CN216723316U - 一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，包括头盔本体以及设置在头盔本体内的主控单元；主控单元包括MCU以及与MCU连接的指示灯驱动单元、语音单元、蜂鸣器驱动单元、姿态检测单元和电源单元；语音单元用于播报转向提示信息，蜂鸣器驱动单元用于发出警报信息，姿态检测单元用于检测头盔佩戴者的头部姿态；指示灯驱动单元连接有指示灯，包括刹车指示灯、转向指示灯和行车指示灯；指示灯设置在头盔本体的外壁上。本实用新型有益效果：一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，通过在头盔内设置姿态传感单元，检测骑行者的转向方向，亮起对应的转向指示灯，为后方的车辆提供指示，提高行驶安全。

Description

一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔

技术领域

本实用新型属于头盔领域，尤其是涉及一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔。

背景技术

伴随着自行车或者电动车的普及，骑行者的安全越来越引起人们的关注，在发生磕碰事故时，头盔可以对骑行者起到很好的保护作用，在夜间由于机动车驾驶视线较差，磕碰事故的概率大大的增加，因此具有灯光指示功能的头盔显得尤为重要。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，在夜间为骑行车的安全提供保障。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，包括头盔本体以及设置在头盔本体内的主控单元；

主控单元包括MCU以及与MCU连接的指示灯驱动单元、语音单元、蜂鸣器驱动单元、姿态检测单元和电源单元；

语音单元用于播报转向提示信息，蜂鸣器驱动单元用于发出警报信息，姿态检测单元用于检测头盔佩戴者的头部姿态；

指示灯驱动单元连接有指示灯，包括刹车指示灯、转向指示灯和行车指示灯；

指示灯设置在头盔本体的外壁上。

进一步的，姿态检测单元包括惯导传感器，惯导传感器的控制芯片U8的2引脚连接UART的发送端，3引脚连接UART的接收端，4引脚接地，10引脚为复位脚接MCU的I/O口，1脚为中断脚接MCU的I/O，所述UART为通用异步收发传输器。

进一步的，姿态检测单元包括陀螺仪传感器，陀螺仪传感器的控制芯片U2通过一组I2C接口和MCU通信，U2的12引脚I/O1为数据口接MCU的I/O口，U2的9引脚INT为中断接MCU的I/O口。

进一步的，MCU还连接有JTAG烧写电路，MCU的49引脚连接JTAG烧写电路中的JTCK口，MCU的50引脚连接JTAG烧写电路中的JTDI口，MCU的55引脚连接JTAG烧写电路中的JTDO口，MCU的56引脚连接JTAG烧写电路中的JTRST口。

进一步的，蜂鸣器驱动单元的控制芯片中的BUZZER引脚连接MCU的53引脚，BUZZER为蜂鸣器驱动脚。

进一步的，语音单元的控制芯片中的2引脚为DATA脚，MCU通过DATA脚发送数据选择语音内部储存语音播放。

进一步的，电源单元包括充电回路，充电回路包括控制芯片U6，U6的3引脚CHG为充电完成口，通过CHG给MCU上报充电状态，U6的2引脚PPR为报警接口，当发生过压情况通过PPR口发送报警信息给MCU。

进一步的，指示灯驱动单元包括驱动电路，通过LEDY-L和LEDY-R口与MCU连接，LEDY-L和LEDY-R分别用于控制左右转向灯。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔具有以下有益效果：

本实用新型所述的一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，通过在头盔内设置姿态传感单元，检测骑行者的转向方向，亮起对应的转向指示灯，为后方的车辆提供指示，提高行驶安全。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的头盔结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔部件关系示意图；

图3为本实用新型实施例所述的MCU电路图示意图；

图4为本实用新型实施例所述的程序烧写接口电路示意图；

图5为本实用新型实施例所述的陀螺仪电路示意图；

图6为本实用新型实施例所述的惯导方案电路示意图；

图7为本实用新型实施例所述的开机回路电路示意图；

图8为本实用新型实施例所述的充电回路电路示意图；

图9为本实用新型实施例所述的稳压电路示意图；

图10为本实用新型实施例所述的语音电路图示意图；

图11为本实用新型实施例所述的蜂鸣器电路图示意图；

图12为本实用新型实施例所述的转向灯电路示意图；

图13为本实用新型实施例所述的行车灯和刹车灯电路图示意图；

图14为本实用新型实施例所述的电源指示灯电路图示意图。

附图标记说明：

1-头盔本体；2-转向指示灯；3-刹车指示灯；4-蜂鸣器；5-开机按钮。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本方案公开了一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，包括头盔本体1以及设置在头盔本体1内的主控单元；

主控单元包括MCU以及与MCU连接的指示灯驱动单元、语音单元、蜂鸣器4驱动单元、姿态检测单元和电源单元；

语音单元用于播报转向提示信息，蜂鸣器4驱动单元用于发出警报信息，姿态检测单元用于检测头盔佩戴者的头部姿态，在通过姿态检测单元检测到用户准备转向时，通过预先对姿态检测单元预设的触发条件，控制转向指示灯亮，然后通过语音单元播报转向消息(例如：请注意左转)，同时蜂鸣器警报，提示附近车辆行人注意减速让行；

指示灯驱动单元连接有指示灯，包括刹车指示灯3、转向指示灯2和行车指示灯；

指示灯设置在头盔本体1的外壁上。

姿态检测单元包括惯导传感器，惯导传感器的控制芯片U8的2引脚连接UART的发送端，3引脚连接UART的接收端，4引脚接地，10引脚为复位脚接MCU的I/O口，1脚为中断脚接MCU的I/O，所述UART为通用异步收发传输器。

姿态检测单元包括陀螺仪传感器，陀螺仪传感器的控制芯片U2通过一组I2C接口和MCU通信，U2的12引脚I/O1为数据口接MCU的I/O口，U2的9引脚INT为中断接MCU的I/O口。

MCU还连接有JTAG烧写电路，MCU的49引脚连接JTAG烧写电路中的JTCK口，MCU的50引脚连接JTAG烧写电路中的JTDI口，MCU的55引脚连接JTAG烧写电路中的JTDO口，MCU的56引脚连接JTAG烧写电路中的JTRST口。

蜂鸣器4驱动单元的控制芯片中的BUZZER引脚连接MCU的53引脚，BUZZER为蜂鸣器4驱动脚。

语音单元的控制芯片中的2引脚为DATA脚，MCU通过DATA脚发送数据选择语音内部储存语音播放。

电源单元包括充电回路，充电回路包括控制芯片U6，U6的3引脚CHG为充电完成口，通过CHG给MCU上报充电状态，U6的2引脚PPR为报警接口，当发生过压情况通过PPR口发送报警信息给MCU。

指示灯驱动单元包括驱动电路，通过LEDY-L和LEDY-R口与MCU连接，LEDY-L和LEDY-R分别用于控制左右转向灯。

本方案针对现有的头盔进行改造，形成具有左右转向检测及灯光提示功能、刹车检测及灯光提示功能、夜间行车提示灯功能，同时具有音响功能且可充电待机时间长的智能头盔，涉及的相关电路如附图所示；

当用户在骑行中佩戴头盔，需要向左转向的时候应先向左转头观察路面信息，同时头盔转向识别模块(通过陀螺仪传感器或者惯导系统传感器实现)开始识别到用户的转头信息，整理判断后上报头盔控制系统(即为MCU)，头盔控制系统处理上报信息并下发控制信息，控制指示灯显示左转信号灯(此时亮黄色转向灯)。

当用户刹车的时候，减速识别模块(通过陀螺仪传感器或者惯导系统传感器实现)开始识别到车速降低信息，整理判断后上报头盔控制系统(即为MCU)，头盔控制系统处理信息并下发控制信息，控制指示灯高亮2秒钟(此时亮红色行车指示灯)。

当头盔内感光系统检测到外部光亮度低的时候，进入夜晚模式，头盔后面的红色行车指示灯自动打开(正常亮度，以区分刹车的高亮)。

当头盔没电的时候，电源灯红灯闪烁提示电量低，用户打开防水塞连接磁吸充电口进行充电。充电状态下电源灯红灯常亮，充满了红灯变成绿灯。

如图3所示本方案中的电路部分，MCU主控单片机电路预留3组串口备用以增加其他功能，使用32K(低功耗)和8M(采集)晶振DC1为感光元件，当检测外界光亮度低于一定值的时候，开启行车灯

如图4所示，为程序烧写接口电路，采用JTAG烧写的方式；

图5和图6分别为本方案中提及的姿态检测单元的两种实施电路，分别为六轴陀螺仪电路以及惯导方案电路，可以通过设置多组六轴陀螺仪或者惯导以提高精度；

图7为开机回路，当按键SW1按下的时候Q2打开，同时Q1打开，回路从BAT到VCC导通，电路上电，然后单片机控制POWER-EN1为高，打开Q3使回路持续导通；当关机的时候长按按键，SW2检测到按键长按下认为关机信号，MCU控制POWER-EN1为低，当按键SW1抬起后，Q2关闭导通，同时Q1关闭导通，回路导通，产品关机下电。

图8为充电回路示意图，充电回路CN3为磁吸充电接口；

图9为稳压电路，图9中上方的稳压电路用于为电路提供精准电平，下方的用于为电路供电；

图10和图11分别为语音和蜂鸣器4电路，通过语音电路播报简单的提示信息，通过蜂鸣器4电路发出警报信息；

图12为灯板左右转灯电路，采用跑马灯设计，呈流线型的显示方式；

图13为行车灯和刹车灯，两组灯紧密排列在一起，当外界环境过暗的时候行车灯亮起，当刹车时两组灯一起亮起，以达到警示作用；

图14为电源指示灯电路。

本方案中涉及的但是未具体解释提及的控制方法控制逻辑均可以采用现有技术实现，为了公开充分，我方公开下述的一种控制方法逻辑：

1.开关机：长按按键3秒(电源按钮设置在头盔上)，电源指示灯亮起，头盔开机；再长按键3秒，电源指示灯熄灭，头盔关机；

2.充电功能：头盔可以通过磁吸充电口进行充电充电过程中电源指示灯亮红灯，充满变成绿灯；

3.转向提示：检测目前头盔状态，当用户在3秒内出现同侧多次扭头(传感器转向角度超过60°)或者扭头时长超过2秒，则判断用户即将转向，头盔后方对应的环绕提示灯亮起并通过流线线条方式闪烁(向左扭头亮左转灯，向右扭头亮右转灯)；

4.减速提示：头盔内置加速度传感器，当检测到用户速度在0.5秒内突然下降了30％，即判断用户车辆刹车，头盔后方的行车灯高亮2秒，以提示后方来车减速；

5.行车指示灯(夜间功能)：当头盔开机检测，通过感光元件测量环境亮度低于一定值后，头盔自动开启后方行车指示灯；

6.音响功能：头盔的内置音响可以播报提示音。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，其特征在于：包括头盔本体(1)以及设置在头盔本体(1)内的主控单元；

主控单元包括MCU以及与MCU连接的指示灯驱动单元、语音单元、蜂鸣器(4)驱动单元、姿态检测单元和电源单元；

语音单元用于播报转向提示信息，蜂鸣器(4)驱动单元用于发出警报信息，姿态检测单元用于检测头盔佩戴者的头部姿态；

指示灯驱动单元连接有指示灯，包括刹车指示灯(3)、转向指示灯(2)和行车指示灯；

指示灯设置在头盔本体(1)的外壁上。

2.根据权利要求1所述的一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，其特征在于：姿态检测单元包括惯导传感器，惯导传感器的控制芯片U8的2引脚连接UART的发送端，3引脚连接UART的接收端，4引脚接地，10引脚为复位脚接MCU的I/O口，1脚为中断脚接MCU的I/O，所述UART为通用异步收发传输器。

3.根据权利要求1所述的一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，其特征在于：姿态检测单元包括陀螺仪传感器，陀螺仪传感器的控制芯片U2通过一组I2C接口和MCU通信，U2的12引脚I/O1为数据口接MCU的I/O口，U2的9引脚INT为中断接MCU的I/O口。

4.根据权利要求1所述的一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，其特征在于：MCU还连接有JTAG烧写电路，MCU的49引脚连接JTAG烧写电路中的JTCK口，MCU的50引脚连接JTAG烧写电路中的JTDI口，MCU的55引脚连接JTAG烧写电路中的JTDO口，MCU的56引脚连接JTAG烧写电路中的JTRST口。

5.根据权利要求1所述的一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，其特征在于：蜂鸣器(4)驱动单元的控制芯片中的BUZZER引脚连接MCU的53引脚，BUZZER为蜂鸣器(4)驱动脚。

6.根据权利要求1所述的一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，其特征在于：语音单元的控制芯片中的2引脚为DATA脚，MCU通过DATA脚发送数据选择语音内部储存语音播放。

7.根据权利要求1所述的一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，其特征在于：电源单元包括充电回路，充电回路包括控制芯片U6，U6的3引脚CHG为充电完成口，通过CHG给MCU上报充电状态，U6的2引脚PPR为报警接口，当发生过压情况通过PPR口发送报警信息给MCU。

8.根据权利要求1所述的一种自动识别车辆行驶状态的智能头盔，其特征在于：指示灯驱动单元包括驱动电路，通过LEDY-L和LEDY-R口与MCU连接，LEDY-L和LEDY-R分别用于控制左右转向灯。

Images