專利名稱：用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通工具輔助駕駛，更具體地，是一種用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置和方法。
背景技術(shù)：
自平衡電動兩輪車是一種綠色環(huán)保的個人交通工具。它采用蓄電池供電，其重心倒置于輪軸的上方，兩個車輪平行共軸放置，且各有一伺服馬達驅(qū)動。如圖1所示，是駕駛者10使用自平衡兩輪車20的狀態(tài)示意圖。在非控制的狀態(tài)下，該系統(tǒng)為一不穩(wěn)定系統(tǒng)。當系統(tǒng)正常工作時，兩輪車20的控制器接受車身姿態(tài)傳感器的信息，并根據(jù)倒立擺系統(tǒng)的工作原理，控制伺服電動機動作，從而使車身維持在一動態(tài)平衡狀態(tài)。當駕駛者10與自平衡兩輪車20的總體重心前傾斜時，車身內(nèi)的內(nèi)置伺服電動機會產(chǎn)生往前的力量，一方面平衡人10與車20往前傾倒的扭矩，另方面產(chǎn)生讓車輛20前進的加速以維持車體平衡，相反的，當駕駛?cè)说闹匦耐髢A時，也會產(chǎn)生向后的力量達到平衡效果。因此，駕駛者10只要改變自己身體的角度往前或往后傾，自平衡兩輪車20就會根據(jù)傾斜的方向前進或后退。自平衡兩輪車20內(nèi)的控制系統(tǒng)是一多變量、強耦合、非線性和時變的復(fù)雜系統(tǒng)，車輛的負載質(zhì)量和路面狀況對車輛的操控性能影響很大，當車輛載重增大時，車輛響應(yīng)速度變慢，容易造成自平衡兩輪車失去平衡，而當車輛載重減小時，車輛的響應(yīng)速度加快，容易造成系統(tǒng)震蕩，低速時出現(xiàn)抖動等現(xiàn)象。由于開發(fā)難度較大，目前市面上的的自平衡兩輪車均沒有負載稱重功能，所以對駕駛者的體重要求較高，使得部分過輕或過重的人無法駕駛自平衡兩輪車。因此，需要一種創(chuàng)新的裝置和方法，使得不需要過多的技術(shù)開發(fā)或者部件增設(shè)，SP可以實現(xiàn)根據(jù)車輛載重情況的變化，來實現(xiàn)對車輛狀態(tài)的正確檢測和判定，進而根據(jù)該狀態(tài)信息，調(diào)整平衡參數(shù)，使車輛的操控性能運行在最優(yōu)狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的，在于提供一種新的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置。本發(fā)明的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置，包括:第一壓力傳感器，所述第一壓力傳感器安裝在該自平衡兩輪車的第一輪胎上，用于測量第一輪胎的壓力；第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器安裝在該自平衡兩輪車的第二輪胎上，用于測量第二輪胎的壓力；與所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器相連接的信號處理器，用于對測量的第一輪胎的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎的壓力數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理；與信號處理器相連接的第一無線收發(fā)器，用于發(fā)送經(jīng)所述信號處理器處理后的第一輪胎的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎的壓力數(shù)據(jù)；與所述第一無線收發(fā)器相匹配的第二無線收發(fā)器，用于接收由第一無線收發(fā)器發(fā)出的所述經(jīng)處理后的第一輪胎的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎的壓力數(shù)據(jù)；與第二無線收發(fā)器相連接的中央控制單元，用于接收所述經(jīng)處理后的第一輪胎的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎的壓力數(shù)據(jù)，并根據(jù)前一狀態(tài)和當前狀態(tài)下的第一輪胎的壓力變化值和第二輪胎的壓力變化值，確定該自平衡兩輪車當前的運行狀態(tài)。本發(fā)明的另一個目的，在于提供一種自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測方法。本發(fā)明的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測方法，包括以下步驟:a，分別測量上一狀態(tài)下該自平衡兩輪車的兩個輪胎的第一狀態(tài)壓力值；b，分別測量當前狀態(tài)下所述兩個輪胎的當前狀態(tài)壓力值，并根據(jù)所述第一狀態(tài)壓力值和當前狀態(tài)壓力值，計算兩個輪胎在上一狀態(tài)和當前狀態(tài)下的壓力變化量；C，根據(jù)所述兩個輪胎的壓力變化量，判斷該自平衡兩輪車的運行狀態(tài)。優(yōu)選地，所述步驟a中，將該自平衡兩輪車空載時的狀態(tài)設(shè)定為第一狀態(tài)；所述步驟b中，將駕駛者站立在自平衡兩輪車上時的狀態(tài)設(shè)定為當前狀態(tài)；所述步驟c中，包括判斷駕駛者駕駛姿態(tài)的步驟，該步驟包括:確定駕駛者在標準駕駛姿態(tài)下的標準稱重值；將壓力變化量與該標準稱重值相比較，確定駕駛者的駕駛姿態(tài)是否正確。優(yōu)選地，所述步驟c中，包括判斷駕駛中路面狀況判斷步驟，該步驟包括:當該壓力變化量大于該兩個輪胎的第一狀態(tài)壓力值的平均值的5%時，判斷當前狀態(tài)下的路況為崎嶇不平路面。優(yōu)選地，所述步驟c中，包括判斷駕駛中轉(zhuǎn)向狀態(tài)判斷步驟，該步驟包括:當所述一個輪胎的壓力變化量為負值，并且另一個輪胎的壓力變化量為正值時，判斷當前狀態(tài)為轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。優(yōu)選地，所述步驟c中，包括判斷駕駛中自由落體狀態(tài)步驟，該步驟包括:當該壓力變化量等于該自平衡兩輪車的車體重量與負載重量的加和時，判斷當前的狀態(tài)為自由落體狀態(tài)。優(yōu)選地，所述步驟c中，包括判斷該自平衡兩輪車是否處于無人駕駛狀態(tài)的步驟，該步驟包括:當該壓力變化量等于該自平衡兩輪車的負載重量時，判斷當前的狀態(tài)為無人駕駛狀態(tài)。本發(fā)明的再一個目的，在于提供一種對自平衡兩輪車的載重進行稱重的方法。本發(fā)明的對自平衡兩輪車的載重進行稱重的方法，包括以下步驟:a,為自平衡兩輪車的兩個輪胎分別設(shè)定待標定的第一參數(shù)Pl和第二參數(shù)P2，并測量空載時該兩個輪胎各自的壓力值Fsl、Fs2 ；b，將兩塊質(zhì)量均為Ml的載重物分別設(shè)置在自平衡兩輪車上供駕駛者雙腳踩踏的位置，并測量此時該兩個輪胎各自的壓力值Fel、Fe2 ；C，將兩塊質(zhì)量均為M2的載重物分別設(shè)置在自平衡兩輪車上供駕駛者雙腳踩踏的位置，并測量此時該兩個輪胎各自的壓力值Fe3、Fe4，其中所述M2與Ml不同；d，根據(jù)以下等式確定P1、P2:2M1 = PlX (Fel-Fsl)+P2X (Fe2_Fs2)，以及2M2 = PlX (Fe3_Fsl)+P2X (Fe4_Fs2)；
e,當該自平衡兩輪車處于載重狀態(tài)下時，根據(jù)下式計算載重L:L = PlX AF1+P2X AF2，其中，AFl、AF2分別為載重狀態(tài)下和空載狀態(tài)下該兩個輪胎的壓力變化量。本發(fā)明的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置和方法，根據(jù)安裝在左右輪胎中的胎壓傳感器，計算輪胎壓力的變化，進而得到系統(tǒng)的運行狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)可根據(jù)該判斷出的狀態(tài)，實時調(diào)整平衡控制參數(shù)，或者對駕駛者發(fā)出安全行駛提醒，從而保證車輛的操控性能運行在最優(yōu)狀態(tài)。


圖1為駕駛者駕駛自平衡兩輪車的狀態(tài)示意圖；圖2為本發(fā)明的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置的組成示意圖；圖3為本發(fā)明的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測方法的流程示意圖。
具體實施例方式以下根據(jù)附圖和具體實施方式
，對本發(fā)明的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置和方法的組成、步驟進行更詳細說明?？傮w而言，本發(fā)明的特點，在于利用安裝在自平衡兩輪車兩個輪胎上的壓力傳感器所測得的壓力值在不同狀態(tài)下的變化量，來對自平衡兩輪車的狀態(tài)進行判斷，例如駕駛者駕駛姿態(tài)是否正常、路面狀態(tài)、轉(zhuǎn)向狀態(tài)、自由落體狀態(tài)或者無人駕駛狀態(tài)等。自平衡兩輪車內(nèi)的中央控制單元進一步根據(jù)以上狀態(tài)判定，可對駕駛者提出相應(yīng)建議，或者直接對自平衡兩輪車進行控制。如圖2所示，是本發(fā)明的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置的組成示意圖，結(jié)合圖1，具體地，該用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置，包括:第一壓力傳感器116，該第一壓力傳感器116安裝在該自平衡兩輪車20的第一輪胎21上，用于測量第一輪胎21的壓力；第二壓力傳感器118，第二壓力傳感器118安裝在該自平衡兩輪車20的第二輪胎22上，用于測量第二輪胎22的壓力；與第一壓力傳感器116和第二壓力傳感器118相連接的信號處理器120，用于對測量的第一輪胎21的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎22的壓力數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理；與信號處理器120相連接的第一無線收發(fā)器130，用于發(fā)送經(jīng)信號處理器120處理后的第一輪胎21的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎22的壓力數(shù)據(jù)；與第一無線收發(fā)器130相匹配的第二無線收發(fā)器210，用于接收由第一無線收發(fā)器130發(fā)出的所述經(jīng)處理后的第一輪胎21的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎22的壓力數(shù)據(jù)；與第二無線收發(fā)器210相連接的中央控制單元220，用于接收經(jīng)處理后的第一輪胎21的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎22的壓力數(shù)據(jù)，并根據(jù)前一狀態(tài)和當前狀態(tài)下的第一輪胎21的壓力變化值和第二輪胎22的壓力變化值，確定該自平衡兩輪車20當前的運行狀態(tài)。第一壓力傳感器116、第二壓力傳感器118、信號處理器120以及第一無線收發(fā)器130共同組成信號采集端100。第二無線收發(fā)器210和中央控制單元220共同組成信號接收及處理端200。具體地，所述第一壓力傳感器116和第二壓力傳感器118均采用常規(guī)的可對自平衡兩輪車的輪胎壓力進行檢測的壓力傳感器；信號處理器120采用常規(guī)的信號處理設(shè)備，并且對第一壓力傳感器116和第二壓力傳感器118輸出的傳感信號進行處理的過程與現(xiàn)有技術(shù)相同，例如包括模數(shù)轉(zhuǎn)換、濾波、放大等常規(guī)的信號處理步驟。第一無線收發(fā)器130和第二無線收發(fā)器210采用常規(guī)的無線發(fā)射設(shè)備。中央控制單元220作為控制單元，用于接收第二無線收發(fā)器210發(fā)出的信號，并根據(jù)這些信號進行運行狀態(tài)判定以及進一步地對自平衡兩輪車的運行狀態(tài)進行控制。對于本發(fā)明而言，中央控制單元220可根據(jù)第一壓力傳感器116和第二壓力傳感器118檢測到的第一輪胎21和第二輪胎22的胎壓，對自平衡兩輪車的運行狀態(tài)進行判定。這將在以下對本發(fā)明的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測方法的描述中進行詳細說明。如圖3所示，是利用上述裝置的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測方法的流程圖。該方法包括步驟S100-S300。在步驟SlOO中，分別測量上一狀態(tài)下該自平衡兩輪車的兩個輪胎的第一狀態(tài)壓力值；在步驟S200中，分別測量當前狀態(tài)下所述兩個輪胎的當前狀態(tài)壓力值，并根據(jù)上述第一狀態(tài)壓力值和當前狀態(tài)壓力值，計算兩個輪胎在上一狀態(tài)和當前狀態(tài)下的壓力變化量；在步驟S300中，根據(jù)所述兩個輪胎的壓力變化量，判斷該自平衡兩輪車的運行狀態(tài)。以下進一步結(jié)合附圖1、2、3，對各步驟進行更詳細說明。步驟S100。該步驟中，利用第一壓力傳感器116和第二壓力傳感器118，對上一狀態(tài)下自平衡兩輪車20的第一輪胎21和第二輪胎22的壓力值進行測量。測量后經(jīng)信號處理單元120處理后，可通過第一無線收發(fā)器130、第二無線收發(fā)器210輸送到中央控制單元220 內(nèi)。步驟S200。該步驟中，利用第一壓力傳感器116和第二壓力傳感器118，對當前狀態(tài)下自平衡兩輪車20的第一輪胎21和第二輪胎22的壓力值進行測量。同樣地，測量后經(jīng)信號處理單元120處理后，可通過第一無線收發(fā)器130、第二無線收發(fā)器210輸送到中央控制單元220內(nèi)。步驟S300。該步驟中，通過當前狀態(tài)相比于上一狀態(tài)的壓力變化值，判斷自平衡兩輪車的運行狀態(tài)。當對運行狀態(tài)進行判斷后，中央控制單元可根據(jù)實際情況發(fā)出提示，或者對自平衡兩輪車的運行狀態(tài)進行控制調(diào)整。上述的運動狀態(tài)判定可包括駕駛者的駕駛姿態(tài)判定、當前駕駛的路面狀態(tài)判定、轉(zhuǎn)向狀態(tài)判定、自由落體狀態(tài)判定、無人駕駛狀態(tài)判定等。以下結(jié)合各實施方式，對以上各狀態(tài)判定的方法進行詳細說明。實施例1，駕駛姿態(tài)判斷。在該實施例中，可以利用壓力變化量，對駕駛者的駕駛姿態(tài)正確與否進行判斷。這是因為，在駕駛者的過程中，由于駕駛姿態(tài)的不正確，例如腳踩位置的不同以及雙腳分配人體重量的不同，有可能造成兩個輪胎的前后壓力變化相差較大，這會導(dǎo)致在轉(zhuǎn)彎時容易出現(xiàn)側(cè)翻等事故，不利于行車安全。通過本發(fā)明，可當駕駛姿態(tài)不正確時，對駕駛者進行提醒，讓其調(diào)整站立位置或者兩腳合理分配體重。具體地:在步驟100中，將該自平衡兩輪車空載時的狀態(tài)設(shè)定為第一狀態(tài)；在步驟200中，將駕駛者站立在自平衡兩輪車上時的狀態(tài)設(shè)定為當前狀態(tài)；在步驟300中，包括判斷駕駛者駕駛姿態(tài)的步驟，該步驟包括:(I)確定駕駛者在標準駕駛姿態(tài)下的標準稱重值；(2)將壓力變化量與該標準稱重值相比較，確定駕駛者的駕駛姿態(tài)是否正確。該標準稱重值是指在正確站立時駕駛者的重量。例如，如果壓力變化量超過了該標準稱重值的1/10，則判斷為駕駛者的駕駛姿態(tài)不正確，此時中央控制器發(fā)出提示，提醒駕駛者站好位置，或者兩腳合理分配體重。實施例2,路面狀況判斷。在該實施例中，可以根據(jù)壓力變化量，對路況進行判斷。當自平衡兩輪車行駛在不同路況的路面上時，例如平坦路面和崎嶇不平的路面，安裝在輪胎21、22內(nèi)的兩個壓力傳感器116和118能夠采集到不同路面帶來的壓力變化。如平坦路面上輪胎壓力周期性變化的幅值較小，排除輪胎溫度對壓力的影響，輪胎壓力變化小于輪胎平均氣壓的5 %，而在崎嶇不平路面上行駛時，壓力傳感器能夠采集到變化較大的尖峰壓力值，排除輪胎溫度對壓力的影響，輪胎壓力變化在輪胎平均氣壓的5% -10%之間，個別較大的顛簸輪胎壓力變化能夠超出輪胎平均氣壓的10%，但是該尖峰壓力值一半時間都很短，多數(shù)小于0.5s,因此，可以通過壓力值變化的幅值和持續(xù)時間即可識別平坦路面和崎嶇不平路面。在識別出行駛在崎嶇不平路面上時，此時可以建議駕駛者降低車速或自動降低車速以確保安全駕駛。因此，在步驟300中，可包括判斷駕駛中路面狀況判斷步驟，該步驟包括:當該壓力變化量大于兩個輪胎的第一狀態(tài)壓力值的平均值的5%時，判斷當前狀態(tài)下的路況為崎嶇不平路面。從而可對駕駛者提出相應(yīng)的減速建議。容易理解，該實施方式中，第一狀態(tài)壓力值的測定，在駕駛者上車后進行。實施例3，轉(zhuǎn)向狀態(tài)判斷。在該實施例中，可以利用胎壓變化量，對車輛在行駛過程中的轉(zhuǎn)向狀態(tài)進行判定。具體地，在步驟300中，可包括判斷駕駛中轉(zhuǎn)向狀態(tài)判斷步驟，該步驟包括:當所述一個輪胎的壓力變化量為負值，并且另一個輪胎的壓力變化量為正值時，判斷當前狀態(tài)為轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。當自平衡兩輪車在轉(zhuǎn)彎時，由于自平衡兩輪車的重心較高，如果速度過快，在離心力的作用下，轉(zhuǎn)彎側(cè)車輪有可能脫離地面從而導(dǎo)致翻車，在此種情況下，胎壓傳感器能夠檢測到兩側(cè)輪胎的壓力變化，如轉(zhuǎn)彎側(cè)壓力變小而另一側(cè)壓力變大，配合轉(zhuǎn)彎信號，中央控制單元識別正在轉(zhuǎn)彎時，兩側(cè)輪胎的壓力是否有明顯的變化，通過輪胎壓力變化可以判斷出車向哪一側(cè)傾斜，如轉(zhuǎn)彎側(cè)壓力變小而另一側(cè)壓力變大，則車向外側(cè)傾斜，如轉(zhuǎn)彎側(cè)壓力變大而另一側(cè)壓力變小，則車向內(nèi)側(cè)傾斜，從而可以判斷出是轉(zhuǎn)彎不足還是轉(zhuǎn)彎過大，可以建議駕駛者或自動調(diào)整車速及轉(zhuǎn)彎的靈敏度以確保安全駕駛。實施例4，自由落體狀態(tài)判斷。在該實施例中，可以對自平衡兩輪車是否做自由落體或拋物線運動進行判斷。判斷方法為，在步驟300中，包括判斷駕駛中自由落體狀態(tài)步驟，該步驟包括:當該壓力變化量等于該自平衡兩輪車的車體重量與負載重量的加和時，判斷當前的狀態(tài)為自由落體狀態(tài)。具體地，由于自平衡兩輪車是根據(jù)倒立擺系統(tǒng)的工作原理，控制伺服電動機動作，從而使車身維持在一動態(tài)平衡狀態(tài)。當駕駛?cè)伺c車輛的總體重心前傾斜時，車身內(nèi)的內(nèi)置伺服電動機會產(chǎn)生往前的力量，一方面平衡人與車往前傾倒的扭矩，另方面產(chǎn)生讓車輛前進的加速以維持車體平衡，相反地，當駕駛?cè)说闹匦耐髢A時，也會產(chǎn)生向后的力量達到平衡效果。當自平衡兩輪車在做自由落體或拋物線運動時，其姿態(tài)傳感器可能檢測到的車體姿態(tài)向前傾斜，這樣控制單元將控制車輪快速向前轉(zhuǎn)動以保持平衡，同樣，若姿態(tài)傳感器檢測到車體姿態(tài)向后傾斜，這樣控制單元將控制車輪快速向后轉(zhuǎn)動以保持平衡，由于此時車輪懸空，即正處于空載狀態(tài)，可能導(dǎo)致車輪過快的向前或向后轉(zhuǎn)動，從而在輪胎接地的瞬間使車失去平衡，導(dǎo)致發(fā)生翻車事故。當自平衡兩輪車在做自由落體或拋物線運動時，由于輪胎處于懸空狀態(tài)，此時輪胎并不承擔車和人的重量，胎壓傳感器能夠檢測到兩個輪胎的壓力均突然變小，且壓力變化值等于車體重量加上車上負載重量，中央控制單元經(jīng)過識別后，可以保持或降低輪速以防止車輪著地時的沖擊導(dǎo)致失去平衡。實施例5，無人駕駛狀態(tài)判斷。該實施例中，包括對是否為無人駕駛狀態(tài)進行判斷。具體地，在步驟300中，包括判斷該自平衡兩輪車是否處于無人駕駛狀態(tài)的步驟，該步驟包括:當該壓力變化量等于該自平衡兩輪車的負載重量時，判斷當前的狀態(tài)為無人駕駛狀態(tài)。當自平衡兩輪車在行駛過程中，如果遇到突發(fā)情況，駕駛者有可能作出跳車動作，此時兩輪車處于無人駕駛狀態(tài)，很容易造成事故，為保證安全，需要對人是否在車上進行在線檢測，由于人下車相當于車上一個很大的負載卸下，胎壓傳感器能夠檢測到兩個輪胎的壓力均突然變小，且壓力變化值等于車上負載重量，如果中央控制單元檢測到車上負載消失一段時間(例如2s)，即可判定駕駛者已不在車上，可以降低輪速并停車以保證安全。另外，本發(fā)明還提供了一種利用上述裝置對自平衡兩輪車的載重進行稱重的方法，該方法包括以下步驟:1，為自平衡兩輪車的兩個輪胎分別設(shè)定待標定的第一參數(shù)Pl和第二參數(shù)P2，并利用測量空載時該兩個輪胎各自的壓力值Fsl、Fs2。結(jié)合圖2，利用第一壓力傳感器116和第二壓力傳感器118測量空載時的壓力值Fsl、Fs2,然后通過第一無線收發(fā)器130和第二無線收發(fā)器210輸送到中央控制單元220。2，類似地，將兩塊質(zhì)量均為Ml的載重物分別設(shè)置在自平衡兩輪車上供駕駛者雙腳踩踏的位置，并測量此時該兩個輪胎各自的壓力值Fel、Fe2。3，進一步地，將兩塊質(zhì)量均為M2的載重物分別設(shè)置在自平衡兩輪車上供駕駛者雙腳踩踏的位置，并測量此時該兩個輪胎各自的壓力值Fe3、Fe4，其中所述M2與Ml的值不同。4，根據(jù)以下等式確定P1、P2:2M1 = PlX (Fel-Fsl)+P2X (Fe2_Fs2)，以及2M2 = PlX (Fe3_Fsl)+P2X (Fe4_Fs2)；5，當該自平衡兩輪車處于載重狀態(tài)下時，根據(jù)下式計算載重L:L = PlX AF1+P2X AF2，其中，AFl、AF2分別為載重狀態(tài)下和空載狀態(tài)下該兩個輪胎的壓力變化量。該重量可以用于調(diào)整系統(tǒng)的控制參數(shù)，使車輛的操控性保持在最優(yōu)狀態(tài)。綜上所述，本發(fā)明的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置和方法，根據(jù)安裝在左右輪胎中的胎壓傳感器，計算輪胎壓力的變化，進而得到系統(tǒng)的運行狀態(tài)?？刂葡到y(tǒng)可根據(jù)該判斷出的狀態(tài)，實時調(diào)整平衡控制參數(shù)，或者對駕駛者發(fā)出安全行駛提醒，從而保證車輛的操控性能運行在最優(yōu)狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置，其特征在于，包括: 第一壓力傳感器，所述第一壓力傳感器安裝在該自平衡兩輪車的第一輪胎上，用于測量第一輪胎的壓力； 第二壓力傳感器，所述第二壓力傳感器安裝在該自平衡兩輪車的第二輪胎上，用于測量第二輪胎的壓力； 與所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器相連接的信號處理器，用于對測量的第一輪胎的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎的壓力數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理； 與所述信號處理器相連接的第一無線收發(fā)器，用于發(fā)送經(jīng)所述信號處理器處理后的第一輪胎的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎的壓力數(shù)據(jù)； 與所述第一無線收發(fā)器相匹配的第二無線收發(fā)器，用于接收由第一無線收發(fā)器發(fā)出的所述經(jīng)處理后的第一輪胎的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎的壓力數(shù)據(jù)； 與所述第二無線收發(fā)器相連接的中央控制單元，用于接收所述經(jīng)處理后的第一輪胎的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎的壓力數(shù)據(jù)，并根據(jù)前一狀態(tài)和當前狀態(tài)下的第一輪胎的壓力變化值和第二輪胎的壓力變化值，確定該自平衡兩輪車當前的運行狀態(tài)。
2.一種用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: a，分別測量上一狀態(tài)下該自平衡兩輪車的兩個輪胎的第一狀態(tài)壓力值； b，分別測量當前狀態(tài)下所述兩個輪胎的當前狀態(tài)壓力值，并根據(jù)所述第一狀態(tài)壓力值和當前狀態(tài)壓力值，計算兩個輪胎在上一狀態(tài)和當前狀態(tài)下的壓力變化量；c，根據(jù)所述兩個輪胎的壓力 變化量，判斷該自平衡兩輪車的運行狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測方法，其特征在于， 所述步驟a中，將該自平衡兩輪車空載時的狀態(tài)設(shè)定為第一狀態(tài)； 所述步驟b中，將駕駛者站立在自平衡兩輪車上時的狀態(tài)設(shè)定為當前狀態(tài)； 所述步驟c中，包括判斷駕駛者駕駛姿態(tài)的步驟，該步驟包括: 確定駕駛者在標準駕駛姿態(tài)下的標準稱重值； 將壓力變化量與該標準稱重值相比較，確定駕駛者的駕駛姿態(tài)是否正確。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述步驟c中，包括判斷駕駛中路面狀況判斷步驟，該步驟包括: 當該壓力變化量大于該兩個輪胎的第一狀態(tài)壓力值的平均值的5%時，判斷當前狀態(tài)下的路況為崎嶇不平路面。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述步驟c中，包括判斷駕駛中轉(zhuǎn)向狀態(tài)判斷步驟，該步驟包括: 當所述一個輪胎的壓力變化量為負值，并且另一個輪胎的壓力變化量為正值時，判斷當前狀態(tài)為轉(zhuǎn)彎狀態(tài)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述步驟c中，包括判斷駕駛中自由落體狀態(tài)步驟，該步驟包括: 當該壓力變化量等于該自平衡兩輪車的車體重量與負載重量的加和時，判斷當前的狀態(tài)為自由落體狀態(tài)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測方法，其特征在于，所述步驟c中，包括判斷該自平衡兩輪車是否處于無人駕駛狀態(tài)的步驟，該步驟包括:當該壓力變化量等于該自平衡兩輪車的負載重量時，判斷當前的狀態(tài)為無人駕駛狀態(tài)。
8.一種對自平衡兩輪車的載重進行稱重的方法，其特征在于，包括以下步驟:a,為自平衡兩輪車的兩個輪胎分別設(shè)定待標定的第一參數(shù)Pl和第二參數(shù)P2，并測量空載時該兩個輪胎各自的壓力值Fsl、Fs2 ； b，將兩塊質(zhì)量均為Ml的載重物分別設(shè)置在自平衡兩輪車上供駕駛者雙腳踩踏的位置，并測量此時該兩個輪胎各自的壓力值Fel、Fe2 ； c，將兩塊質(zhì)量均為M2的載重物分別設(shè)置在自平衡兩輪車上供駕駛者雙腳踩踏的位置，并測量此時該兩個輪胎各自的壓力值Fe3、Fe4，其中所述M2與Ml不同；d，根據(jù)以下等式確定P1、P2: 2M1 = PlX (Fel-Fsl)+P2X (Fe2_Fs2)，以及2M2 = PlX (Fe3-Fsl)+P2X (Fe4_Fs2)； e，當該自平衡兩輪車處于載重狀態(tài)下時，根據(jù)下式計算載重L: L = PlX AF1+P2X AF2, 其中，AF1、ΛF2分別為載重狀態(tài) 下和空載狀態(tài)下該兩個輪胎的壓力變化量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置和方法，該裝置，包括第一壓力傳感器，用于測量第一輪胎的壓力；第二壓力傳感器，用于測量第二輪胎的壓力；與所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器相連接的信號處理器；與信號處理器相連接的第一無線收發(fā)器；與第一無線收發(fā)器相匹配的第二無線收發(fā)器；與第二無線收發(fā)器相連接的中央控制單元，用于接收所述經(jīng)處理后的第一輪胎的壓力數(shù)據(jù)和第二輪胎的壓力數(shù)據(jù)，并根據(jù)前一狀態(tài)和當前狀態(tài)下的第一輪胎的壓力變化值和第二輪胎的壓力變化值，確定該自平衡兩輪車當前的運行狀態(tài)。本發(fā)明的用于自平衡兩輪車的狀態(tài)檢測裝置和方法，可對自平衡兩輪車的運行狀態(tài)進行判斷。
文檔編號G01D21/02GK103162738SQ201110428330
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者蘭天, 陳養(yǎng)彬, 方繼勇, 王建寬 申請人:上海新世紀機器人有限公司