[發(fā)明專利]一種運動狀態(tài)指示裝置及其實現(xiàn)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610029439.6
• 申請日: 2016-01-15
• 公開（公告）號: CN105667647A
• 公開（公告）日: 2016-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒衛(wèi)軍;馮斌;翟宏紳
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號: B62J6/00
• 分類號: B62J6/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

1.一種運動狀態(tài)指示裝置，其特征在于：包括運動狀態(tài)指示燈陣模塊、陀螺儀模塊、電 源模塊和控制器模塊；

運動狀態(tài)指示燈陣模塊連接至控制器模塊的IO端口，包括左轉(zhuǎn)顯示燈陣、右轉(zhuǎn)顯示燈 陣、前進(jìn)指示燈陣和剎車或停止指示燈陣，用于顯示當(dāng)前運動狀態(tài)；

陀螺儀模塊通過通信總線與控制器模塊相連，將當(dāng)前運動狀態(tài)轉(zhuǎn)化為可進(jìn)行處理的信 號；

控制器模塊對陀螺儀模塊采集到的信號進(jìn)行處理、判斷和輸出顯示；

電源模塊用于為裝置供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動狀態(tài)指示裝置，其特征在于：所述運動狀態(tài)指示燈模塊采 用高亮的LED燈陣，停止?fàn)顟B(tài)指示燈為紅色，左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)和直行狀態(tài)的指示燈采用綠色。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動狀態(tài)指示裝置，其特征在于：所述電源模塊配置可自由充 電的微型鋰電池，通過控制器模塊進(jìn)行控制，具備自動休眠功能。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的運動狀態(tài)指示裝置，其特征在于：所述裝置可安裝在單車尾 部。

5.一種權(quán)利要求1所述的運動狀態(tài)指示裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于：當(dāng)裝置處于運動 狀態(tài)時，陀螺儀模塊實時采集運動姿態(tài)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳至控制器模塊，控制器模塊利用 卡爾曼濾波算法進(jìn)行運動姿態(tài)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)估計和融合，通過對數(shù)據(jù)融合、估計的結(jié)果進(jìn)行 關(guān)于運動方向和運動狀態(tài)的解算，實現(xiàn)對于運動方向和運動狀態(tài)的判斷和輸出指示。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運動狀態(tài)指示裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于：所述陀螺儀模塊 實時采集的運動姿態(tài)數(shù)據(jù)包含三軸加速度和三軸姿態(tài)角，三軸姿態(tài)角即偏航角、俯仰角和 翻滾角。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運動狀態(tài)指示裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于：所述

控制器模塊通過對數(shù)據(jù)融合、估計的結(jié)果進(jìn)行關(guān)于運動方向和運動狀態(tài)的解算，實現(xiàn) 對于運動方向和運動狀態(tài)的判斷的具體實現(xiàn)方法為：

左轉(zhuǎn)：當(dāng)裝置在左轉(zhuǎn)過程中，偏航角的姿態(tài)輸出應(yīng)為正，并保持大于一定的數(shù)值，此時 判斷出左轉(zhuǎn)向的運動姿態(tài)；

右轉(zhuǎn)：當(dāng)裝置在右轉(zhuǎn)過程中，偏航角的姿態(tài)輸出應(yīng)為負(fù)，并保持小于一定的數(shù)值，此時 判斷出右轉(zhuǎn)向的運動姿態(tài)；

停止或剎車：當(dāng)裝置在剎車過程中，加速度的輸出應(yīng)為負(fù)；在停止?fàn)顟B(tài)時，裝置的姿態(tài) 角數(shù)據(jù)穩(wěn)定在零點附近小區(qū)間內(nèi)波動，此時判斷出停止或剎車狀態(tài)；

直行：如果裝置不處于上述三個狀態(tài)，則判斷當(dāng)前處于直行狀態(tài)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的運動狀態(tài)指示裝置的實現(xiàn)方法，其特征在于：所述

實現(xiàn)對于運動方向和運動狀態(tài)的判斷后，只有連續(xù)N次系統(tǒng)判斷一個運動姿態(tài)時才對 運動姿態(tài)進(jìn)行輸出；同時，當(dāng)處于停止?fàn)顟B(tài)時，控制器模塊調(diào)用內(nèi)部的定時器計算裝置連續(xù) 處于停止?fàn)顟B(tài)的時間，當(dāng)連續(xù)停止時間超過設(shè)定時間N秒時，進(jìn)入休眠狀態(tài)。