CN114599575A - 安全集成个人移动车辆 - Google Patents

Abstract

一种安全集成电动车辆(SIPV)装置，包括：电动车辆，其进一步包括至少一个集成安全控制装置，其中该集成安全控制装置轮询多个传感器以检测与安全使用相关的当前SIPV数据；通到集成安全控制装置的通信链路，用于传输代表SIPV的当前使用的多个数据；以及从SIPV系统接收经由通信链路从集成安全控制装置接收的至少一指令，以指示SIPV上的多个控制单元修改当前操作参数，以将SIPV恢复至安全使用。

Description

安全集成个人移动车辆

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年3月18日提交的，Viner等人的美国临时专利申请序列号62/820,005(代理人案号5148.001PRV)的优先权，于2019年3月18日提交的，Viner等人的美国临时专利申请序列号62/820,013(代理人案号5148.002PRV)的优先权，于2019年3月18日提交的Viner等人的美国临时专利申请序列号为62/820,039(代理人案号5148.003PRV)的优先权，于2019年7月17日提交的Viner等人的美国临时专利申请序列号62/875,187(代理人案号5148.004PRV)的优先权，以及于2019年2月10日提交的Viner等人的美国临时专利申请序列号62/909,653(代理人案号5148.013PRV)的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

版权声明

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2019-2020车轮公司(Wheels Inc.)保留所有权利。

背景技术

共享车辆生态系统已从一群新兴的初创公司转变为在众多市场中具有多家公司的充满活力的行业，每家公司专门从事自行车和电动踏板车的短距离租赁。该行业在安全领域也经历了壮大的不易。这些服务的订户发生了许多被高度曝光的事故、损伤和死亡事件。已采取包含安全设备租赁的若干安全措施(例如，租用的传统自行车头盔或各种一次性头盔类型)。在每种情况下，这些一半的措施在头盔卫生、物品丢失/盗窃以及安全设备正被使用的验证方面都存在很多不足，并且最终在商业上不成功。此外，还没有任何方法与部署的共享骑行系统结合来为骑行者积极创建更安全的骑行。在所有先前的情况下，安全设备不与共享车辆通信，未集成到共享车辆租赁前后安全设备的部署或复原中。此外，每个共享车辆都未与共享骑行供应系统主动通信，以监控骑行和骑行者的安全相关行为。此外，先前的安全措施也严重依赖于直接人为参与(人为的头盔租赁/复原)(人为卫生处理和补存)并且几乎无力防止骑行者忽略安全设备的使用。

发明内容

本发明人已经认识到，除了其他方面外，要解决的问题可以包含使部署具有共享骑行系统的安全设备所涉及的劳动量最小化。要解决的问题的另一方面是将安全系统、传感器和用户安全设备集成到个人移动车辆的实际设计中。要解决的问题的另一方面是通过本发明的网络使能服务对个人移动车辆(共享车辆)持续保养和维护。要解决问题的第三个方面是在所述的解决方案中将服务项目与集成安全传感器和互连件集成。要解决的问题的第四个方面是来自个人移动车辆组件中的传感器、用户佩戴的安全装备、用户的移动设备以及车辆管理/服务协议的安全协议的闭环监控。

本主题提供针对这些问题的解决方案，诸如通过使用与个人移动车辆关联或集成的集成设计的安全设备，其a)被部署在共享车辆内，b)通信地耦合至共享车辆，c)耦合至作为整体的系统，其在车辆、共享车辆管理系统，以及各种安全设备之间持续通信，从而集成安全性和可服务性于共享车辆的设计中，与骑行期间使用各种安全检查的用户进行交互，d)任何部署的用户安全设备的检索，以及e)任何部署的用户安全设备的经验证的卫生处理，以及f)任何用户安全设备的重置以准备用于下一个用户。通过完成这些集成，本解决方案包括多个方面，其中该解决方案可以共同验证用户使用个人移动车辆、部署个人移动车辆、在租赁时管理可穿戴用户安全设备的部署、验证头盔的使用，在租赁期间监控共享车辆租赁者使用头盔，在租赁期间监控个人移动车辆，以及在没有服务人员干预的情况下检索和卫生处理头盔，以允许立即重新部署共享车辆具有相同的可穿戴安全设备，以及检测用户是否安全地使用共享车辆。本解决方案还可以在骑行期间通过使用个人移动车辆上的附加传感器来监控用户的安全状态。

这些非限制性示例中的每个都可以独立存在或者可以以各种排列组合或与一个或多个其他示例组合。

本概述旨在提供对本专利申请的主题的概述。无意提供对本发明的排他性或详尽的解释。详细的描述包含在内以提供关于本专利申请的进一步信息。

附图说明

在为了易于识别对任何特定元素或动作的讨论，附图标记中的一个或多个最有效数字是指首先引入该元素的图号。

在不一定按比例绘制的附图中，相似的附图标记可以在不同的视图中描述相似组件。具有不同字母后缀的相同附图标记可以代表相似组件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式大体示出了本文件中讨论的各种实施例。

图1是本文公开的安全集成电动车辆(SIPV)的示例；

图2是本文公开的安全集成电动车辆的控制的详细视图，显示了用户控制界面；

图3是本文公开的安全集成电动车辆的剖面图，显示了电气，机械以及系统组件；

图4是本文公开的安全集成电动车辆的分解图，显示了安全属性以及其他车辆组件；

图5是本文公开的安全集成电动车辆的剖视图，显示了电源和传感器安全特征；

图6是安装在安全集成电动车辆上的连接安全设备及其安装夹的示例。

图7是SIPV系统及其与SIPV交互的交互模块的功能图。

图8是本文公开的安全集成电动车辆的SIPV网状网络示例。

图9示出了根据一个实施例的SIPV骑行的启动(Initiation)。

图10图示了根据一个实施例的SIPV租赁期间的安全过程。

具体实施方式

系统级说明：

本说明中使用的示例旨在作为所提出的解决方案的中间示例，而不是所提出的解决方案的每个排列的详尽示例。可以理解，该解决方案的各方面的重组可导致许多排列。

图1中示出了安全启用个人移动车辆或安全集成电动车辆(SIPV)100。SIPV 100包括基本刚性框架102，其具有安装到框架102的至少两个车轮104，以支撑用于SIPV 100的至少一个用户的座椅108，以及安装到至少一个车轮104的铰接式转向柱108。车轮104进一步包括轮毂116、辐条118、轮辋120和轮胎106，前面的车轮104可旋转地铰接用于与铰接式转向柱108一起转向，铰接式转向柱进一步包括一组把手110，该把手与铰接式转向柱108基本垂直定向延伸，其中每个把手110设置成供用户在骑行SIPV 100时转向SIPV 100的高度。SIPV可以具有多种配置供用户坐在或站在SIPV 100上，图1描绘了就坐版本。把手110包含加速控制器112和把手制动控制器114，它们可操作地连接到在至少一个或多个车轮104中容纳制动器130的轮毂116。框架102进一步包括脚踏板122、灯128、驱动装置132，其可操作地连接至推动车轮104的加速控制器112(例如，经齿轮组或间接/直接驱动)、电源接口。虽然图1未示出，但SIPV 100还可以包括集成至SIPV 100的其他组件(例如，相机、加速器以及其他传感器)。

框架102可根据实施方式而变化，并且可以使用多种材料制造。在图1中的该版本解决方案中，框架102具有开放式设计以确保SIPV 100与所有服装类型兼容。框架102允许舒适的直立骑行姿态，允许骑行者坐在座椅108上，搁置在脚踏板122上，并允许SIPV 100停在支架124上。该版本解决方案中，驱动装置132位于后轮毂116中。安全联动装置136无线连接到安全设备138以将其链接到SIPV 100以允许SIPV 100迫使安全设备138的使用。为了清楚起见，该解决方案的变型集中于将头盔作为安全设备138使用，然而，该解决方案也考虑其他安全设备类型的分配或部署(例如，碎片保护、其他关节保护以及皮疹保护)。

车轮104上的轮胎可以由实心或抗穿刺材料制成。车轮104使用标准组件(例如，螺母)固定到框架102。通常，SIPV 100可以由独特的零件(例如，螺母和螺钉)制成，该零件具有有助于防盗的尺寸。例如，作为SIPV 100一部分的螺母和螺钉可以设计成只能用专有接口打开。SIPV 100还进一步包括电子触发闩锁的使用(例如，本说明书稍后描述的

接口)。

在解决方案的一些变型中，轮毂116容纳制动器130和/或驱动装置132。内部轮毂116可以保持用于制动器和齿轮的布线被封闭和隐藏。制动器130可以包括可操作地连接到把手制动控制器114和可操作地附接到驱动装置132的加速度控制器112的前鼓式制动器和后鼓式制动器。还可以使用其他类型的制动器，诸如盘式制动器、悬臂制动器和V形制动器。

灯128可以进一步包括至少多个LED灯，其通过安装在座杆126内部的电源302供电。稍后将在图3中介绍电源302。灯128可被复制到SIPV 100上的任何地方，以帮助提供夜间能见度。此外，发光或反光表面还可被应用到车轮、踏板和SIPV 100的其他可见区域上的标志区域，以增强解决方案的品牌化和安全性。该特征的示例是图1中的电源指示器134。

座杆126还可以是可调节的高度，其允许调节座椅108的高度。座杆126的快速释放特征被设计成允许容易的高度调节而无需完全移除座杆。座杆126上的编号系统可以帮助频繁使用的用户将座椅108的高度快速调节到骑行者期望的预设高度。

在图2中，把手110进一步包括安装件，其用于加速控制器112、制动控制器114、SIPV 100(BLE、蜂窝、WiFi)的网络连接、状态、位点、其他信息并显示从车载计算机208(功能在图3和图7中进一步被描述，安装在显示器202正下方，或框架102下方(图3中显示了第二选项))接收的数据的显示器202、转向信号控制器204以及用于通信至图7中介绍的SIPV系统700的天线206。转向信号控制器204还链接至灯128，以指示通过用户转向SIPV 100。所示解决方案的另一方面是骑行者认证装置210，其在书面说明中显示为二维码符号，但可以通过RFID技术、蓝牙、近场通信或其他设备配对技术来实现，以允许用户快速认证并购买骑行SIPV 100。

在图3中显示了SIPV 100的分解图，示出了基本刚性框架102，进一步包括：电源302，其为驱动装置132供电，驱动装置进一步包括：至少一驱动装置132，其驱动至少一个车轮104；骑行者认证装置128；加速控制器112，其链接到驱动装置132，用于响应来自用户输入的命令以开始、维持和减少SIPV 100的运动，从而校正所检测到的不安全状况，其中这些命令来自安装在把手上的控制器(112或114)，或来自SIPV系统700或车载计算机208。驱动装置132进一步包括：马达、到电源的电力联动装置，到SIPV系统700(图7)的通信联动装置，以及到驱动装置132所驱动的车轮104的机械联动装置。为清楚起见，马达可以直接驱动轮毂116或经链条/链轮/驱动轴/传动装置/或其他间接驱动方式间接驱动车轮。

在图4中，SIPV 100也可操作地链接到制动器130、驱动装置132和能量电源302；链接到灯128的控制器，该控制器用于发出车辆转弯或制动的信号(为了清楚起见，灯128包含在SIPV 100的背面和侧面的位点)。该SIPV 100联动装置是除了来自分别耦合到制动器或转向指示器的把手制动控制器114或转向信号控制器204的用户输入的机械输入之外附加的。SIPV 100经由安全联动装置136无线耦合到安全设备138(例如，该变型中的头盔)，安全联动装置136也连接到SIPV 100，以监控用户安全。该安全联动装置136被进一步连接到SIPV系统700，用于将其他安全相关数据传输到SIPV系统700，用于其他数据管理过程。与集成到该SIPV 100的安全解决方案交织的安全数据包括：车轮104上的轮胎压力或重量用于检测安全驱动状况以及安全负载(即，比SIPV 100可以处理的更多骑行者)。座椅传感器402与电源302互连，以在允许SIPV移动之前查实用户在座椅108上就位。碰撞传感器404允许SIPV 100识别不安全的驱动(例如，在人行道以及其他不安全的地形上骑行)。轮胎压力数据、与速度计结合工作的碰撞传感器的其他组合可以识别刚性框架102上的不安全速度和负载。通过陀螺仪感测数据提供SIPV 100滚动、偏航和俯仰位置以及SIPV 100角度和方向，从而估计SIPV运行状态，检测事故或对SIPV的其他影响，检测上坡行进以为驱动装置增加电力，检测下坡行进以查实系统制动或电力恢复协议，从而防止SIPV超过安全得体的速度。与加速器/速度计数据的集成还为SIPV 100和SIPV系统700提供重要数据，以检测、必要时干预，并且传输指令以驱动马达和制动性能。服务协议是从马达、制动器和电源中提取的(例如，电源302报告其充电状态和使用情况)。虽然没有明确使用传感器、扬声器/喇叭、显示器和前灯/信号灯/告示灯提示骑行者安全问题，但是视觉上、听觉上警告骑行者或触觉通知安全问题。最后，在该解决方案的变型中，其中在SIPV 100中安装至少一个摄像头/视频设备，这样对周围环境或物品的视觉检测也被集成到安全场景和法医事件记录中。摄像头可用于在骑行期间连续收集骑行周围环境，从而创建飞行记录器的等效性，并将骑行数据流传输至SIPV系统700，以便进行诊断。

为清楚起见，SIPV 100包括电动自行车、电动轻便摩托车、电动踏板车，并且可以进一步包括具有多达三个车轮的任何/所有电动移动车辆，这些车辆由电动机提供电力并且主要从电网获得能量——换句话说：可以再充电或由外部提供电力的EV。这些车辆包含纯电动车辆、通过电力辅助(例如脚踏式)辅助人力的车辆、电动机和小型内燃机组合的车辆(增程电动车辆–REEV)，以及可以经电网充电的混合动力车辆(插电式混合动力车辆–PHEV)。

在图5中，SIPV 100的横截面图进一步包括允许服务人员快速更换的电源302，其进一步包括安全和安保联锁，其保持SIPV 100免受故意破坏和其他威胁而更加安全。电源302使用与SIPV 100相互作用的座椅传感器402，以确定在骑行SIPV 100之前是否有骑行者出现在座椅108上，从而允许驱动装置132被啮合。如本解决方案中所定义的电源302包含如电池的电力存储设备或如燃料电池的有源发电设备，其提供了经一对氧化还原反应将燃料(通常为氢)和氧化剂(通常为氧)的化学能转化为电能的电化学电池。

如图5所示，具有用于就座在SIPV座杆126内侧的兼容尺寸的电源302被插入至SIPV 100中，其中首先插入电源302的电源连接器端部504。当电源302插入座杆126中时，螺线管闩锁506被压出，然后一旦电源302完全插入，螺线管闩锁506然后重新伸出将电源302锁定到座杆126中。当电源302完全插入座杆126时，电源连接器端部504与位于座杆126底部处的电源连接器插座508啮合。一旦电源连接器插座508与电源连接器端部504连接，电源302为SIPV 100及其相应的车辆控制器和认证系统控制器(112、114、210)提供电力，从而允许蓝牙低功耗或等效物与(SIPV 100或SIPV系统700)和车载计算机208通信，以启用对螺线管闩锁506的控制。然后启用电源302的服务，允许通过移动设备应用程序经由蓝牙低功耗(BLE)与螺线管闩锁506链接而触发螺线管闩锁506。一旦解锁，电源302是可移除的。SIPV系统700还可以触发螺线管闩锁506。使用移动设备应用程序，解锁和移除电源302的维护命令经由BLE被发送到机载计算机208，机载计算机208经由数字总线将命令发给螺线管闩锁506。该数字总线可以是CAN总线或UART或其他数字总线格式。如上所述，电源302进一步包括座椅传感器402，其包括集成力敏电阻器驱动电路或其等效物，其允许检测就座骑行者的存在。此外，如果存在禁用请求(例如，SIPV被盗或损坏)，电源302还可经由BLE接收来自服务技术人员、SIPV系统700或车载计算机208的停用命令。

本解决方案电源302提供用于SIPV 100的大量服务，其中维护移动设备可以经由BLE同时解锁多个SIPV 100上的多个螺线管闩锁506。这促使电源302调动以及用于SIPV系统700的其他操作或服务指标的大量服务和追踪，以对其执行优化或分析。在电源302在现场耗尽并且螺线管闩锁506处于未通电状态的情况下，电源302进一步包括：电源接入端口，其即使在电源302未通电时，也能够使技术人员为螺线管闩锁506提供电力，并允许移除电源302。本发明的电源配置中的附加安全考虑进一步包括保持SIPV驱动装置132未通电，直到遵循包括使用安全设备138的机载计算机208规定的加电程序。电源302进一步包括数字在电源指示器134或者显示器202上显示剩余容量的显示。电源302可以填充有可变数量的电池/燃料电池以减轻重量和成本，或依从当地法规。

图6显示了安全设备138及其安装夹602的变型，其中它可被安装在SIPV 100上。在SIPV 100上可以安装安全设备138的地方有很多，并且该解决方案的各种安装变型主要由于美观。这样做的主要原因是在安全设备138和安装夹602以不干扰安全操作的方式安装的情况下，允许SIPV 100操作。解决方案的安全设备138部署的这种变型的特征在于安装夹602，其中安全设备138具有许多夹凹口或安全设备保持槽610，其在安全设备138被放置到安装夹602的基部中并且向上放置到位时，与安全设备保持器604配合，使得安全设备保持器604可以移动到闩锁模块606将致动以将设备锁定到位的位置。闩锁模块606进一步包括到车载计算机208的本地无线连接，并且报告闩锁关闭以及确认安装在安全设备138中的安全设备传感器608与位于闩锁模块606中的安装闩锁传感器612之间的近距离链接。该解决方案的一种变型将携带永磁体以创建磁场，这样安放在安全设备138中的霍尔传感器可以用于检测头盔的存在。该配置有多种变型，但可部署安全设备138的基本方面是它被SIPV100所含有，并在购买骑行和恢复到SIPV 100并且经验证检索SIPV系统时部署700。一旦用户使用用户移动设备订购SIPV 100骑行，通常部署该安全设备138的部署。在支付验证时，如果应用程序用于生成解锁命令，则闩锁模块606从机载计算机208或从用户移动设备接收解锁命令。该解决方案考虑了解锁/检索方法。

系统网络概览：

若干网络类型的控制器可以用于该解决方案，包括单独的或混合的网络。该解决方案的一种变型进一步包括如图6所示的CAN总线，是在没有主计算机的车辆系统中使用的这些中央网络协议中的一种。CAN是国际标准化组织(ISO)定义的串行通信总线，最初为汽车行业开发，用两线总线代替复杂的线束。该规范需要对电气干扰具有高抗扰性以及自我诊断和修复数据错误的能力。这些特征导致CAN在包含建筑自动化、医疗和制造在内的各种行业中广受欢迎。CAN通信协议，ISO-11898：2003，描述了信息在网络上的设备之间如何传递，并符合按层定义的开放系统互连(OSI)模型。通过物理介质连接的设备之间的实际通信是由模型的物理层定义的。ISO 11898架构将七层OSI/ISO模型的最低两层定义为数据链路层和物理层。通过将车辆中的所有模块连接到一条中央线路，控制系统得以简化并且更易于调节。这种设计允许任何连接的模块向主控制器警示事件的发生，该事件将造成系统的其余部分作出相应的响应。共享数据线允许在较少的侵入性努力下附接多个模块，从而大大降低出错的可能性。如果CAN总线上的一个模块故障，并不一定导致其他模块故障。除非两个系统直接相关，并且一个没有另一个就无法运行，否则即使丢失了一个坏模块，健康的模块仍将继续完美运行。这使整个系统更安全。此外，由于模块的专业化和独立性，SIPV100的诊断更加简单和具体。诊断现在可以准确快速地查明模块故障的确切原因。当一个模块需要维护时，该模块可被简单地定位和更换，而不是拆开整辆车。在本解决方案中，CAN总线提供了用于附接附加节点的简单接口。每个节点都可以用于诊断、重新编程、监控等。在SIPV系统700中可以看到这些模块节点的效用。SIPV 100至少包括集成安全控制装置704，其中集成安全控制装置704轮询传感器套件706，进一步包括当前SIPV的多个传感器测量数据参数，这些参数选自来自当前活跃的SIPV100的一组数据中的轮胎压力、座位占用、头盔佩戴、头盔丢失、速度计、加速器、GPS位置、图像捕获、视频流、用户输入命令、碰撞检测、SIPV俯仰/滚动/偏航方向、电池状态、马达状态、租赁状态。这多个数据通过集成安全控制装置704转换为与骑行者安全使用相关的参数，到SIPV安全控制器710的通信链路，以传输与SIPV上骑行者安全使用相关的参数，以及经由通信链路从SIPV安全控制器710接收的至少指令，以引导在SIPV物理控制器套件712中被控制的多个控制单元，从而以将SIPV恢复至安全使用的方式来修改当前操作参数(例如在SIPV 100中施加制动、降低加速、切断电源、致动信号和音调(例如，经由显示器202命令合规))。如果从当前SIPV接收的数据保证了SIPV的冗余控制的使用，则SIPV系统700还可以接管并控制SIPV控制器702。为清楚起见，在该解决方案中，SIPV控制器702也可留在SIPV 100外部。如图7进一步所示，SIPV系统700进一步包括出售模块714，其处理用户的认证、所提供的支付方法的验证、用于SIPV 100的用户租赁的授权的提供；操作模块716，其处理通过SIPV系统700管理的SIPV 100的操作监控和控制，并且管理在其控制下的SIPV 100的激活或禁用命令。

SIPV系统700还可以表征为SIPV 100的网络的一部分，该网络经由包括云、蜂窝、无线、网状或CAN总线网络的若干网络类型互连，使用虚拟机或其他处理器硬件来创建系统分组。

网状网络

如图8所示的网状网络(或简称为网状网)是本地网络拓扑，其中基础设施节点(即，桥接器、交换器和其他基础设施设备)直接、动态和非分层地连接到尽可能多的其他节点，并相互合作以有效地从/向客户端路径数据。这种对一个节点的依赖性的缺乏允许每个节点参与信息的中继。网状网络动态地自组织和自配置，其可以降低安装开支。自配置的能力使工作负载能够动态分配，特别是在少数节点故障的情况中。这反过来又有助于故障耐受和降低维护成本。网状拓扑可以与传统的星形/树形本地网络拓扑形成对比，其中桥接器/交换机仅直接链接到其他桥接器/交换机的一小部分，并且这些基础设施相邻之间的链路是分层的。网状SIPV网络800包括网状SIPV系统802，其与上文公开的无线网络804可操作地连接，网状SIPV网络800与至少一个(用户手机806或用户计算设备808)可操作地通信，网状SIPV系统802将操作、监控或其他计算任务授权给至少一个网状SIPV控制器810。然后网状SIPV控制器810与至少一个网状SIPV 812可操作的通信。如果网状SIPV系统802的工作区域大于单网网状SIPV控制器810的实际范围，则网状SIPV 812也与其他网状SIPV812以及其他网状SIPV控制器810可操作地通信。网状SIPV 812交互的有用配置将是在其停止服务时使用空闲网状SIPV 812计算电力。此外，活跃的使用中的网状SIPV 812应该知道并且监控围绕其通信区域的其他网状SIPV 812，以帮助共定位感兴趣的网状SIPV 812。此外，与用户手机806和无线网络804的集成以继续帮助解决特定网状SIPV 812最后链接时的三角测量问题。为清楚起见，无线网络804和用户手机806的使用将在本解决方案中使用的其他网络类型中工作，并不旨在该功能仅存在于网状SIPV网络800示例中。

在图9中概述了典型的SIPV租赁过程900。SIPV租赁过程900包括开始SIPV租赁902步骤，其中特定SIPV 100被识别用于租赁。想要骑行该SIPV 100的用户经由用户步骤904的移动设备/计算设备作出骑行请求步骤，其中潜在用户将使用他们的移动设备租用特定SIPV 100(例如，通过使用QR码或完成相同用途的应用程序)。在用户作出查看骑行目的地906步骤后，作出目的地选择908。可替选地，用户可以简单地租赁SIPV而无需选择目的地，并且SIPV仅将骑行限制到一般服务区)。一旦作出目的地选择908步骤，用户将完成预订SIPV 912的步骤，该步骤进一步包括支付授权914，然后最终到退出交易916步骤。该预订步骤将继而导致向租赁用户释放安全设备138的部署安全设备918步骤，SIPV 100将验证安全设备138正在工作并且就位，完成安全设备工作和使用920步骤。如果用户不使用安全设备138并且被法律允许，则启动免除责任922步骤，要求用户将安全设备138返回到闩锁模块606。一旦安全设备138重新存放并闩锁到位后，用户可以签署弃权书并且最终在完成SIPV租赁924步骤时准备SIPV骑行。

在图10中示出的安全行驶流程图1000包括继续骑行1002步骤，其中用户开始骑行SIPV 100并且各种安全系统通过持续监控支持骑行，监控SIPV过程1004步骤简单地监控骑行并且比较骑行的任何已知参数。如果SIPV处于在正确路径上1006步骤并且没有生成其他安全警示，SIPV不采取任何行动，在SIPV 100到达目的地1008步骤之前不给出警示，并且建立了SIPV 100的最终位置，并且也是安全装置138的恢复开始的地方。在恢复安全装置1010步骤期间，提示用户移除安全装置138内侧的衬垫并将其返回至安全装置保持器604并且将安全装置138锁定到安装夹内并将其锁定。SIPV 100将恢复信号播送至SIPV系统700并且SIPV验证安全设备恢复1012步骤已经完成。在该步骤之后，完成终止交易1014步骤，完成最终支付授权914，并且骑行结束。然而，如果用户正在不安全地使用SIPV，则一旦SIPV 100移出SIPV系统700所服务的目标区域，另一个过程循环将启动以导致生成路径校正1016步骤。除了该VB步骤，可以提供许多其他警告(例如，超重骑行、非法人行道骑行、沿单向道向后行驶、SIPV系统700希望禁止的其他SIPV 100骑行行为)。然后SIPV 100推出提供咨询警告1018步骤，该步骤向该用户给出警告以返回批准的路径或本地或遭受禁用的SIPV 100。一旦警告被忽略，则启用禁用车辆1020步骤。一旦车辆已经脱离，则作出SIPV服务1022步骤，告知服务团队找回SIPV 100并且将禁用的SIPV 100的车载计算机208返回到租赁1024状态。

蓝牙认证：

本解决方案使用蓝牙将用户与特定的共享骑行租赁和用户的移动设备进行交互和配对。蓝牙是近距离无线通信的流行标准。它提供了将两个设备配对在一起从而相互交换信息的能力。下面描述了被蓝牙设备利用的认证机制的示例。配对过程，也称为标准配对，需要两个设备(用户移动设备和SIPV 100)建立初始对称密钥，以便安全通信。在这种情况下，有两个设备，一个用户移动设备和一个被租赁的SIPV 100。两个设备首先处理两个密钥，共享PIN并知道彼此的48位蓝牙设备地址(BD_Addr)。第一个密钥是彼此相互验证的对称初始化密钥(Kinit)，第二个是链接密钥。链接密钥是在配对会话期在初始化密钥帮助下生成。当设备在密钥生成算法的帮助下首次操作时，生成“单元密钥”。当两个设备需要彼此通信时，需要“初始化密钥”。它用于交换链接密钥并且在链接密钥生成协议期间对信息进行加密以及解密。“链接键”可用于两种不同的方法。可以通过初始化密钥的加密发送设备的单元密钥，并且这将构成链接密钥，或者设备可以生成随机数，然后在初始化密钥的加密下发送，从而生成链接密钥。“组合密钥”在初始化过程中同时生成，并且仅对会话有效。当两个设备计算它们的链接密钥时交换该密钥。它包括由128位随机数和蓝牙设备地址。“加密密钥”是在认证过程中从当前链接密钥生成。它基于COF(96位加密偏移数)。如果主机需要向多个从机传输，则“主密钥”通常用作链接密钥。主密钥是使用密钥生成算法通过128位随机数生成的。然后将结果链接密钥发送到从机，与覆盖按位异或。通过这种方式，从机可以计算主密钥。

蓝牙配对机制

在起始时，两个设备最初共享低熵人类可读的秘密PIN。通常，PIN包括4位代码，最多可达128位。当设备1启动连接时，它被称为启动设备，并且它通过生成随机数(使用一次的数字)n1达到，然后将其发送到设备2。然后，两个设备使用E22算法计算共享初始化密钥Kinit。密钥Kinit是n1、BD_Addr1和PIN的函数。

设备认证

在共享密钥生成后，两个设备在生成加密密钥前相互认证。它基于挑战响应方案。验证器(设备2)发送纯文本随机值AV_RAND2，然后接收器(设备1)计算响应SRES＝E1(Kinit，BD_Addr1，AV_RAND2)，其中E1是算法。验证器执行相同的计算并且将响应与验证器比较。验证后，相互认证过程需要匹配才会成功。

蓝牙加密

蓝牙机制涉及使用分组密码算法加密和链接密钥生成。此外，使用流密码和4个线性反馈移位寄存器执行数据包的加密。认证后，生成密钥K3。密钥长度为128位，以确保高度的安全性。密钥生成后，数据负载使用密码流引擎E0加密，并且将加密密钥、BD_Addr、128位随机数和主机时钟的26LSB作为输入。输入值被转移至四个线性反馈移位寄存器内，然后在求和组合器FSM中组合以产生密码。这样每次生成新的密码。

以上描述包括对附图的引用，附图构成详细描述的一部分。附图通过示例的方式示出了可以实践本发明的特定实施例。这些实施例在本文中也称为“示例”。此类示例可以包括除所示或描述的那些之外的元素。然而，本发明人还考虑仅提供所示或描述的那些元件的示例。此外，本发明人还考虑使用所示或描述的那些要素(或其中的一个或多个方面)的任何组合或排列的示例，或者关于特定示例(或其中的一个或多个方面)，或者关于本文所示或描述的其他示例(或其中的一个或多个方面)。

如果在本文档和通过引用并入的任何文档之间的用法不一致的情况下，则以本文档中的用法为准。

在本文档中，如在专利文档中很常见的，术语“一”或“一个”用于包括一个或多个，独立于“至少一个”或“一个或多个”的任何其他实例或用法。在本文档中，除非另有说明，否则术语“或”用于指代非排他性的，或诸如“A或B”包含“A但不是B”、“B但不是A”以及“A和B”。在本文档中，术语“包含”和“其中”用作相应术语“包括”和“在其中”的简单英语等效词。此外，在以下权利要求中，术语“包含”和“包括”是开放式的，即，系统、设备、物品、组合物、制定方式或过程，其包含除了在此类术语之后列出的那些元素之外的元素，也被视为属于该权利要求的范围。此外，在所附权利要求中，“第一”、“第二”和“第三”等术语仅作为标签使用，并非旨在对其对象施加数值要求。

除非上下文另有说明，几何术语，诸如“平行”、“垂直”、“圆形”或“方形”，并不旨在要求绝对的数学精度。相反，此类几何术语允许因制造或等效功能导致的变型。例如，如果元件被描述为“圆形”或“大体上圆形”，则不是精确圆形的部件(例如，轻微椭圆形或多边的多边形的部件)仍涵盖在该描述内。

本文描述的方法示例可以至少部分地机器实施或计算机实施。一些示例可以包含用指令编码的计算机可读介质或机器可读介质，所述指令可操作，以配置电子设备来执行如以上示例中所述的方法。此类方法的实施可以包含代码，诸如微代码、汇编语言代码、高级语言代码等。此类代码可以包含用于执行各种方法的计算机可读指令。代码可以形成计算机程序产品的部分。此外，在一个示例中，诸如在执行期间或在其他时间，代码可以有形地存储在一个或多个易失性、非暂时性或非易失性有形计算机可读介质上。这些有形计算机可读介质的示例可以包含但不限于硬盘、可移动磁盘、可移动光盘(例如，光盘和数字视频盘)、磁带、存储卡或记忆棒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等。

以上描述旨在说明性而非限制性。例如，上述示例(或其中的一个或多个方面)可以彼此组合使用。诸如本领域的普通技术人员在阅读以上描述后，也可以使用其他实施例。提供摘要以允许读者快速确定技术公开的性质。应理解，所提交的摘要并非用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在以上具体实施方式中，各种特征可以组合在一起以简化本公开。这不应被解释为意在未要求保护的公开特征对任何权利要求是必要的。相反地，发明主题可以小于特定公开的实施例的全部特征。因此，以下权利要求特此作为示例或实施例并入具体实施方式中，每个权利要求独立作为单独的实施例，并且预期此类实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参考所附权利要求连同这些权利要求所赋予的等效物的全部范围来确定。

Claims (20)

1.一种安全集成电动车辆(SIPV)装置，包括：

电动车辆，进一步包括至少一个集成安全控制装置，其中所述集成安全控制装置轮询多个传感器以检测与安全使用相关的当前SIPV数据；

通到集成安全控制装置的通信链路，用于传输代表SIPV的当前使用的多个数据；以及

从SIPV系统接收经由所述通信链路从所述集成安全控制装置接收的至少一指令，以引导所述SIPV上的多个控制单元修改当前操作参数，以将SIPV恢复至安全使用。

2.根据权利要求1所述的SIPV装置，其中所述SIPV进一步包括从所述SIPV上的所述集成安全控制装置接收指令，以向用户推送不安全使用参数的警示。

3.根权利要求1所述的SIPV装置，进一步包括接收从所述集成安全控制装置到所述SIPV上的制动控制单元的指令，以响应于不安全使用参数激活所述SIPV上的制动。

4.根权利要求1所述的SIPV装置，进一步包括接收从所述集成安全控制设备到所述SIPV上的驱动装置的指令，以响应于不安全使用参数而改变所述SIPV上的驱动装置速度参数。

5.根据权利要求1所述的SIPV装置，进一步包括接收从所述集成安全控制装置到SIPV电源上的电力控制单元的指令，以响应于不安全使用参数而改变所述SIPV上的电力参数。

6.根据权利要求1所述的SIPV装置，进一步包括从安全控制系统接收指令，以激活所述SIPV上的摄像头以记录所述SIPV的周围环境并且经由所述通信链路向所述安全控制系统传输进一步数据。

7.根据权利要求1所述的SIPV装置，进一步包括传感器套件，其轮询从以下组中选择的所述SIPV的多个传感器测量数据参数(SIPV轮胎压力、SIPV座位占用、SIPV头盔佩戴、SIPV头盔丢失、SIPV速度计读数、SIPV加速器读数、SIPV GPS定位、SIPV摄像头图像捕获、SIPV视频流、SIPV碰撞检测、SIPV俯仰/滚动/偏航方向、SIPV当前电池状态、SIPV驱动装置状态、SIPV租赁状态)。

8.根据权利要求1所述的SIPV装置，进一步包括安装在所述SIPV上的用于用户的可移除安全设备。

9.根据权利要求8所述的SIPV装置，进一步包括从电子解锁安全设备分配器分配所述可移除安全设备。

10.根据权利要求8所述的SIPV装置，进一步包括所述可移除安全设备是可操作地连接到所述SIPV以报告头盔状态的头盔。

11.根据权利要求8所述的SIPV装置，进一步包括头盔，所述头盔通过移除所述头盔中的一次性衬垫消毒。

12.根据权利要求1所述的SIPV装置，进一步包括所述SIPV不被供电用于操作，直到在由座椅传感器或轮胎压力传感器感测到用户出现在所述SIPV的座椅上。

13.一种共享骑行方法，包括：

SIPV具有骑行者认证装置；

由移动设备接收所述骑行者认证装置；

所述移动设备验证允许租赁所述SIPV的交易；

所述SIPV在请求用于租赁部署的所述SIPV上具有安全设备；以及

所述安全设备在允许所述SIPV移动之前请求用户使用所述安全设备。

14.根据权利要求13所述的共享骑行方法，进一步包括传感器将报告所述安全设备的所述使用状态的所述安全设备链接到所述SIPV。

15.根据权利要求13所述的共享骑行方法，进一步包括SIPV控制器通过轮询所述SIPV上的传感器套件并且监控由所述传感器套件接收的一组数据，测量安全使用参数。

16.根据权利要求13所述的共享骑行方法，进一步包括SIPV控制器链接SIPV网络，以报告关于所述SIPV的安全使用的一组骑行数据参数。

17.根据权利要求15所述的共享骑行方法，进一步包括响应于不安全状况，所述SIPV安全控制器指示SIPV物理控制套件，以物理地控制所述SIPV。

18.根据权利要求13所述的共享骑行方法，进一步包括将SIPV电源充电状态传输到所述SIPV网络，用于发起维护呼叫。

19.根据权利要求13所述的共享骑行方法，其中由所述SIPV部署的所述安全设备具有可移除衬垫，以允许后续用户移除弄脏的衬垫并且暴露新的干净衬垫。

20.根据权利要求19所述的共享骑行方法，进一步包括新的衬垫具有处理过的表面，以为下一个用户创建抗菌/抗病毒屏障。

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