CN112606929B - 车座高度升降控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车座高度升降控制系统，包括：车座升降机构，用于接收参考骑行高度和垂直高度，并在所述垂直高度大于所述参考骑行高度时，驱动车座下降以使得所述垂直高度等于所述参考骑行高度，还用于在所述垂直高度小于所述参考骑行高度时，驱动车座上升以使得所述垂直高度等于所述参考骑行高度；超声测距机构，面对地面安装，设置在自行车的车座的下侧面，包括超声发射器、设置在超声发射器附近的超声接收器、微控制器和气温测量仪。本发明的车座高度升降控制系统逻辑紧凑、具有一定的自动化水平。由于能够对自行车车座当前高度以及最近人体骑行高度之间的数值差进行评估，以决定车座的上升或下降高度，从而为人体提供舒适的骑行高度。
Description
技术领域
本发明涉及自行车控制领域，尤其涉及一种车座高度升降控制系统。
背景技术
自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿色环保的交通工具。英文bicycle。其中bi意指二，而cycle意指轮，即两轮车。在中国大陆 、中国台湾、新加坡，通常称其为“自行车”或“脚踏车”；在中国港澳则通常称其为“单车”；而在日本称为“自转车”。自行车种类很多，有单人自行车，双人自行车还有多人自行车。
可以作为环保的交通工具用来代步、出行；越来越多的人将自行车作为健身器材用来骑行锻炼、自行车出游；自行车本身也是一项体育竞技运动，有公路自行车赛、山地自行车赛、场地自行车赛、特技自行车比赛等。
自行车的车架、轮胎、脚踏、刹车、链条等25个部件中，其基本部件缺一不可。其中，车架是自行车的骨架，它所承受的人和货物的重量最大。按照各部件的工作特点，大致可将其分为导向系统、驱动系统、制动系统。
发明内容
本发明至少需要具有以下两个重要的发明点：
(1)对自行车车座当前高度以及最近人体骑行高度之间的数值差进行评估，以决定车座的上升或下降高度，为人体提供舒适的骑行高度；
(2)对最近人体目标执行针对性的高度测量，并采用预设比例进行骑行高度的计算，为车座的调节提供有效的参考数据。
根据本发明的一方面，提供了一种车座高度升降控制系统，所述系统包括：
超声测距机构，设置在自行车的车座的下侧面，包括超声发射器、设置在超声发射器附近的超声接收器、微控制器和气温测量仪；
其中，所述超声发射器和所述超声接收器都面对地面设置。
更具体地，根据本发明的车座高度升降控制系统中：
所述微控制器分别与所述超声发射器、所述超声接收器和所述气温测量仪连接，用于基于所述超声发射器、所述超声接收器和所述气温测量仪的输出数据判断所述车座的下侧面到地面的垂直高度。
更具体地，根据本发明的车座高度升降控制系统中，还包括：
车座升降机构，用于接收参考骑行高度和垂直高度，并在所述垂直高度大于所述参考骑行高度时，驱动车座下降以使得所述垂直高度等于所述参考骑行高度；
所述车座升降机构还用于在所述垂直高度小于所述参考骑行高度时，驱动车座上升以使得所述垂直高度等于所述参考骑行高度；
全景摄像机，设置在自行车的把手的中央位置，用于对自行车的周围执行摄像动作，以获得对应的车体周围图像；
数据滤波设备，位于自行车的把手上，与所述全景摄像机连接，用于对接收到的车体周围图像执行导向滤波处理，以获得对应的数据滤波图像；
信号鉴别机构，与所述数据滤波设备连接，用于识别所述数据滤波图像中的各个人体目标，将所述各个人体目标中景深值最浅的人体目标作为典型目标，并将所述典型目标的景深值作为第一参数；
内容分析设备，与所述信号鉴别机构连接，用于获取所述典型目标在所述数据滤波图像中占据的在垂直方向上最多的像素点数量以作为第二参数输出；
参数转换机构，分别与所述信号鉴别机构和所述内容分析设备连接，用于基于所述第一参数和所述第二参数估算最近人体的参考高度；
数据提取设备，分别与所述车座升降机构和所述参数转换机构连接，用于接收最近人体的参考高度，并将所述最近人体的参考高度与预设折算比例相乘以获得参考骑行高度；
其中，基于所述第一参数和所述第二参数估算最近人体的参考高度包括：所述第一参数与估算的最近人体的参考高度成单调正相关的关系；
其中，基于所述第一参数和所述第二参数估算最近人体的参考高度包括：所述第二参数与估算的最近人体的参考高度成单调正相关的关系；
其中，在所述数据提取设备中，所述预设折算比例的取值在0.5到1之间。
本发明的车座高度升降控制系统逻辑紧凑、具有一定的自动化水平。由于能够对自行车车座当前高度以及最近人体骑行高度之间的数值差进行评估，以决定车座的上升或下降高度，从而为人体提供舒适的骑行高度。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的车座高度升降控制系统所应用的自行车车座的外形结构图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的车座高度升降控制系统的实施方案进行详细说明。
自行车车垫是骑行时与屁股直接接触的自行车配件，由4部分构成，可分为两种。窄型细长的硬座垫，这种窄型的硬车垫常见于运动型单车，是设计给高速巡航用的。宽大而软的舒适型座垫，这样的座垫较常见于入门车种或休闲取向的单车，是设计给慢速巡航用的。
窄型细长的硬座垫，这种窄型的硬车垫常见于运动型单车，是设计给高速巡航用的。踩踏速度快时宽的车垫容易摩擦大腿内侧而疼痛，也影响踩踏动作所以设计细长而窄。软的车垫无法稳稳撑住身体影响踩踏效率，臀部就像陷在沙发一样，软座垫与臀部接触面积大，踩得快臀部一直动反而因为过多的摩擦而疼痛，硬质车垫比较适合快速的踩踏动作。
现有技术中，自行车的车座高度是固定的，无法适应各种不同高度的用户。即使一些用户了解如何手动上升或下降车座高度以使得与自己骑行高度相适应，但一方面，手动调节的模式精度不够，另一方面，手动操作较为繁琐，需要多次反复试验才能达到一个用户中意的高度。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种车座高度升降控制系统，能够有效解决相应的技术问题。
根据本发明实施方案示出的车座高度升降控制系统包括：
超声测距机构，设置在自行车的车座的下侧面，包括超声发射器、设置在超声发射器附近的超声接收器、微控制器和气温测量仪；
其中，如图1所示，给出了所述系统所应用的自行车车座的外形结构；
其中，所述超声发射器和所述超声接收器都面对地面设置。
接着，继续对本发明的车座高度升降控制系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述车座高度升降控制系统中：
所述微控制器分别与所述超声发射器、所述超声接收器和所述气温测量仪连接，用于基于所述超声发射器、所述超声接收器和所述气温测量仪的输出数据判断所述车座的下侧面到地面的垂直高度。
在所述车座高度升降控制系统中，还包括：
车座升降机构，用于接收参考骑行高度和垂直高度，并在所述垂直高度大于所述参考骑行高度时，驱动车座下降以使得所述垂直高度等于所述参考骑行高度；
所述车座升降机构还用于在所述垂直高度小于所述参考骑行高度时，驱动车座上升以使得所述垂直高度等于所述参考骑行高度；
全景摄像机，设置在自行车的把手的中央位置，用于对自行车的周围执行摄像动作，以获得对应的车体周围图像；
数据滤波设备，位于自行车的把手上，与所述全景摄像机连接，用于对接收到的车体周围图像执行导向滤波处理，以获得对应的数据滤波图像；
信号鉴别机构，与所述数据滤波设备连接，用于识别所述数据滤波图像中的各个人体目标，将所述各个人体目标中景深值最浅的人体目标作为典型目标，并将所述典型目标的景深值作为第一参数；
内容分析设备，与所述信号鉴别机构连接，用于获取所述典型目标在所述数据滤波图像中占据的在垂直方向上最多的像素点数量以作为第二参数输出；
参数转换机构，分别与所述信号鉴别机构和所述内容分析设备连接，用于基于所述第一参数和所述第二参数估算最近人体的参考高度；
数据提取设备，分别与所述车座升降机构和所述参数转换机构连接，用于接收最近人体的参考高度，并将所述最近人体的参考高度与预设折算比例相乘以获得参考骑行高度；
其中，基于所述第一参数和所述第二参数估算最近人体的参考高度包括：所述第一参数与估算的最近人体的参考高度成单调正相关的关系；
其中，基于所述第一参数和所述第二参数估算最近人体的参考高度包括：所述第二参数与估算的最近人体的参考高度成单调正相关的关系；
其中，在所述数据提取设备中，所述预设折算比例的取值在0.5到1之间。
在所述车座高度升降控制系统中，还包括：
高度预警机构，与所述数据提取设备连接，用于在所述垂直高度大于所述参考骑行高度且二者的差值超过车座当前下降高度极限时，发出超高预警指令。
在所述车座高度升降控制系统中：
所述高度预警机构还用于在所述垂直高度小于所述参考骑行高度且二者的差值超过车座当前上升高度极限时，发出超低预警指令。
在所述车座高度升降控制系统中，还包括：
ADSL通信接口，与所述数据滤波设备连接，用于将所述数据滤波设备的当前发送数据通过ADSL通信线路进行发送。
在所述车座高度升降控制系统中，还包括：
WIFI通信设备，通过无线通信网络分别与所述数据滤波设备和所述信号鉴别机构建立无线通信连接；
其中，所述数据滤波设备和所述信号鉴别机构分别采用不同型号的ASIC芯片来实现且所述数据滤波设备和所述信号鉴别机构被集成在同一块印刷电路板上。
在所述车座高度升降控制系统中，还包括：
温度传感设备，分别与所述数据滤波设备和所述信号鉴别机构连接，用于分别检测所述数据滤波设备和所述信号鉴别机构的外壳温度。
在所述车座高度升降控制系统中，还包括：
闪光灯控制器，位于所述全景摄像机的一侧，用于基于实时环境亮度控制闪光灯的开闭；
其中，基于实时环境亮度控制闪光灯的开闭包括：当实时环境亮度小于等于预设亮度阈值时，打开闪光灯。
在所述车座高度升降控制系统中，还包括：
北斗星导航设备或者GPS定位设备，设置在数据滤波设备的一侧，用于提供数据滤波设备当前的卫星定位数据。
另外，在所述车座高度升降控制系统中，所述GPS定位设备内，GPS 是英文GlobalPositioning System(全球定位系统)的简称。GPS起始于1958 年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报搜集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994 年，全球覆盖率高达98％的24颗GPS卫星星座己布设完成。利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，他极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (8)
1.一种车座高度升降控制系统，其特征在于，所述系统包括：
超声测距机构，设置在自行车的车座的下侧面，包括超声发射器、设置在超声发射器附近的超声接收器、微控制器和气温测量仪；
其中，所述超声发射器和所述超声接收器都面对地面设置；
所述微控制器分别与所述超声发射器、所述超声接收器和所述气温测量仪连接，用于基于所述超声发射器、所述超声接收器和所述气温测量仪的输出数据判断所述车座的下侧面到地面的垂直高度；
车座升降机构，用于接收参考骑行高度和垂直高度，并在所述垂直高度大于所述参考骑行高度时，驱动车座下降以使得所述垂直高度等于所述参考骑行高度；
所述车座升降机构还用于在所述垂直高度小于所述参考骑行高度时，驱动车座上升以使得所述垂直高度等于所述参考骑行高度；
全景摄像机，设置在自行车的把手的中央位置，用于对自行车的周围执行摄像动作，以获得对应的车体周围图像；
数据滤波设备，位于自行车的把手上，与所述全景摄像机连接，用于对接收到的车体周围图像执行导向滤波处理，以获得对应的数据滤波图像；
信号鉴别机构，与所述数据滤波设备连接，用于识别所述数据滤波图像中的各个人体目标，将所述各个人体目标中景深值最浅的人体目标作为典型目标，并将所述典型目标的景深值作为第一参数；
内容分析设备，与所述信号鉴别机构连接，用于获取所述典型目标在所述数据滤波图像中占据的在垂直方向上最多的像素点数量以作为第二参数输出；
参数转换机构，分别与所述信号鉴别机构和所述内容分析设备连接，用于基于所述第一参数和所述第二参数估算最近人体的参考高度；
数据提取设备，分别与所述车座升降机构和所述参数转换机构连接，用于接收最近人体的参考高度，并将所述最近人体的参考高度与预设折算比例相乘以获得参考骑行高度；
其中，基于所述第一参数和所述第二参数估算最近人体的参考高度包括：所述第一参数与估算的最近人体的参考高度成单调正相关的关系；
其中，基于所述第一参数和所述第二参数估算最近人体的参考高度包括：所述第二参数与估算的最近人体的参考高度成单调正相关的关系；
其中，在所述数据提取设备中，所述预设折算比例的取值在0.5到1之间。
2.如权利要求1所述的车座高度升降控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
高度预警机构，与所述数据提取设备连接，用于在所述垂直高度大于所述参考骑行高度且二者的差值超过车座当前下降高度极限时，发出超高预警指令。
3.如权利要求2所述的车座高度升降控制系统，其特征在于：
所述高度预警机构还用于在所述垂直高度小于所述参考骑行高度且二者的差值超过车座当前上升高度极限时，发出超低预警指令。
4.如权利要求3所述的车座高度升降控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
ADSL通信接口，与所述数据滤波设备连接，用于将所述数据滤波设备的当前发送数据通过ADSL通信线路进行发送。
5.如权利要求4所述的车座高度升降控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
WIFI通信设备，通过无线通信网络分别与所述数据滤波设备和所述信号鉴别机构建立无线通信连接；
其中，所述数据滤波设备和所述信号鉴别机构分别采用不同型号的ASIC芯片来实现且所述数据滤波设备和所述信号鉴别机构被集成在同一块印刷电路板上。
6.如权利要求5所述的车座高度升降控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
温度传感设备，分别与所述数据滤波设备和所述信号鉴别机构连接，用于分别检测所述数据滤波设备和所述信号鉴别机构的外壳温度。
7.如权利要求6所述的车座高度升降控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
闪光灯控制器，位于所述全景摄像机的一侧，用于基于实时环境亮度控制闪光灯的开闭；
其中，基于实时环境亮度控制闪光灯的开闭包括：当实时环境亮度小于等于预设亮度阈值时，打开闪光灯。
8.如权利要求7所述的车座高度升降控制系统，其特征在于，所述系统还包括：
北斗星导航设备或者GPS定位设备，设置在数据滤波设备的一侧，用于提供数据滤波设备当前的卫星定位数据。
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