CN113335429A - 一种自感式运动状态指示灯及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种自感式运动状态指示灯及控制方法，涉及信号灯技术领域，包括保护壳，保护壳内固定有六轴传感器、控制器和指示灯组件，保护壳上开有与指示灯组件对应的透光孔，控制器上连接有指示灯驱动电路，六轴传感器的输出端与控制器的信号传输端连接，控制器的输出端与指示灯驱动电路的控制端连接，指示灯驱动电路用于驱动指示灯组件，本自感式运动状态指示灯基于六轴传感器对方向和速度的感知，无需人工操作，从而确定该用户正处于左转、右转、减速或停止等运动状态，对应控制指示灯组件作出灯光指示，使附近的其它用户能通过指示灯组件作出的灯光指示从而判断该用户的运动状态，及时作出反应，避免与该用户相撞。

Description

一种自感式运动状态指示灯及控制方法
技术领域
本发明涉及信号灯技术领域，具体为一种自感式运动状态指示灯及控制方法。
背景技术
随着车辆技术的发展，交通工具的使用日益繁多，摩托车和自行车由于体积小和使用方便成为重要的交通工具。由于摩托车和自行车小巧，在车辆行进朝向的横截面过小，通常都不会安装提示灯，使得在其后面行进的车辆、行人无法及时获取前车的行驶状态(如左转、右转)，容易导致发生碰撞。只有极少部分注重安全性的车主才会安装提示灯，但提示灯均需要手动操控打开及关闭，使用较不方便，且容易出现忘记操控的情况。
类似的事件，如“夜跑”，通常运动员在夜晚跑步时会在身上穿着反光衣或佩戴荧光手环，通过作出手势以提示其后面行进的车辆、行人，但此种方式对于手部残疾的运动员来说是极难完成的，容易出现提示不及时的情况而导致发生碰撞。
发明内容
本发明为克服上述情况不足，旨在提供一种能解决上述问题的技术方案。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自感式运动状态指示灯，包括保护壳；保护壳内固定有六轴传感器、控制器和指示灯组件，保护壳用于对六轴传感器、控制器和指示灯组件进行保护；保护壳上开有与指示灯组件对应的透光孔；控制器上连接有指示灯驱动电路；六轴传感器的输出端与控制器的信号传输端连接，控制器的输出端与指示灯驱动电路的控制端连接，指示灯驱动电路用于驱动指示灯组件。
作为本发明的进一步方案：指示灯组件包括左转向灯、右转向灯和刹车灯。
作为本发明的进一步方案：指示灯驱动电路包括三极管Q2、三极管Q5、三极管Q6、电阻R2、电阻R3和电阻R5；左转向灯的负极与三极管Q2的集电极连接，控制器的单片机U1的AIN07端脚通过电阻R2与三极管Q2的基极连接；右转向灯的负极与三极管Q5的集电极连接，单片机U1的AIN05端脚通过电阻R3与三极管Q5的基极连接；刹车灯的负极与三极管Q6的集电极连接，单片机U1的AIN03端脚通过电阻R5与三极管Q6的基极连接。
作为本发明的进一步方案：保护壳上固定有位置灯，控制器上连接有位置灯驱动电路，控制器通过位置灯驱动电路控制位置灯。
作为本发明的进一步方案：位置灯驱动电路包括三极管Q7和电阻R7，位置灯的负极与三极管Q7的集电极连接，控制器的单片机U1的AIN02端脚通过电阻R7与三极管Q7的基极连接。
作为本发明的进一步方案：控制器采用独立电源的形式获电；配置有电源BT1和电源管理电路；第一电源BT1的正极最终与控制器的单片机U1的数字信号电源端连接；电源管理电路包括充电接口USB1和充电管理芯片U4，充电接口USB1经充电管理芯片U4最终与第一电源BT1的正极连接，充电管理芯片U4的充电状态指示端与单片机U1的充电反馈端连接。
作为本发明的进一步方案：电源管理电路还包括电量提示灯组件，控制器的单片机U1根据电源BT1的电压驱动电量提示灯组件；电量提示灯组件包括电量提示灯L1、电量提示灯L2、电量提示灯L3、电量提示灯L4；电量提示灯L1的正极与单片机U1的VRER端脚连接，电量提示灯L1的负极与单片机U1的OSCO端脚连接；电量提示灯L2的正极与单片机U1的OSCI端脚连接，电量提示灯L2的负极与单片机U1的OSCO端脚连接；电量提示灯L3的正极与单片机U1的VRER端脚连接，电量提示灯L3的负极与单片机U1的OSCI端脚连接；电量提示灯L4的正极与单片机U1的OSCO端脚连接，电量提示灯L4的负极与单片机U1的OSCI端脚连接。
作为本发明的进一步方案：保护壳的外侧设有安装部，保护壳通过安装部固定在载体上。
作为本发明的进一步方案：保护壳的外侧成型有连接卡块，安装部上成型有与连接卡块对应的连接卡槽；连接卡块上设置有防脱凸块，连接卡槽内设置有安装槽，安装槽内设置有一弹性连接杆，弹性连接杆的一端与安装槽的内壁一体成型，另一端设置有与防脱凸块对应的防脱卡槽；保护壳与安装部之间通过连接卡块、连接卡槽进行可拆卸连接，保外壳与安装部连接时，防脱凸块对应卡入防脱卡槽内。
作为本发明的进一步方案：安装部包括连接在保护壳的外侧的固定带。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：本运动状态指示灯基于六轴传感器对方向和速度的感知，从而确定该用户正处于左转、右转、减速或停止等运动状态，对应控制指示灯组件作出灯光指示，使附近的其它用户能通过指示灯组件作出的灯光指示从而判断该用户的运动状态，及时作出反应，避免与该用户相撞；本运动状态指示灯无需手动控制指示灯组件，整体使用更方便，同时也能减少因用户在行进过程中一心多用而导致的事故发生。
本发明还提供一种自感式运动状态指示灯的控制方法，控制方法的具体步骤为：
A1：六轴传感器实时采集所述保护壳的角速度向量及线加速度向量；
A2：控制器实时获取六轴传感器所采集的数据，根据六轴传感器所采集的数据判断用户的运动状态；
A3：控制器在判定用户的运动状态后，通过指示灯驱动电路驱动指示灯组件中对应的指示灯。
作为本发明的进一步方案：所述步骤A2中，控制器判断用户的运动状态包括：左转状态、右转状态、减速状态、以及停止状态。
作为本发明的进一步方案：减速状态包括直行时减速状态、左转时减速状态、以及右转时减速状态；
所述步骤A3中：
控制器判定用户的运动状态为左转状态后，驱动左转向灯；控制器判定用户的运动状态为右转状态后，驱动右转向灯；控制器判定用户的运动状态为直行时减速状态后，驱动刹车灯；控制器判定用户的运动状态为左转时减速状态后，同时驱动刹车灯、左转向灯；控制器判定用户的运动状态为右转时减速状态后，同时驱动刹车灯、右转向灯；控制器判定用户的运动状态为停止状态后，同时驱动左转向灯、右转向灯。
作为本发明的进一步方案：控制器驱动该运动状态对应的指示灯组件的指示灯前，关闭上一运动状态对应的指示灯组件的指示灯。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：采用六轴传感器对保护壳的角速度向量及线加速度向量进行采集，能够更准确的反映出保护壳在随用户运动过程中的角度信息和速度信息，进而实现对用户的运动状态的准确判定，达到提示附近的其它用户的目的。
附图说明
图1是本发明的结构爆炸示意图；
图2是图1中A处局部结构放大示意图；
图3是本发明的另一结构爆炸示意图；
图4是图3中B处局部结构放大示意图；
图5是本发明中固定带的结构示意图；
图6是本发明中保护壳的主视图；
图7是本发明中保护壳的结构爆炸示意图；
图8是本发明中保护壳的另一结构爆炸示意图；
图9是本发明的电路框架图；
图10是本发明中控制器的电路示意图；
图11是本发明中六轴传感器的电路示意图；
图12是本发明中指示灯驱动电路的电路示意图；
图13是本发明中位置灯驱动电路的电路示意图；
图14是本发明中电源管理模块的电路示意图；
图中的附图标记及名称如下：
保护壳-1，六轴传感器-2，控制器-3，指示灯组件-4，透光孔-5，指示灯驱动电路-6，位置灯-7，位置灯驱动电路-8，电源管理模块-9，电量提示灯组件-10，透光保护罩-11，安装部-12，左转向灯-41，右转向灯-42，刹车灯-43，连接卡块-1201，连接卡槽-1202，防脱凸块-1203，安装槽-1204，弹性连接杆-1205，防脱卡槽-1206，固定带-1211。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1～14，一种自感式运动状态指示灯，包括保护壳1，保护壳1内固定有六轴传感器2、控制器3和指示灯组件4；保护壳1上开有与指示灯组件4对应的透光孔5。保护壳1用于对六轴传感器2、控制器3和指示灯组件4进行保护。控制器3上连接有指示灯驱动电路6；六轴传感器2的输出端与控制器3的信号传输端连接，控制器3的输出端与指示灯驱动电路6的控制端连接，指示灯驱动电路6用于驱动指示灯组件6。本运动状态指示灯基于六轴传感器2对方向和速度的感知，从而确定该用户正处于左转、右转、减速或停止等运动状态，对应控制指示灯组件4作出灯光指示，使附近的其它用户能通过指示灯组件4作出的灯光指示从而判断该用户的运动状态，及时作出反应，避免与该用户相撞。本运动状态指示灯无需手动控制指示灯组件4，整体使用更方便，同时也能减少因用户在行进过程中一心多用而导致的事故发生。
六轴传感器在图11中选用SH3001,可以替代该型号的六轴传感器很多，价格也都相近，功能参数基本相同，例如SH2100，等等，在此不一一例举。
控制器的单片机U1在图10中选用MC51F003A4，可以替代该型号的单片机很多，价格也都相近，功能参数基本相同，例如STM8S003，等等，在此不一一例举。
进一步的，指示灯组件4包括左转向灯41、右转向灯42和刹车灯43，可用于指示左转、右转、以及减速，功能性更好。
具体请参阅图10、图12，指示灯驱动电路6包括三极管Q2、三极管Q5、三极管Q6、电阻R2、电阻R3和电阻R5；左转向灯41的负极与三极管Q2的集电极连接，控制器3的单片机U1的AIN07端脚通过电阻R2与三极管Q2的基极连接，右转向灯42的负极与三极管Q5的集电极连接，单片机U1的AIN05端脚通过电阻R3与三极管Q5的基极连接，刹车灯43的负极与三极管Q6的集电极连接，单片机U1的AIN03端脚通过电阻R5与三极管Q6的基极连接。整体电路布局简洁，利于节省成本。
进一步的，保护壳1上固定有位置灯7，控制器3上连接有位置灯驱动电路8，控制器3通过位置灯驱动电路8控制位置灯7，位置灯7用于表示该用户的位置信息，使附近的其它用户能通过位置灯发出的灯光从而获取该用户的位置信息。
具体请参阅图10、图13，位置灯驱动电路8包括三极管Q7和电阻R7，位置灯7的负极与三极管Q7的集电极连接，单片机U1的AIN02端脚通过电阻R7与三极管Q7的基极连接，整体电路布局简洁，利于节省成本。
实际应用时，为使得附近的其它用户能时刻通过位置灯发出的灯光发现该用户，尤其在周围环境可见度较低的情况下能提前作出反应，控制器3在工作状态下通过位置灯驱动电路8控制位置灯7常亮。
如图12～13所示，位置灯7由至少1个发光二极管组成，发光二极管的数量多于1个时采用并联的方式连接。刹车灯43、左转向灯41及右转向灯42的设置均与位置灯7雷同，均为由至少1个发光二极管组成，发光二极管的数量多于1个时采用并联的方式连接。用户可根据所需亮度配置相应数量的发光二极管。
进一步的，控制器3采用独立电源的形式获电。本运动状态指示灯配置有电源管理模块9，电源管理模块9包括电源BT1、充电接口USB1和充电管理芯片U4，第一电源BT1的正极最终与控制器3的单片机U1的数字信号电源端连接。充电接口USB1经充电管理芯片U4最终与第一电源BT1的正极连接，充电管理芯片U4的充电状态指示端与单片机U1的充电反馈端连接。可对电源BT1进行充电，实用性更好。
当外部电源通过充电接口USB1向电源BT1供电时，充电管理芯片U4的充电状态指示端被内部开关拉到低电平，表示充电正在进行；否则充电管理芯片U4的充电状态指示端处于高阻态。
充电管理芯片U4在图3中选用TP4054，可以替代该型号的充电管理芯片很多，价格也都相近，功能参数基本相同，例如SL8254，等等，在此不一一例举。
进一步的，电源管理模块9还包括电量提示灯组件10，控制器3的单片机U1根据第一电源BT1的电压对应驱动电量提示灯组件10。电量提示灯组件10用于向用户反馈第一电源BT1的电量。
具体请参阅图10、图14，电量提示灯组件10包括电量提示灯L1、电量提示灯L2、电量提示灯L3、电量提示灯L4。电量提示灯L1的正极与单片机U1的VRER端脚连接，电量提示灯L1的负极与单片机U1的OSCO端脚连接；电量提示灯L2的正极与单片机U1的OSCI端脚连接，电量提示灯L2的负极与单片机U1的OSCO端脚连接；电量提示灯L3的正极与单片机U1的VRER端脚连接，电量提示灯L3的负极与单片机U1的OSCI端脚连接；电量提示灯L4的正极与单片机U1的OSCO端脚连接，电量提示灯L4的负极与单片机U1的OSCI端脚连接。
当需要单独控制电路提示灯L1时，单片机U1的VRER端脚输出高电平，单片机U1的OSCO端脚输出地电平，保持单片机U1的OSCO端脚无输出，此时电路提示灯L1导通，电量提示灯L2、电量提示灯L3和电量提示灯L4均不导通。电量提示灯L2、电量提示灯L3和电量提示灯L4的单独导通控制方式与电路提示灯L1控制方式，均为控制与电量提示灯的正极对应的单片机U1的端脚输出高电平，与电量提示灯的负极对应的单片机U1的端脚输出低电平，余下的单片机U1的端脚无输出。通过电量提示灯与单片机U1的连接方式，有效节省单片机U1的端脚数量，只需通过单片机U1的3个端脚即可控制4个电量提示灯。
实际应用时，电量提示灯L1、电量提示灯L2、电量提示灯L3和电量提示灯L4可以采用不同颜色的光源，且分别表示电源BT1的25％电量、50％电量、75％电量、100％电量。
控制器3的控制端连接有控制部件，控制部件可以是控制按钮、触摸控制屏等信号输入部件，作用之一为控制本运动状态指示灯的开/关机。
本发明还提供了该自感式运动状态指示灯的控制方法，该控制方法的工作流程为：
A1：六轴传感器2实时采集所述保护壳1的角速度向量及线加速度向量；
A2：控制器3实时获取六轴传感器2所采集的数据，根据六轴传感器2所采集的数据判断用户的运动状态；
A3：控制器3在判定用户的运动状态后，通过指示灯驱动电路6驱动指示灯组件4中对应的指示灯。
所述步骤A2中，控制器3判断用户的运动状态包括：左转状态、右转状态、减速状态、以及停止状态。减速状态包括直行时减速状态、左转时减速状态、以及右转时减速状态。
所述步骤A3中：控制器3判定用户的运动状态为左转状态后，驱动左转向灯41；控制器3判定用户的运动状态为右转状态后，驱动右转向灯42；控制器3判定用户的运动状态为直行时减速状态后，驱动刹车灯43；控制器3判定用户的运动状态为左转时减速状态后，同时驱动刹车灯43、左转向灯41；控制器3判定用户的运动状态为右转时减速状态后，同时驱动刹车灯43、右转向灯42；控制器3判定用户的运动状态为停止状态后，同时驱动左转向灯41、右转向灯42。
采用六轴传感器对保护壳的角速度向量及线加速度向量进行采集，能够更准确的反映出保护壳在随用户运动过程中的角度信息和速度信息，进而实现对用户的运动状态的准确判定，达到准确提示附近的其它用户的目的。
为使附近的其它用户能更好地对指示灯组件发出的灯光作出反应，控制器3驱动该运动状态对应的指示灯前，关闭上一运动状态对应的指示灯。
优选的，保护壳的外侧设有安装部，保护壳1通过安装部固定在载体上，载体除可以是需要灯光指示的人以外，也可以是需要灯光指示的物品、交通工具、动物等。透光孔5上覆盖有透光保护罩11，用于进一步保护保护壳1内的灯。
具体请,参阅图1～4，本发明实施例一中，保护壳1的外侧成型有连接卡块1021，安装部12上成型有与连接卡块1201对应的连接卡槽1202；连接卡块1201上设置有防脱凸块1203，连接卡槽1202内设置有安装槽1204，安装槽1204内设置有一弹性连接杆1205，弹性连接杆1205的一端与安装槽1204的内壁一体成型，另一端设置有与防脱凸块1203对应的防脱卡槽1206；保护壳1与安装部12之间通过连接卡块1201、连接卡槽1202进行可拆卸连接，保外壳1与安装部12连接时，防脱凸块1203对应卡入防脱卡槽1206内。保护壳1与安装部12可拆卸连接，安装部12固定在物品、交通工具上，保护壳1从该物品、交通工具上临时取下进行维护或充电时更方便。
安装部12在图1中为卡箍，用户可根据需要更换成夹爪、强力胶、螺纹件、挂钩等能够固定在该物品、交通工具上的结构件。作用相同，在此不一一例举。
具体请参阅图5，本发明实施例二中，安装部包括连接在保护壳1的外侧的固定带1211。可用于穿戴，随用随带。
固定带1211在图5中为背带，用于进行背持穿戴，用户可根据需求更换成肩带、腰带等可穿戴在人、动物身上的固定部件。作用相同，在此不一一例举。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (14)

1.一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：包括保护壳；
保护壳内固定有六轴传感器、控制器和指示灯组件，保护壳用于对六轴传感器、控制器和指示灯组件进行保护；
保护壳上开有与指示灯组件对应的透光孔；
控制器上连接有指示灯驱动电路；
六轴传感器的输出端与控制器的信号传输端连接，控制器的输出端与指示灯驱动电路的控制端连接，指示灯驱动电路用于驱动指示灯组件。
2.根据权利要求1所述的一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：指示灯组件包括左转向灯、右转向灯和刹车灯。
3.根据权利要求2所述的一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：指示灯驱动电路包括三极管Q2、三极管Q5、三极管Q6、电阻R2、电阻R3和电阻R5；
左转向灯的负极与三极管Q2的集电极连接，控制器的单片机U1的AIN07端脚通过电阻R2与三极管Q2的基极连接；
右转向灯的负极与三极管Q5的集电极连接，单片机U1的AIN05端脚通过电阻R3与三极管Q5的基极连接；
刹车灯的负极与三极管Q6的集电极连接，单片机U1的AIN03端脚通过电阻R5与三极管Q6的基极连接。
4.根据权利要求2所述的一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：保护壳上固定有位置灯，控制器上连接有位置灯驱动电路，控制器通过位置灯驱动电路控制位置灯。
5.根据权利要求4所述的一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：位置灯驱动电路包括三极管Q7和电阻R7，位置灯的负极与三极管Q7的集电极连接，控制器的单片机U1的AIN02端脚通过电阻R7与三极管Q7的基极连接。
6.根据权利要求2所述的一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：控制器采用独立电源的形式获电；
配置有电源管理模块；
电源管理模块包括电源BT1、充电接口USB1和充电管理芯片U4，
第一电源BT1的正极最终与控制器的单片机U1的数字信号电源端连接；
充电接口USB1经充电管理芯片U4最终与第一电源BT1的正极连接，充电管理芯片U4的充电状态指示端与单片机U1的充电反馈端连接。
7.根据权利要求6所述的一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：电源管理模块还包括电量提示灯组件，控制器的单片机U1根据电源BT1的电压驱动电量提示灯组件；
电量提示灯组件包括电量提示灯L1、电量提示灯L2、电量提示灯L3、电量提示灯L4；
电量提示灯L1的正极与单片机U1的VRER端脚连接，电量提示灯L1的负极与单片机U1的OSCO端脚连接；
电量提示灯L2的正极与单片机U1的OSCI端脚连接，电量提示灯L2的负极与单片机U1的OSCO端脚连接；
电量提示灯L3的正极与单片机U1的VRER端脚连接，电量提示灯L3的负极与单片机U1的OSCI端脚连接；
电量提示灯L4的正极与单片机U1的OSCO端脚连接，电量提示灯L4的负极与单片机U1的OSCI端脚连接。
8.根据权利要求2-7任一项所述的一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：保护壳的外侧设有安装部，保护壳通过安装部固定在载体上。
9.根据权利要求8所述的一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：保护壳的外侧成型有连接卡块，安装部上成型有与连接卡块对应的连接卡槽；连接卡块上设置有防脱凸块，连接卡槽内设置有安装槽，安装槽内设置有一弹性连接杆，弹性连接杆的一端与安装槽的内壁一体成型，另一端设置有与防脱凸块对应的防脱卡槽；
保护壳与安装部之间通过连接卡块、连接卡槽进行可拆卸连接，保外壳与安装部连接时，防脱凸块对应卡入防脱卡槽内。
10.根据权利要求8所述的一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：安装部包括连接在保护壳的外侧的固定带。
11.一种自感式运动状态指示灯的控制方法，包括权利要求2-10任一项所述的一种自感式运动状态指示灯，控制方法的具体步骤为：
A1：六轴传感器实时采集所述保护壳的角速度向量及线加速度向量；
A2：控制器实时获取六轴传感器所采集的数据，根据六轴传感器所采集的数据判断用户的运动状态；
A3：控制器在判定用户的运动状态后，通过指示灯驱动电路驱动指示灯组件中对应的指示灯。
12.根据权利要求11所述的一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：所述步骤A2中，控制器判断用户的运动状态包括：左转状态、右转状态、减速状态、以及停止状态。
13.根据权利要求12所述的一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：减速状态包括直行时减速状态、左转时减速状态、以及右转时减速状态；
所述步骤A3中：
控制器判定用户的运动状态为左转状态后，驱动左转向灯；
控制器判定用户的运动状态为右转状态后，驱动右转向灯；
控制器判定用户的运动状态为直行时减速状态后，驱动刹车灯；
控制器判定用户的运动状态为左转时减速状态后，同时驱动刹车灯、左转向灯；
控制器判定用户的运动状态为右转时减速状态后，同时驱动刹车灯、右转向灯；
控制器判定用户的运动状态为停止状态后，同时驱动左转向灯、右转向灯。
14.根据权利要求12-13任一项所述的一种自感式运动状态指示灯，其特征在于：控制器驱动该运动状态对应的指示灯组件的指示灯前，关闭上一运动状态对应的指示灯组件的指示灯。
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