一种两轮车的智能骑行控制系统和方法与流程

1.本发明涉及智能控制技术领域，尤其是涉及一种两轮车的智能骑行控制系统和方法。


背景技术：

2.目前，电摩驾驶操控手段主要采用的是手动控制车把和开关的形式，即通过扭转开关的行程大小来控制车辆的行驶加速度；通过转动车把控制车辆的行驶方向。
3.上述电摩的操控方式主要是通过驾驶员用手操控车把和开关，这种方式比较传统，缺乏创新。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供两轮车的智能骑行控制系统和方法，通过采集驾驶员的姿态参数对车辆进行驾驶控制，从而提高驾驶员的骑行体验。
5.第一方面，本发明实施例提供了两轮车的智能骑行控制系统，所述系统包括：感知系统、控制系统和执行系统，所述感知系统和所述执行系统分别与所述控制系统相连接；
6.所述感知系统，用于采集驾驶员的姿态参数，所述姿态参数包括当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向，将所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向发送给所述控制系统；
7.所述控制系统，用于根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据所述骑行意图和车辆当前状态控制所述执行系统执行相应操作。
8.进一步的，所述执行系统包括驱动电机；
9.所述控制系统，用于当驾驶车辆从静止到以加速度开始加速行驶时，根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算意向加速度和意向速度；将所述意向加速度和所述意向速度转化为扭矩信号；根据所述扭矩信号控制所述驱动电机输出的扭矩大小。
10.进一步的，所述执行系统包括转向系统；
11.所述控制系统，用于当驾驶车辆转弯时，根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算意向偏移角速度和意向偏移角度；根据所述意向偏移角速度和所述意向偏移角度输出转向数据包；根据所述转向数据包控制所述转向系统实现车辆转弯。
12.进一步的，所述姿态参数还包括当前重心位置；
13.所述控制系统，用于将所述当前重心位置与上一时间对应的重心位置进行比较；如果所述当前重心位置与所述上一时间对应的重心位置不一致，则重心发生偏移；如果所述当前重心位置与所述上一时间对应的重心位置一致，则所述重心没有发生偏移。
14.进一步的，所述控制系统，用于判断所述当前重心偏移量是否在有效姿态采集区
间内，如果是，则所述当前重心偏移量为有效值；如果否，则所述当前重心偏移量为无效值。
15.第二方面，本发明实施例提供了两轮车的智能骑行控制方法，应用于如上所述的两轮车的智能骑行控制系统，所述系统包括：感知系统、控制系统和执行系统；所述方法包括：
16.所述感知系统采集驾驶员的姿态参数，所述姿态参数包括当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向，将所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向发送给所述控制系统；
17.所述控制系统根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据所述骑行意图和车辆当前状态控制所述执行系统执行相应操作。
18.进一步的，所述执行系统包括驱动电机；所述控制系统根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据所述骑行意图和车辆当前状态控制所述执行系统执行相应操作，包括：
19.当驾驶车辆从静止到以加速度开始加速行驶时，所述控制系统根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算意向加速度和意向速度；
20.将所述意向加速度和所述意向速度转化为扭矩信号；
21.根据所述扭矩信号控制所述驱动电机输出的扭矩大小。
22.进一步的，所述执行系统包括转向系统，所述控制系统根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据所述骑行意图和车辆当前状态控制所述执行系统执行相应操作，包括：
23.当驾驶车辆转弯时，所述控制系统根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算意向偏移角速度和意向偏移角度；
24.根据所述意向偏移角速度和所述意向偏移角度输出转向数据包；
25.根据所述转向数据包控制所述转向系统实现车辆转弯。
26.第三方面，本发明实施例提供了电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的方法。
27.第四方面，本发明实施例提供了具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行如上所述的方法。
28.本发明实施例提供了两轮车的智能骑行控制系统和方法，包括：感知系统、控制系统和执行系统，感知系统和执行系统分别与控制系统相连接；感知系统用于采集驾驶员的姿态参数，姿态参数包括当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向，将当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向发送给控制系统；控制系统用于根据当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据骑行意图和车辆当前状态控制执行系统执行相应操作；通过采集驾驶员的姿态参数对车辆进行驾驶控制，从而提高驾驶员的骑行体验。
29.本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书、权利要求书
以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
30.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
31.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
32.图1为本发明实施例一提供的两轮车的智能骑行控制系统示意图；
33.图2为本发明实施例一提供的另一两轮车的智能骑行控制系统示意图；
34.图3为本发明实施例二提供的两轮车的智能骑行控制方法流程图。
35.图标：
36.1-感知系统；2-控制系统；3-执行系统；31-刹车系统；32-转向系统；33-驱动电机。
具体实施方式
37.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
38.为便于对本实施例进行理解，下面对本发明实施例进行详细介绍。
39.实施例一：
40.图1为本发明实施例一提供的两轮车的智能骑行控制系统示意图。
41.参照图1，该系统包括：感知系统1、控制系统2和执行系统3，感知系统1和执行系统3分别与控制系统2相连接；
42.感知系统1，用于采集驾驶员的姿态参数，姿态参数包括但不限于当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向，将当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向发送给控制系统2；其中，当前重心位移偏移量所用时间为偏移速率；
43.这里，感知系统1是包括传感器在内的一个电气系统，它通过传感器感知驾驶员的姿态，从而采集驾驶员的姿态参数，并将姿态参数转化为电信号传递给控制系统2。姿态参数还包括驾驶员的初始体重和重心位置。
44.控制系统2，用于根据当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据骑行意图和车辆当前状态控制执行系统3执行相应操作。
45.具体地，控制系统2采集驾驶员在行驶前的姿态，作为初始驾驶姿态。当采集到的驾驶员的重心位置发生偏移时，首先要排除因车辆行驶状态导致的偏移，判断出是驾驶员的驾驶意图后，根据当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向计算和估计骑行意图，根据骑行意图和车辆当前状态判断驾驶员对于驾驶方向和速度变化
值等的变更意图。
46.进一步的，参照图2，执行系统3包括驱动电机33；
47.控制系统2，用于当驾驶车辆从静止到以加速度开始加速行驶时，根据当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向计算意向加速度和意向速度；将意向加速度和意向速度转化为扭矩信号；根据扭矩信号控制驱动电机33输出的扭矩大小。
48.具体地，驾驶员骑行电摩时，端坐在电摩座椅上，双手握住车把。当驾驶员想要驾驶车辆由静止到车辆以一定的加速度开始加速行驶时，驾驶员慢慢的身体前倾30
°
或快速的身体前倾30
°
，将导致感知系统1采集到的重心偏移量相同，但是，发生偏移时间不同，控制系统2得知此信息后，判断出驾驶员希望得到的意向加速度和意向速度，并将此意向加速度和意向速度转化为控制驱动电机33的扭矩信号，实现车辆的慢加速或快加速。其中，驾驶员慢慢的身体前倾30
°
或快速的身体前倾30
°
，依靠屈身幅度输出相应的加速度或速度，是由整车动力输出控制策略判定的。
49.车辆在行驶过程中，如果感知系统1采集到驾驶员的屈身幅度减小，则控制系统2应按整车控制策略相应减小输出加速度，或控制减速。
50.当驾驶员身体直立时，则控制系统2控制刹车系统31刹车，刹车减速度应依靠姿态变化速率确定。当感知系统1采集到驾驶员重心向车身左/右倾斜时，则控制系统2接收信号后发出控制转向系统32的指令；转向系统32通过电动方式实现车轮的转向动作。
51.进一步的，执行系统3包括转向系统32；
52.控制系统2，用于当驾驶车辆转弯时，根据当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向计算意向偏移角速度和意向偏移角度；根据意向偏移角速度和意向偏移角度输出转向数据包；根据转向数据包控制转向系统32实现车辆转弯。
53.具体地，当驾驶员想要驾驶车辆转弯时，控制身体重心向左偏移或向右偏移，同样存在重心偏移量、重心位移偏移量所用时间(偏移速率)和重心偏移方向的区别。控制系统2会根据判断驾驶意图，发出不同的转向数据包给转向机构；转向机构通过控制转向系统32的偏移量和偏移快慢，来实现车辆转弯半径等转向相关驾驶形态。
54.进一步的，姿态参数还包括当前重心位置；
55.控制系统2，用于将当前重心位置与上一时间对应的重心位置进行比较；如果当前重心位置与上一时间对应的重心位置不一致，则重心发生偏移；如果当前重心位置与上一时间对应的重心位置一致，则重心没有发生偏移。
56.进一步的，控制系统2，用于判断当前重心偏移量是否在有效姿态采集区间内，如果是，则当前重心偏移量为有效值；如果否，则当前重心偏移量为无效值。
57.具体地，整车动力输出控制策为：驾驶员需要根据自身驾驶习惯，在驾驶车辆初期，预设驾驶姿态初始值和有效姿态采集区间，也就是重心偏移最大值。车辆每次上电时，采集到的重心位置信息作为车辆行驶初期静止状态的标志位。
58.当车辆采集到驾驶员重心偏移时，会和上一时间对应的重心位置做比较，并通过计算得到的单位时间段内重心位置变化量作为驾驶意图的重要判断依据。具体为：首先确定重心偏移方向，然后对重心偏移方向进行方向分解；如果为前进、后退或减速，则将前进、后退或减速的偏移量除以时间，得到前进、后退或减速的变化率；然后根据采集信息和车辆当前状态控制驱动电机；如果为左方向，则将左方向的偏移量除以时间，得到左方向的变化
率；如果为右方向，则将右方向的偏移量除以时间，得到右方向的变化率；根据左方向的变化率或右方向的变化率控制转向系统。
59.实施例二：
60.图3为本发明实施例二提供的两轮车的智能骑行控制方法流程图。
61.参照图3，应用于如上所述的两轮车的智能骑行控制系统，该系统包括：感知系统、控制系统和执行系统；该方法包括以下步骤：
62.步骤s101，感知系统采集驾驶员的姿态参数，姿态参数包括当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向，将当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向发送给控制系统；
63.步骤s102，控制系统根据当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据骑行意图和车辆当前状态控制执行系统执行相应操作。
64.进一步的，执行系统包括驱动电机；步骤s102包括以下步骤：
65.步骤s201，当驾驶车辆从静止到以加速度开始加速行驶时，控制系统根据当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向计算意向加速度和意向速度；
66.步骤s202，将意向加速度和意向速度转化为扭矩信号；
67.步骤s203，根据扭矩信号控制驱动电机输出的扭矩大小。
68.进一步的，执行系统包括转向系统，步骤s102包括以下步骤：
69.步骤s301，当驾驶车辆转弯时，控制系统根据当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向计算意向偏移角速度和意向偏移角度；
70.步骤s302，根据意向偏移角速度和意向偏移角度输出转向数据包；
71.步骤s303，根据转向数据包控制转向系统实现车辆转弯。
72.这里，本技术的电摩可存在多种驾驶模式，本技术所述的方案为其中一种，通过驾驶员对模式选择操作实现。同时，转向系统需为机械和电控两种模式切换实现。本技术的电摩可替换为其他种类可搭载智能骑行控制系统的车辆。
73.本发明实施例提供了两轮车的智能骑行控制系统和方法，包括：感知系统、控制系统和执行系统，感知系统和执行系统分别与控制系统相连接；感知系统用于采集驾驶员的姿态参数，姿态参数包括当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向，将当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向发送给控制系统；控制系统用于根据当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据骑行意图和车辆当前状态控制执行系统执行相应操作；通过采集驾驶员的姿态参数对车辆进行驾驶控制，从而提高驾驶员的骑行体验。
74.本发明实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例提供的两轮车的智能骑行控制方法的步骤。
75.本发明实施例还提供一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，计算机可读介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述实施例提供的两轮车的智能骑行控制方法的步骤。
76.本发明实施例所提供的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。
77.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
78.另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
79.所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
80.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
81.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种两轮车的智能骑行控制系统，其特征在于，所述系统包括：感知系统、控制系统和执行系统，所述感知系统和所述执行系统分别与所述控制系统相连接；所述感知系统，用于采集驾驶员的姿态参数，所述姿态参数包括当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向，将所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向发送给所述控制系统；所述控制系统，用于根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据所述骑行意图和车辆当前状态控制所述执行系统执行相应操作。2.根据权利要求1所述的两轮车的智能骑行控制系统，其特征在于，所述执行系统包括驱动电机；所述控制系统，用于当驾驶车辆从静止到以加速度开始加速行驶时，根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算意向加速度和意向速度；将所述意向加速度和所述意向速度转化为扭矩信号；根据所述扭矩信号控制所述驱动电机输出的扭矩大小。3.根据权利要求1所述的两轮车的智能骑行控制系统，其特征在于，所述执行系统包括转向系统；所述控制系统，用于当驾驶车辆转弯时，根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算意向偏移角速度和意向偏移角度；根据所述意向偏移角速度和所述意向偏移角度输出转向数据包；根据所述转向数据包控制所述转向系统实现车辆转弯。4.根据权利要求1所述的两轮车的智能骑行控制系统，其特征在于，所述姿态参数还包括当前重心位置；所述控制系统，用于将所述当前重心位置与上一时间对应的重心位置进行比较；如果所述当前重心位置与所述上一时间对应的重心位置不一致，则重心发生偏移；如果所述当前重心位置与所述上一时间对应的重心位置一致，则所述重心没有发生偏移。5.根据权利要求1所述的两轮车的智能骑行控制系统，其特征在于，所述控制系统，用于判断所述当前重心偏移量是否在有效姿态采集区间内，如果是，则所述当前重心偏移量为有效值；如果否，则所述当前重心偏移量为无效值。6.一种两轮车的智能骑行控制方法，其特征在于，应用于权利要求1至5任一项所述的两轮车的智能骑行控制系统，所述系统包括：感知系统、控制系统和执行系统；所述方法包括：所述感知系统采集驾驶员的姿态参数，所述姿态参数包括当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向，将所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向发送给所述控制系统；所述控制系统根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据所述骑行意图和车辆当前状态控制所述执行系统执行相应操作。7.根据权利要求6所述的两轮车的智能骑行控制方法，其特征在于，所述执行系统包括驱动电机；所述控制系统根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和
所述当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据所述骑行意图和车辆当前状态控制所述执行系统执行相应操作，包括：当驾驶车辆从静止到以加速度开始加速行驶时，所述控制系统根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算意向加速度和意向速度；将所述意向加速度和所述意向速度转化为扭矩信号；根据所述扭矩信号控制所述驱动电机输出的扭矩大小。8.根据权利要求6所述的两轮车的智能骑行控制方法，其特征在于，所述执行系统包括转向系统，所述控制系统根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据所述骑行意图和车辆当前状态控制所述执行系统执行相应操作，包括：当驾驶车辆转弯时，所述控制系统根据所述当前重心偏移量、所述当前重心位移偏移量所用时间和所述当前重心偏移方向计算意向偏移角速度和意向偏移角度；根据所述意向偏移角速度和所述意向偏移角度输出转向数据包；根据所述转向数据包控制所述转向系统实现车辆转弯。9.一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求6至8任一项所述的方法。10.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求6至8任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供了一种两轮车的智能骑行控制系统和方法，包括：感知系统、控制系统和执行系统，感知系统和执行系统分别与控制系统相连接；感知系统用于采集驾驶员的姿态参数，姿态参数包括当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向；控制系统用于根据当前重心偏移量、当前重心位移偏移量所用时间和当前重心偏移方向计算和估计骑行意图；根据骑行意图和车辆当前状态控制执行系统执行相应操作；通过采集驾驶员的姿态参数对车辆进行驾驶控制，从而提高驾驶员的骑行体验。从而提高驾驶员的骑行体验。从而提高驾驶员的骑行体验。


技术研发人员：周丽娜
受保护的技术使用者：天津爱玛运动用品有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/6/28