可以是连续的电流信号，也可以是数字信号；原始驱动信号时由驱动控制装置所采集的后轮驱动系统的行驶参数，该行驶参数可以是连续的电流信号，也可以是数字信号。

示例性的，原始平衡信号可以是动量轮电机的电流信号，例如动量轮电机的电流反馈/命令信号；原始转向信号可以是前把电机的电流信号，例如前把转向电机位置反馈/命令信号等；以及原始驱动信号可以是后轮电机的电流信号，例如后轮电机的驱动反馈/命令信号等。当然，原始平衡信号、原始转向信号和原始驱动信号也可以分别是其他的信号，本发明实施例在此不作具体限定。

可以理解的是，当原始平衡信号为连续的电流信号时，上车辆控制装置通过数据解析模块3-12可以将原始平衡信号转换为数字信号，然后再对数字信号进行解析，得到原始平衡数据；当原始平衡信号为数字信号时，上车辆控制装置通过数据解析模块3-12直接对原始平衡信号进行解析，得到原始平衡数据。示例性的，当原始平衡信号为动量轮电机的电流信号时，上车辆控制装置通过数据解析模块3-12将动量轮电机的电流信号转换为数字信号，然后再从该数字信号中解析出动量轮电机的转速和转动方向。

同理的，当原始转向信号为连续的电流信号时，上车辆控制装置通过数据解析模块3-12可以将原始转向信号转换为数字信号，然后再对数字信号进行解析，得到原始转向数据；当原始转向信号为数字信号时，上车辆控制装置通过数据解析模块3-12直接对原始转向信号进行解析，得到原始转向数据。

类似的，当原始驱动信号为连续的电流信号时，上车辆控制装置通过数据解析模块3-12可以将原始驱动信号转换为数字信号，然后再对数字信号进行解析，得到原始驱动数据；当原始驱动信号为数字信号时，上车辆控制装置通过数据解析模块3-12直接对原始驱动信号进行解析，得到原始驱动数据。

在得到原始平衡数据、原始转向数据和原始驱动数据之后，上车辆控制装置通过数据解析模块3-12就会将原始平衡数据、原始转向数据和原始驱动数据组合成原始车辆行驶数据。

本发明实施例中，上车辆控制装置通过通信层中的数据接收模块分别接收原始平衡信号、原始转向信号和原始驱动信号，再利用数据解析模块分别对原始平衡信号、原始转向信号和原始驱动信号进行解析，如此，上车辆控制装置就可以得到原始车辆控制数据。

图5是本发明实施例提供的上车辆控制装置的一个可选的架构示意图三。在本发明的一些实施例中，参见图5，数据处理层3-2包括：数据转换模块3-21和数据记录模块3-22；

数据转换模块3-21，用于当行驶模式指令表征进入自动平衡模式时，从原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，对关键行驶数据进行结构化转换，得到结构化行驶数据，并将结构化行驶数据传出给数据记录模块3-22；

数据记录模块3-22，用于存储结构化行驶数据；以及当自动平衡模式切换至手动控制模式时，结束存储结构化行驶数据。

本发明实施例中，数据处理层3-2中的数据转换模块3-21负责挑选关键行驶数据，以及将关键行驶数据结构化转换为结构化行驶数据，数据记录模块3-22负责在自动平衡模式时，将结构化行驶数据写入存储空间中，并在进入手动控制模式之后，停止写入结构化行驶数据。

可以理解的是，上车辆控制装置通过数据转换模块3-21，可以根据预设好的关键行驶数据获取方案，从原始车辆行驶数据中选择出关键行驶数据。其中，关键行驶数据获取方案中指定了哪类数据是需要获取的关键行驶数据，哪类数据是可以忽略的非关键行驶数据。例如，关键行驶数据获取方案中可以指定后轮转速是需要获取的关键行驶数据。关键行驶数据获取方案可以根据实际情况来设置，本发明实施例在此不作限定。

需要说明的是，上车辆控制装置通过数据记录模块3-22，可以将结构化行驶数据转换为二进制数据，然后将该二进制数据写入到存储空间中，当然，上车辆控制装置还可以通过数据记录模块3-22，将结构化行驶数据转换为其他形式的数据，以写入到存储空间中，本发明实施例在此不作限定。

本发明实施例中，上车辆控制装置通过数据处理层中的数据转换模块挑选出关键行驶数据，并将关键行驶数据转化为结构化行驶数据，通过数据记录模块存储结构化行驶数据，并从自动平衡模式切入至手动控制模式时，停止存储结构化行驶数据，如此，上车辆控制装置就能够在自动平衡模式时对关键行驶数据进行存储，在手动控制模式时停止对关键行驶数据的存储，减少冗余数据对存储资源的占用。

在本发明的一些实施例中，数据处理层3-2还包括：数据图表复现模块3-23；

数据图表复现模块3-23，用于从自动平衡模式切换至手动控制模式之后，从数据记录模块3-22中获取结构化数据，对结构化数据进行绘制，得到绘制结果，并将绘制结果呈现在显示界面上。

需要说明的是，当用户通过切换指令从自动平衡模式切换至手动控制模式之后，可以利用数据记录模块3-22中所存储的结构化数据，对自平衡自行车的进行优算法化，此时上车辆控制装置可以从通过数据图表复现模块3-23，从数据记录模块3-22中将所存储的结构化数据取出来，并且为了方便显示，对结构化数据进行绘制，得到绘制结果并将绘制结果显示在显示界面上。

可以理解的是，在本发明的一些实施例中，由于结构化行驶数据是以二进制形式存储在数据记录模块3-22中的，并不利于数据图表复现模块3-23进行分析复现，因而，上车辆控制装置在通过数据图表复现模块3-23对结构化存储数据进行绘制之前，可以先通过数据格式转换模块3-21，将二进制的结构化行驶数据转换为便于数据图表复现模块3-23分析的格式，例如逗号分割值(Comma-Separated Values，CSV)格式，以便于上车辆控制装置通过数据图表复现模块3-23对结构化数据进行绘制并呈现。

示例性的，本发明实施例提供了绘制结果的示意图，如图6所示，当结构化行驶数据中包括自平衡自行车的车速、转向方向时，可以对车速，还有转向方向绘制并呈现。如图6所示，显示区域6-1呈现了自平衡自行车的转向方向的图标示意和文字示意，即指向左方的箭头，和文字左转6-11。显示区域6-2呈现了自平衡自行车的车速，从显示区域6-2中可以看出，自平衡自行车的当前车速为47km/h，同时，显示区域6-2还显示了自平衡自行车的限制最高速度60km/h，并将60km/h从0km/h开始，划分为6个等级区间，即0～10km/h、10～20km/h、20～30km/h、30～40km/h、40～50km/h和50～60km/h，并将当前车速47km/h已经超过的等级区间，以短线填充，以使用户能够一目了然地知晓自平衡自行车的行驶状态。

本发明实施例中，上车辆控制装置通过数据处理层中的数据图表复现模块，能够在从自动平衡模式切换至手动控制模式之后，将结构化行驶数据绘制在显示界面上，以使用户能够清晰、快速地获知自平衡自行车的行驶状态，以便于对自平衡自行车进行算法优化。

图7是本发明实施例提供的上车辆控制装置的一个可选的架构示意图四。参见图7，在本发明的一些实施例中，下车辆控制装置还包括：环境感知传感器；上车辆控制装置还包括：仿真复现层3-4；通信层3-1还包括：环境感知传感器驱动3-13；数据处理层3-2还包括：环境感知模块3-24；

数据处理层3-2，还用于将结构化行驶数据传输给仿真复现层3-4；

环境感知传感器驱动3-13，用于接收环境感知传感器上传的行驶过程中的环境感知数据，并传输环境感知数据至环境感知模块3-24；

环境感知模块3-24，用于对环境感知数据进行结构化处理，得到语义感知信息，并将语义感知信息传递给仿真复现层3-4；

仿真复现层3-4，用于将语义感知信息和结构化行驶数据映射到模拟空间，得到综合行驶状态；

决策层3-3，还用于基于综合行驶状态，自主实现自平衡自行车的行驶功能。

需要说明的是，环境感知传感器可以为能够感知自平衡自行车的外界信息的任意传感器，例如感知地理位置的GPS、感知与周围物体距离的雷达、双目相机等，本发明实施例在此不作限定。

可以理解的是，环境感知数据中，可以包括自平衡自行车所在的地理位置的数据，也自平衡自行车与周围物体的距离数据，还可以包括其他类型的数据，本发明实施例在此不作具体限制。

在本发明实施例中，上车辆控制装置通过环境感知模块3-24能够利用机器学习、深度学习模型等，对环境感知数据进行解析处理，例如进行噪点过滤、三维点云分割、物体形状拟合、物体定位等处理，将环境感知数据转换为语义化的信息，即得到语义感知信息。

示例性的，参见图8，本发明实施例提供了语义感知信息的示意图，当双目相机所获得的深度图像表征自平衡自行车的正前方5m处有一个圆柱形障碍物，且该圆柱形障碍物的半径为10cm，高度为2m，上车辆控制装置通过环境感知模块3-24对该深度图像进行语义分析，以将该深度图像转换为如图8所示的语义感知信息。从该语义感知信息从该语义感知信息中，就可以得到障碍物目标8-1的姿态参数8-11，其中，距离8-111为{5.0，0，0}，表征障碍物目标8-1距自平衡自行车5m远，方向8-112为{0，0，0}，表征障碍物目标8-1在自平衡自行车的正前方，以及障碍物目标8-1的形状8-12为圆柱体，该圆柱体的规格8-121如下：半径8-1211为0.1m，高度8-1212为2m。

需要说明的是，本发明实施例中，上车辆控制装置通过仿真复现层3-4将语义感知信息和结构化数据映射到模拟空间，可以理解为是对自平衡自行车的行驶参数，以及自平衡自行车所处环境进行数字孪生，将其复现到计算机所构建的虚拟数字空间中。

可以理解的是，上车辆控制装置通过仿真复现层3-4所得到的综合行驶状态，可以将自平衡自行车的行驶参数，和自平衡自行车所处的环境关联起来进行，即从综合行驶状态中，能够看出自平衡自行车与其行驶环境的关系，如此，在手动控制模式时，可以便于用户明了自平衡自行车的综合运行状况，以及在自动平衡模式时，便于通过决策层分析出自平衡自行车的需要行驶功能，控制自平衡自行车自动实现该行驶功能。

本发明实施例中，上车辆控制装置通过环境感知模块，能够对环境感知传感器驱动所接收到的环境感知数据进行结构化处理，得到语义感知信息，通过仿真复现层能够将语义感知信息和结构化行驶数据共同映射到模拟空间，得到综合行驶状态，如此，上车辆控制装置就可以得到自平衡自行车与行驶环境的关系，以及根据自平衡自行车与行驶环境的关系，控制自平衡自行车自动完成行驶功能。

在本发明的一些实施例中，仿真复现层3-4，还用于将综合行驶状态传输给决策层3-3；

决策层3-3，还用于根据综合行驶状态生成预控制指令，并将预控制指令传输给仿真复现层3-4；

仿真复现层3-4，还用于根据预控制指令，在模拟空间进行模拟行驶，得到模拟行驶结果并呈现，以及将模拟行驶结果传输给决策层3-3；

决策层3-3，还用于基于模拟行驶结果，通过通信层3-1给下车辆控制装置发送控制指令，自主实现自平衡自行车的行驶功能。

需要说明的是，在本发明实施例中，由于当自平衡自行车处于自动平衡模式时，自平衡自行车是需要自主行驶的，因而，上车辆控制装置通过仿真复现层3-4在得到综合行驶状态之后，还可以将综合行驶状态发送给决策层3-3，以便于通过决策层3-3根据综合行驶状态，决策出自平衡自行车的行驶功能。

本发明实施例中，上车辆控制装置通过决策层3-3，可以利用控制理论，或是人工智能算法等，针对综合行驶状态生成预控制指令，预控制指令用于控制自平衡自行车的行驶过程。

需要说明的是，上车辆控制装置通过仿真复现层3-4在根据预控制指令，在模拟空间进行模拟行驶时，是指在模拟空间，利用预控制命令控制自平衡自行车的行驶，并将所得到的结果作为模拟行驶结果。

可以理解的是，在得到模拟行驶结果之后，上车辆控制装置通过决策层3-3判断模型行驶结果是否满足安全要求，行驶功能所对应的要求，或是其他行驶要求，只有在达到上述要求之后，上车辆控制装置才会通过决策层3-13基于模拟行驶结果，利用通信层3-1给下车辆控制装置发送控制指令，控制自平衡自行车的自主行驶。

本发明实施例中，上车辆控制装置还可以通过决策层根据综合行驶状态，生成预控制指令，并通过仿真复现层根据预控制指令，在模拟空间对自平衡自行车进行驾驶，得到模式行驶结果，最后，通过决策层根据模拟行驶结果，给下车辆控制装置发送控制指令，如此，自平衡自行车能够根据行驶环境，决策自平衡自行车的行驶功能，完成自主行驶。

在本发明的一些实施例中，仿真复现层3-4，还用于将综合行驶状态呈现在显示界面上；

通信层3-1，还用于接收针对显示界面上的综合行驶状态的功能操作指令；

决策层3-3，还用于根据功能操作指令，实现自平衡自行车的行驶功能。

需要说明的是，上车辆控制装置通过仿真复现层3-4，将综合行驶状态呈现在显示界面上，以提醒用户针对该综合行驶状态进行操作，确定出自平衡自行车的形式功能，同时，上车辆控制装置通过通信层3-1接收用户针对显示接收上的综合行驶状态所发出的功能操作指令，并通过决策层3-4，根据所接收到的功能操作指令，实现用户所指定的形式功能。

可以理解的是，功能操作指令可以是前进、刹车、转向等操作指令，也可以是避障、导航等操作指令，还可以是其他操作指令，本发明实施例在此不作限定。

需要说明的是，显示界面可以是指自平衡自行车上所设置的显示界面，也可以是指自平衡自行车所连接的计算机的显示界面，即用户通过计算机远程控制自平衡自行车。具体的显示界面可以根据实际情况进行设定，本发明实施例在此不作限定。

本发明实施例中，上车辆控制装置还能将综合行驶状态呈现给用户，并根据用户的操作完成行驶功能，如此，能够使自平衡自行车在人工干预下的行驶。

在本发明的一些实施例中，行驶功能至少包括避障功能；

决策层3-3，还用于当综合行驶状态表征行驶环境中存在障碍物时，基于综合行驶状态，规划避障路线，并通过通信层3-1给下车辆控制装置发送控制指令，以控制自平衡自行车按照避障路线自主行驶，实现自平衡自行车的避障功能。

本发明实施例是在自平衡自行车躲避障碍物的场景下实现的。需要说明的是，在本发明的一些实施例中，上车辆控制装置在通过决策层3-3在规划好避障路线之后，还可以先通过仿真重现层3-4，在虚拟空间进行模拟行驶，并通过决策层3-3，根据模拟行驶所得到的模拟行驶结果，控制自平衡自行车按照避障路线自主行驶。

此时，上车辆控制装置通过决策层3-3，根据综合行驶状态生成避障预控制指令，并将避障预控制指令传输给仿真复现层3-4；通过仿真复现层3-4，根据避障预控制指令，在模拟空间进行模拟避障，生成避障模拟结果，并将避障模拟结果再次传输给决策层3-3；最后，上车辆控制装置通过决策层3-3，确定出控制指令，通过通信层3-11给下车辆控制装置发送控制指令，以控制自平衡自行车躲避障碍物。

需要说明的是，避障预控制指令中，包含有自平衡自行车需要转向的角度、转向时的速度等信息，还可以包含有其他躲避障碍物所需要的信息，本发明实施例在此不作具体限定。

可以理解的是，避障模拟结果是指上车辆控制装置根据避障预控制指令，在模拟空间控制自平衡自行车的进行行驶所得到的结果。上车辆控制装置需要通过决策层3-3，判断通过仿真复现层3-4所生成的避障模拟结果是否满足安全要求，以及是否成功躲避过了障碍物，最后根据判断结果，通过通信层3-1给下车辆控制装置发送控制指令，以控制自平衡自行车躲避障碍物。

示例性的，本发明实施例提供了模拟避障的示意图，如图9所示，当自平衡自行车9-1的正前方5m处有一个圆柱形障碍物9-2，且该圆柱形障碍物的半径为10cm，高度为2m时，上车辆控制装置通过决策层3-3决策出自平衡自行车应当从左侧绕过该障碍物，到达预设位置9-3处以完成避障，并根据上述决策结果生成避障预控制指令。上车辆控制装置通过仿真复现层3-4根据避障预控制指令，在模拟空间先按照图9中的路线进行行驶，直至到达预设位置9-3处，得到避障模拟结果，并将避障模拟结果传输给决策层3-3，以便于通过决策层3-3根据该避障模拟结果控制自平衡自行车躲避障碍物。

本发明实施例中，上车辆控制装置通过决策层在从综合行驶数据中判断出行驶环境中存在障碍物时，能够规划出避障路线，并下车辆控制装置发送控制指令，如此，使自平衡自行车按照避障路线行驶，如此，自平衡自行车就能实现自主避障。

在本发明的一些实施例中，自平衡自行车还能在行驶时对目的地进行导航，并自主行驶至目的地。当自平衡自行车在自动平衡模式的行驶中，获得了用户所发出的目的地指令时，上车辆控制装置通过决策层3-3，会根据综合行驶状态和目的地指令生成导航预控制指令，并将导航预控制指令传输给仿真复现层3-4；上车辆控制装置通过仿真复现层3-4，在模拟空间按照规划路线进行行驶，生成导航模拟结果，并将导航模拟结果传输给决策层3-3；

上车辆控制装置通过决策层3-3，还会判断导航模拟结果是否符合要求，在符合要求时通过通信层3-1给下车辆控制装置发送控制指令，以控制自平衡自行车按照规划路线行驶。

需要说明的是，导航预控制命令中，包含有自平衡自行车完成导航功能的所有信息，例如，目的地信息，规划路线，以及自平衡自行车在行驶时的速度、在路口转向的角度等等，本发明实施例在此不作限定。

可以理解的是，上车辆控制装置在生成导航预控制指令之前，需要先知晓用户所需要到达的目的地。上车辆控制装置通过通信层3-1接收用户发出的目的地指令，并通过通信层3-1将目的地指令传输给决策层3-3。上车辆控制装置通过决策层3-3，从目的地指令中解析出目的地，并从综合行驶状态中得到自平衡自行车当前所处的位置，然后根据自平衡自行车当前所处的位置，以及目的地，自动规划行驶路线，得到规划路线，以及自动确定出自平衡自行车在行驶过程中的其他参数，得到导航预控制指令。

需要说明的是，本发明实施例中，目的地指令可以是从用户的语音中解析出的指令，还可以是从用户在触控式屏幕所输入的文字中解析出的指令，本发明实施例在此不作限定。

本发明实施例中，导航模拟结果是指根据导航预控制指令，在模拟空间控制自平衡自行车的进行行驶，所得到的结果。

示例性的，本发明实施例提供了自平衡自行车按照规划路线行驶的示意图，参见图10，当自平衡自行车10-1处于自动平衡模式时，且上车辆控制装置通过通信层3-1接收到用户通过语音发出目的地指令之后，上车辆控制装置通过决策层3-3从综合行驶数据中得到自平衡自行车10-1的当前位置，并将当前位置作为起始位置，根据起始位置和目的地10-2生成规划路线，并确定出自平衡自行车的行驶速度等参数，得到导航预控制指令。之后，上车辆控制装置通过仿真复现层3-4，在模拟空间中根据导航预控制指令按照规划路线进行行驶，得到导航模拟结果。最后，上车辆控制装置通过决策层3-3根据导航模拟结果，给下车辆控制装置发送控制命令，以使自平衡自行车10-1到达目的地10-2。

本发明实施例中，上车辆控制装置通过决策层在从综合行驶数据中确定出自平衡自行车的当前位置，从目的地指令中确定出目的地，进而根据当前位置和目的地生成导航预控制指令，并通过仿真复现层，根据导航预控制指令得到导航模拟结果，进而通过决策层，根据导航模拟结果，给下车辆控制装置发送控制指令。如此，自平衡自行车就能实现导航并自主行驶至用户所需要到达的位置。

在本发明的一些实施例中，决策层3-3，还用于在模拟行驶结果满足预设行驶要求时，将预控制指令作为控制指令，并通过通信层3-1将控制指令发送给下车辆控制装置；

决策层3-3，还用于在模拟行驶结果不满足预设行驶要求时，重新根据综合行驶状态生成更新后的预控制指令，将更新后的预控制指令传输给仿真复现层3-4；

仿真复现层3-4，还用于根据更新后的预控制指令，在模拟空间进行模拟行驶，得到更新后的模拟行驶结果，并将更新后的模拟行驶结果传输给决策层3-3；

决策层3-3，还用于基于更新后的模拟行驶结果，通过通信层3-1给下车辆控制装置发送控制指令，以控制自平衡自行车的行驶功能。

需要说明的是，在本发明实施例中，预设行驶要求中包括有所有保证自平衡自行车安全行驶的要求，例如，行驶速度要求、转向角度要求等，当然，还可以包括其他要求，例如礼让行人的要求等，具体的预设行驶要求可以根据实际情况进行设置，本发明实施例在此不作限定。

本发明实施例中，上车辆控制装置通过决策层，判断模拟行驶结果是否满足预设行驶要求，在模拟行驶结果满足预设行驶要求时，直接将预控制指令作为控制指令，发送给下车辆控制装置，以使自平衡自行车按照预控制指令进行自主行驶；当模拟行驶结果不满足要求时，则需要重新生成更新后的预控制指令，并再次对更新后的模拟行驶结果进行判断，直至更新后的模拟行驶结果满足预设行驶要求时，才能将更新后的预控制指令作为控制指令，发送给下车辆控制装置，如此，能够保证自平衡自行车均是在符合预设行驶要求的情况下行驶的，保障自平衡自行车自主行驶的安全。

下面，将结合本发明实施例提供的示例性应用和实施，说明本发明实施例提供的数据处理方法。

参见图11，为本发明实施例提供的数据处理方法的一个可选的流程示意图，本发明实施例提供的时数据处理方法，应用于上车辆控制装置，包括：

S101、接收行驶模式指令和下车辆控制装置发送的原始车辆行驶数据；下车辆控制装置设置于自平衡自行车上。

上车辆控制装置通过数据层接收行驶模式指令，同时接收下车辆控制装置所发送的原始车辆行驶数据。

S102、当行驶模式指令表征进入自动平衡模式时，从原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，对关键行驶数据进行结构化转换，得到结构化行驶数据并存储；关键行驶数据表征决定自平衡自行车的行驶状态的数据。

当行驶模式指令表征用户指示自平衡自行车进入自动平衡模式时，上车辆控制装置会从原始车辆行驶数据中，挑选出能够决定自平衡自行车的行驶状态的数据，并对这些关键行驶数据进行结构化整理，将整理结果作为结构化行驶数据写入到上车辆控制装置的存储空间之中。

S103、当从自动平衡模式切换至手动控制模式时，结束存储结构化行驶数据。

当用户从自动平衡模式切换到手动控制模式时，由于此时的行驶数据对自平衡自行车的算法优化的意义较低，因而，上车辆控制装置不会将手动控制模式下的结构化行驶数据写入至存储空间中，即结束存储结构化行驶数据。

S104、基于结构化行驶数据，分析自平衡自行车的行驶功能。

上车辆控制装置在得到结构化行驶数据之后，就可以对自平衡自行车的行驶功能进行分析，以提示用户手动实现行驶功能，或是自主决策实现行驶功能。

本发明实施例中，上车辆控制装置能够在自动平衡模式下，将关键行驶数据转换为结构化行驶数据并存储，而在切出自动平衡模式进入手动控制模式时，不再对结构化行驶数据进行存储，如此，上车辆控制装置不仅能够实现对自平衡自行车行驶参数进行整合并记录，同时，还能减少手动控制模式下的冗余数据占用存储资源。

在本发明的一些实施例中，在当从自动平衡模式切换至手动控制模式时，结束存储结构化行驶数据之后，即S103之后，该方法还可以包括：

S105、当行驶模式指令表征再次进入自动平衡模式时，从原始车辆行驶数据中挑选出更新关键行驶数据，对更新关键行驶数据进行结构化转换，得到更新结构化行驶数据并存储。

本发明实施例中，上车辆控制装置在用户再次切换进自动平衡模式时，会重新开始对获取关键行驶数据，并将关键行驶数据转换为结构化行驶数据并存储的过程，使得自动平衡模式下的关键行驶数据均能被存储，不会被遗漏。

在本发明的一些实施例中，接收行驶模式指令和下车辆控制装置发送的原始车辆行驶数据，即S101的具体实现过程，可以包括：S1011-S1012，如下：

S1011、接收行驶模式指令，以及接收平衡控制装置发送的原始平衡信号，转向控制装置发送的原始转向信号，和驱动装置发送的原始驱动信号。

S1012、分别对原始平衡信号、原始转向信号和原始驱动信号进行解析，得到原始车辆行驶数据。

上车辆控制装置需要先通过通信层的数据接收模块接收行驶模式指令，同时分别接收平衡控制装置所采集到的原始平衡信号、转向控制装置所采集到的而原始转向信号，以及驱动装置所采集到的原始驱动信号。之后，上车辆控制装置通过数据解析模块，分别对原始平衡信号、原始转向信号和原始驱动信号进行转换，得到原始平衡数据、原始转向数据和原始驱动数据，并将原始平衡数据、原始转向数据和原始驱动数据整合起来，得到原始车辆行驶数据。

本发明实施例中，上车辆控制装置可以通过数据接收模块接收下车辆控制装置所发送的信号，并通过数据解析模块对下车辆控制装置所发送的信号进行转换、整理，得到原始车辆行驶数据，如此，上车辆控制装置就可以得到原始车辆行驶数据了。

在本发明的一些实施例中，当行驶模式指令表征进入自动平衡模式时，从原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，对关键行驶数据进行结构化转换，得到结构化行驶数据并存储，即S102的具体实现过程，可以包括：S1021-S1022，如下：

S1021、当行驶模式指令表征进入自动平衡模式时，从原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，对关键行驶数据进行结构化转换，得到结构化行驶数据并存储。

S1022、当从自动平衡模式切换至手动控制模式时，结束存储结构化行驶数据。

在自平衡自行车进入自动平衡模式之后，上车辆控制装置便会从原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，然后将关键行驶数据转换为结构化行驶数据，并将结构化行驶数据写入到上车辆控制装置的存储空间中，以对自平衡自行车的关键行驶数据进行保存。在自平衡自行车根据用户的所发出的切换指令，从自动平衡模式切换到手动控制模式之后，上车辆控制装置就不会再将结构化行驶数据写入其自身的存储空间了，即结束存储结构化行驶数据。

本发明实施例中，上车辆控制装置能够先从原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，进而将关键行驶数据转换为结构化行驶数据进行存储，如此，上车辆控制装置就能够将自动平衡模式下的关键行驶数据进行存储，以便于后续用这些数据进行算法优化。除此之外，在从自动平衡模式切换至手动控制模式之后，上车辆控制装置就会结束对结构化行驶数据的存储，以减少冗余数据对存储空间的消耗。

在本发明的一些实施例中，在当从自动平衡模式切换至手动控制模式之后，即S1022之后，该方法还可以包括：S1023，如下：

S1023、获取结构化数据，对结构化数据进行绘制，得到绘制结果，并将绘制结果呈现在显示界面上。

在自平衡自行车从自动平衡模式切换到手动控制模式之后，例如，用户通过手动控制模式停止行驶，上车辆控制装置还可以利用数据图表复现模块，将存储空间中所存储的结构化行驶数据提取处理，并对结构化行驶数据进行绘制呈现，如此，能够便于用户知晓在自动平衡模式时自平衡自行车的关键性行驶数据。

本发明实施例中，上车辆控制装置还可以对已经存储的结构化行驶数据绘制在显示界面上，使得用户能够在结构化行驶数据存储完成之后，知晓自平衡自行车在自动控制模式时的行驶参数。

在本发明的一些实施例中，基于图11，参见图12，为本发明实施例提供的数据处理方法的另一个可选的流程示意图，在当行驶模式指令表征进入自动平衡模式时，从原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，对关键行驶数据进行结构化转换，得到结构化行驶数据并存储之后，即S103之后，该方法还可以包括：S106-S109，如下：

S106、接收环境感知传感器上传的行驶过程中的环境感知数据。

上车辆控制装置还可以接收下车辆控制装中的环境感知传感器上传的环境感知数据，环境感知数据是指自平衡自行车在行驶过程中所处环境数据。

S107、对环境感知数据进行结构化处理，得到语义感知信息。

S108、将语义感知信息和结构化行驶数据映射到模拟空间，得到综合行驶状态。

上车辆控制装置在得到环境感知数据之后，会将环境感知数据转化为语义感知信息，并将语义感知信息和结构化行驶数据一同通过数字孪生，映射到计算机所构建的模拟空间中，将自平衡自行车与行驶环境的参数进行关联，得到综合行驶状态。

S109、基于综合行驶状态，自主实现自平衡自行车的行驶功能。

上车辆控制装置在得到综合行驶状态之后，就能够根据综合行驶状态，对自平衡自行车进行控制，以使自平衡自行车能够自动地完成各种行驶功能。

本发明实施例中，上车辆控制装置还能根据由环境感知数据所转换而来的语音感知信息，以及自平衡自行车本身的结构化行驶数据，在模拟空间得到自平衡自行车的综合行驶状态，并且根据综合行驶状态，自动控制自平衡自行车完成行驶功能，如此，上车辆控制装置就可以得到自平衡自行车与行驶环境的关系，以及根据自平衡自行车与行驶环境的关系，控制自平衡自行车自动完成行驶功能。

在本发明的一些实施例中，基于综合行驶状态，自主实现自平衡自行车的行驶功能，即S109的具体实现过程，可以包括：S1091-S1093，如下：

S1091、根据综合行驶状态生成预控制指令。

S1092、根据预控制指令，在模拟空间进行模拟行驶，得到模拟行驶结果并呈现。

上车辆控制装置需要先根据综合行驶状态，生成对应的预控制指令，然后根据该预控制指令，在模拟空间控制自平衡自行车的行驶，将最后得到的形式结果作为模拟行驶结果，并将该模拟行驶结果呈现在显示界面上。

S1093、基于模拟行驶结果，给下车辆控制状态发送控制指令，自主实现自平衡自行车的行驶功能。

上车辆控制状态判断模拟行驶结果是否满足要求，在满足要求时，给下车辆控制装置发送控制指令，以通过控制指令平衡动量轮系统、前把转向系统和后轮驱动系统的运行，实现自平衡自行车的自主行驶。

本发明实施例中，上车辆控制装置能够先针对综合行驶状态生成预控制指令，并在数字虚拟空间按照预控制指令操控自平衡自行车进行模拟行驶，最后，根据模拟行驶所得到的模拟行驶结果，控制自平衡自行车的行驶，如此，自平衡自行车能够根据行驶环境，决策自平衡自行车的行驶功能，完成自主行驶。

在本发明的一些实施例中，基于图12，参见图13，为本发明实施例提供的数据处理方法的又一个可选的流程示意图，在将语义感知信息和结构化行驶数据映射到模拟空间，得到综合行驶状态之后，即S108之后，该方法还可以包括：S110-S111，如下：

S110、将综合行驶状态，呈现在显示界面上。

S111、接收针对显示界面上的综合行驶状态的功能操作指令，根据功能操作指令，实现自平衡自行车的行驶功能。

除了根据综合行驶状态自主控制自平衡自行车行驶之外，上车辆控制装置还可以将综合行驶状态显示在显示界面上，以使用户知晓当前自平衡自行车处于何种状态，并接收用户针对综合行驶状态的所下达功能操作指令，并根据功能操作指令，控制自平衡自行车行驶。如此，能够使自平衡自行车在人工干预下的行驶。

在本发明的一些实施例中，行驶功能至少包括：避障功能；基于综合行驶状态，自主实现自平衡自行车的行驶功能，即S109可以包括：S1094，如下：

S1094、当综合行驶状态表征行驶环境中存在障碍物时，基于综合行驶状态，规划避障路线，并给下车辆控制装置发送控制指令，以控制自平衡自行车按照避障路线自主行驶，实现自平衡自行车的避障功能。

上车辆控制装置能够从综合行驶状态中知晓行驶环境中是否具有障碍物，当具有障碍物时，会根据行驶环境的信息，以及自平衡自行车当前的行驶数据，为自平衡自行车规划出避障路线，并通过给下车辆控制装置发送控制指令，控制自平衡自行车平衡动量系统、前把转向系统和后轮驱动系统的运行，以实现自动躲避障碍物的功能。

本发明实施例中，上车辆控制装置可以在环境中存在障碍物时，生成避障路线，并通过给下车辆控制装置发送控制指令，自动控制自平衡自行车避开障碍物，如此，自平衡自行车就能实现自主避障。

在本发明的一些实施例中，基于模拟行驶结果，给下车辆控制状态发送控制指令，自主实现自平衡自行车的行驶功能，即S1093的具体实现过程，可以包括：S1093a-S1093d，如下：

S1093a、在模拟行驶结果满足预设行驶要求时，将预设控制指令作为控制指令，并将控制指令发送给下车辆控制装置。

当上车辆控制装置判断出模拟行驶结果满足预设行驶要求时，认为该模拟行驶结果是合格的，此时，会直接将预设控制指令作为控制指令，通过通信层发送给下车辆控制装置，以自主实现自平衡自行车的行驶功能。

S1093b、当模拟行驶结果不满足预设行驶要求时，重新根据综合行驶状态生成更新后的预控制指令。

S1093c、根据更新后的预控制指令，在模拟空间进行模拟行驶，得到更新后的模拟行驶结果。

S1093d、基于更新后的模拟行驶结果，给下车辆控制装置发送控制指令，以控制自平衡自行车的行驶功能。

当上车辆控制装置判断出模拟行驶结果不满足预设行驶要求时，会重新进入根据综合行驶状态生成预控制指令的过程，得到更新后的预控制指令，然后继续在模拟空间用更新后的预控制指令，控制自平衡自行车的行驶，得到模拟行驶结果，再判断更新后的模拟行驶结果是否满足预设行驶要求，直至得到满足预设行驶要求的更新后的模拟行驶结果，最后根据更新后的模拟行驶结果，向下车辆控制装置发送控制指令。

本发明实施例中，上车辆控制装置会对模拟行驶结果进行判断，只有当模拟行驶结果满足预设行驶要求时，将预控制指令作为控制指令，发送给下车辆控制装置，当模拟行驶结果不满足预设行驶要求时，会重新生成预控制指令，再次重复上述过程，如此，能够保证自平衡自行车的行驶过程，始终是满足预设行驶要求的。

下面，将说明本发明实施例在一个实际场景中的示例性应用。

参见图14，为上车辆控制装置的软件框架示意图。上车辆控制装置包括：硬件通信层14-1、数据处理层14-2、系统重现与仿真层14-3(仿真复现层)和系统决策层14-4(决策层)。其中，硬件通信层14-1和下车辆控制装置，以及感知传感器(环境感知传感器)进行通信，接收下车辆控制装置、感知传感器发送的原始信号，利用数据解析模块14-11将原始信号解析为原始数据(原始车辆行驶数据)，以及给下车辆控制装置发送指令。数据处理层14-2对原始数据进行处理，数据处理层14-2中的数据记录模块14-21会在自平衡自行车进行自平衡模式(自动平衡模式)时开启，数据处理层中的数据记录格式转换工具14-22从原始数据中得到关键数据(关键行驶数据)，并将关键数据以二进制形式实时保存。当自平衡自行车切出自平衡模式时，数据记录模块14-21停止工作，数据图表复现工具14-23(数据图表复现模块)对二进制的关进数据进行解析制表，并进行复现。当自平衡自行车再次进入自平衡模式时，数据记录模块14-21会再次工作，录入关键数据，且每次录入的关键数据不会覆盖原先所存储的关键数据。

通信层14-1中的感知传感器驱动14-12(环境感知传感器驱动)接收感知传感器发送的原始感知数据，数据处理层14-2中的感知模块14-24，会将原始感知数据，整理得到结构化、语义化的环境感知信息(语义感知信息)。系统重现与仿真层14-3通过数字孪生14-31，将环境感知信息和自平衡自行车的状态有机整合，决策层14-4通过有机整合的结果进行决策14-41，生成预控制命令(预控制指令)，同时，系统重现与仿真层14-3还可以根据预控制命令生成模拟结果(模拟行驶结果)，并将模拟结果展现出来，最后，当模拟结果达到开发者要求时，下车辆控制装置执行预控制命令。

通过上述方式，上车辆控制装置不仅能够将自平衡自行车处于自平衡模式时的行驶数据存储，还可以将这些行驶数据进行绘制以呈现，同时，还可以根据环境感知信息，和自平衡自行车的状态决策出预控制命令，并根据预控制命令控制自平衡自行车进行自主行驶。

本发明实施例提供一种存储有可执行指令的存储介质，其中存储有可执行数据处理指令，当可执行数据处理指令被处理器执行时，将引起处理器执行本发明实施例提供的数据处理方法，例如，如图11、图12和图13示出的方法。

在一些实施例中，存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。

在一些实施例中，可执行指令可以采用程序、软件、软件模块、脚本或代码的形式，按任意形式的编程语言(包括编译或解释语言，或者声明性或过程性语言)来编写，并且其可按任意形式部署，包括被部署为独立的程序或者被部署为模块、组件、子例程或者适合在计算环境中使用的其它单元。

作为示例，可执行指令可以但不一定对应于文件系统中的文件，可以可被存储在保存其它程序或数据的文件的一部分，例如，存储在超文本标记语言(HTML，Hyper TextMarkup Language)文档中的一个或多个脚本中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者，存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。

作为示例，可执行指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。

以上所述，仅为本发明的实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种上车辆控制装置，其特征在于，设置于自平衡自行车上，包括：通信层、数据处理层和决策层；

所述通信层，用于接收行驶模式指令，以及接收所述下车辆控制装置发送的原始车辆行驶数据，传输所述原始车辆行驶数据和所述行驶模式指令至所述数据处理层；所述下车辆控制装置设置于所述自平衡自行车上；

所述数据处理层，用于当所述行驶模式指令表征进入自动平衡模式时，从所述原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，对所述关键行驶数据进行结构化转换，得到结构化行驶数据并存储；所述关键行驶数据表征决定所述自平衡自行车的行驶状态的数据；以及从所述自动平衡模式切换至手动控制模式时，结束存储所述结构化行驶数据；

所述决策层，用于基于所述结构化行驶数据，分析所述自平衡自行车的行驶功能。

2.根据权利要求1所述的上车辆控制装置，其特征在于，

所述数据处理层，还用于当所述行驶模式指令表征再次进入所述自动平衡模式时，从所述原始车辆行驶数据中挑选出更新关键行驶数据，对所述更新关键行驶数据进行结构化转换，得到更新结构化行驶数据并存储。

3.根据权利要求1所述的上车辆控制装置，其特征在于，

所述下车辆控制装置包括：平衡控制装置、转向控制装置和驱动控制装置；所述原始车辆行驶数据包括：原始平衡数据、原始转向数据和原始驱动数据；

所述通信层包括：数据接收模块和数据解析模块；

所述数据接收模块，用于接收所述行驶模式指令，并将所述行驶模式指令传输至所述数据处理层，以及接收所述平衡控制装置发送的原始平衡信号，所述转向控制装置发送的原始转向信号，和所述驱动控制装置发送的原始驱动信号，并将所述原始平衡信号、原始转向信号和所述原始驱动信号传输给所述数据解析模块；

所述数据解析模块，用于分别对所述原始平衡信号、所述原始转向信号和所述原始驱动信号进行解析，得到所述原始车辆行驶数据，以及将所述原始车辆行驶数据传输至所述数据处理层。

4.根据权利要求1所述的上车辆控制装置，其特征在于，

所述数据处理层包括：数据转换模块和数据记录模块；

所述数据转换模块，用于当所述行驶模式指令表征进入所述自动平衡模式时，从所述原始车辆行驶数据中挑选出所述关键行驶数据，对所述关键行驶数据进行结构化转换，得到所述结构化行驶数据，并将所述结构化行驶数据传输给所述数据记录模块；

所述数据记录模块，用于存储所述结构化行驶数据；以及当从所述自动平衡模式切换至所述手动控制模式时，结束存储所述结构化行驶数据。

5.根据权利要求4所述的上车辆控制装置，其特征在于，

所述数据处理层还包括：数据图表复现模块；

所述数据图表复现模块，用于从所述自动平衡模式切换至所述手动控制模式之后，从所述数据记录模块中获取所述结构化数据，对所述结构化数据进行绘制，得到绘制结果，并将所述绘制结果呈现在显示界面上。

6.根据权利要求1至5任一项所述的上车辆控制装置，其特征在于，

所述下车辆控制装置还包括：环境感知传感器；所述上车辆控制装置还包括：仿真复现层；所述通信层还包括：环境感知传感器驱动；所述数据处理层还包括：环境感知模块；

所述数据处理层，还用于将所述结构化行驶数据传输给所述仿真复现层；

所述环境感知传感器驱动，用于接收所述环境感知传感器上传的行驶过程中的环境感知数据，并传输所述环境感知数据至所述环境感知模块；

所述环境感知模块，用于对所述环境感知数据进行结构化处理，得到语义感知信息，并将所述语义感知信息传递给所述仿真复现层；

所述仿真复现层，用于将所述语义感知信息和所述结构化行驶数据映射到模拟空间，得到综合行驶状态；

所述决策层，还用于基于综合行驶状态，自主实现自平衡自行车的行驶功能。

7.根据权利要求6所述的上车辆控制装置，其特征在于，

所述仿真复现层，还用于将所述综合行驶状态传输给所述决策层；

所述决策层，还用于根据所述综合行驶状态生成预控制指令，并将所述预控制指令传输给所述仿真复现层；

所述仿真复现层，还用于根据所述预控制指令，在所述模拟空间进行模拟行驶，得到模拟行驶结果并呈现，以及将所述模拟行驶结果传输给所述决策层；

所述决策层，还用于基于所述模拟行驶结果，通过所述通信层给所述下车辆控制装置发送控制指令，自主实现所述自平衡自行车的行驶功能。

8.根据权利要求6所述的上车辆控制装置，其特征在于，

所述仿真复现层，还用于将所述综合行驶状态呈现在的显示界面上；

所述通信层，还用于接收针对所述显示界面上的所述综合行驶状态的功能操作指令；

所述决策层，还用于根据所述功能操作指令，实现所述自平衡自行车的行驶功能。

9.根据权利要求7所述的上车辆控制装置，其特征在于，所述行驶功能至少包括避障功能；

所述决策层，还用于当所述综合行驶状态表征行驶环境中存在障碍物时，基于所述综合行驶状态，规划避障路线，并通过所述通信层给所述下车辆控制装置发送控制指令，以控制所述自平衡自行车按照所述避障路线自主行驶，实现所述自平衡自行车的避障功能。

10.根据权利要求6所述的上车辆控制装置，其特征在于，

所述决策层，还用于在所述模拟行驶结果满足预设行驶要求时，将所述预控制指令作为控制指令，并通过所述通信层将所述控制指令发送给所述下车辆控制装置；

所述决策层，还用于在所述模拟行驶结果不满足所述预设行驶要求时，重新根据所述综合行驶状态生成更新后的预控制指令，将所述更新后的预控制指令传输给所述仿真复现层；

所述仿真复现层，还用于根据所述更新后的预控制指令，在所述模拟空间进行模拟行驶，得到更新后的模拟行驶结果，并将所述更新后的模拟行驶结果传输给所述决策层；

所述决策层，还用于基于所述更新后的模拟行驶结果，通过所述通信层给所述下车辆控制装置发送控制指令，以控制所述自平衡自行车的行驶功能。

11.一种数据处理方法，其特征在于，应用于上车辆控制装置，包括：

接收行驶模式指令和下车辆控制装置发送的原始车辆行驶数据；所述下车辆控制装置设置于自平衡自行车上；

当所述行驶模式指令表征进入自动平衡模式时，从所述原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，对所述关键行驶数据进行结构化转换，得到结构化行驶数据并存储；所述关键行驶数据表征决定所述自平衡自行车的行驶状态的数据；

当从所述自动平衡模式切换至手动控制模式时，结束存储所述结构化行驶数据；

基于所述结构化行驶数据，分析所述自平衡自行车的行驶功能。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，在所述当所述行驶模式指令表征进入自动平衡模式时，从所述原始车辆行驶数据中挑选出关键行驶数据，对所述关键行驶数据进行结构化转换，得到结构化行驶数据并存储之后，所述方法还包括：

接收环境感知传感器上传的行驶过程中的环境感知数据；

对所述环境感知数据进行结构化处理，得到语义感知信息；

将所述语义感知信息和所述结构化行驶数据映射到模拟空间，得到综合行驶状态；

基于所述综合行驶状态，自主实现所述自平衡自行车的行驶功能。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在将所述语义感知信息和所述结构化行驶数据映射到模拟空间，得到综合行驶状态之后，所述方法还包括：

将所述综合行驶状态，呈现在显示界面上；

接收针对所述显示界面上的所述综合行驶状态的功能操作指令，根据所述功能操作指令，实现所述自平衡自行车的行驶功能。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述行驶功能至少包括：避障功能；所述基于所述综合行驶状态，自主实现所述自平衡自行车的行驶功能，包括：

当所述综合行驶状态表征行驶环境中存在障碍物时，基于所述综合行驶状态，规划避障路线，并给所述下车辆控制装置发送控制指令，以控制所述自平衡自行车按照所述避障路线自主行驶，实现所述自平衡自行车的避障功能。

15.一种存储介质，其特征在于，存储有可执行数据处理指令，用于引起处理器执行时，实现权利要求11至14任一项所述的方法。

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