一种电动两轮车危险骑行状态监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提出了一种电动两轮车危险骑行状态监测系统及方法。本发明专利技术系统包括电动两轮车的电瓶与电动机、主控制器、加速度传感器、数据存储模块、蜂鸣器、距离传感器、压力传感器、摄像头、继电器。本发明专利技术方法通过压力传感器，将启动前的电动两轮车的载重测录，通过与该电动两轮车出场时的安全值进行比对，进行状态检测保护；通过摄像头拍摄驾驶人图像，主控制器将驾驶人图像通过图像处理获得驾驶人佩戴头盔情况，进行图像状态监测保护；距离传感器用于监测驾驶电动车与前后方障碍物距离；通过加速度传感器采集电动两轮车倾角，主控制器根据电动两轮车倾角监测骑行过程中是否倾倒，进一步进行状态监测保护。本发明专利技术保障骑行者安全，减轻骑行负担。

A Monitoring System and Method for Dangerous Riding State of Electric Two-wheeled Vehicle

The invention provides an electric bicycle dangerous riding condition monitoring system and method. The system comprises battery and motor of electric two-wheeled vehicle, main controller, acceleration sensor, data storage module, buzzer, distance sensor, pressure sensor, camera and relay. The method of the invention detects and protects the load of the electric two-wheeled vehicle before starting through a pressure sensor, compares with the safety value of the electric two-wheeled vehicle when it exits the field, takes the driver's image through a camera, and obtains the driver's helmet wearing situation through image processing by the main controller, and carries out the image condition monitoring and protection. It is used to monitor the distance between the driving electric vehicle and the front and rear obstacles, collect the tilt angle of the electric two-wheeled vehicle through the acceleration sensor, and the main controller monitors whether the electric two-wheeled vehicle is tipping or not in the course of riding according to the tilt angle of the electric two-wheeled vehicle, and further carries out condition monitoring and protection. The invention guarantees the safety of the rider and reduces the riding burden.

【技术实现步骤摘要】
一种电动两轮车危险骑行状态监测系统及方法
本专利技术属于电子信息
，尤其涉及一种电动两轮车危险骑行状态监测系统及方法。
技术介绍
目前，电动两轮车在人类出行中起到了至关重要的作用，在城市出行短距离或穿梭小街巷问题中提供了非常好的解决方案。然而，当人们在长此以往的骑行过程中，造成一系列的交通事故的原因，主要是未意识到自身危险骑行状态和来自其它道路交通参与者的干扰。因此急需一种能够提高骑行者骑行安全、减轻骑行负担且可进行事故风险行为评估的系统及装置。通过查阅资料发现，专利CN108001601A中提出了一种自适应巡航系统及方法，运用传感器和雷达等，实现与道路其它交通参与者信息互通，但此方法存在很大弊端，适用范围较为狭隘。在我们市场调研中发现，电动车大量出现在城市交通的早晚高峰之时，且驾驶员多为上班、外卖、快递等。需要一种预防为主，且简单方便，可行性较高的一种新型安全辅助系统。此外，由于电动两轮车的简单易操作与其它机动车存在一定的差异性，对信息的收集监测处理方面也大有不同，并且通过查阅资料和市场调研发现并没有出现与本文所述系统及方法相类似的。因此，更加迫切需要一种新型系统服务社会。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，及相关方面领域的空白，提供一种电动两轮车危险骑行状态监测系统及方法，收集自身的骑行数据以便用于分析处理，提高骑行用户的骑行安全、减轻骑行负担，并与周围其它道路交通参与者实现信息互通，降低交通事故风险发生率。从而一定程度上保障骑行者的安全，且可以对风险事故更好的进行分析判断。为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种电动两轮车危险骑行状态监测系统及方法。本专利技术系统的技术方案为一种电动两轮车危险骑行状态监测系统，包括电动两轮车的电瓶、电动两轮车的电动机、主控制器、加速度传感器、数据存储模块、蜂鸣器、距离传感器、压力传感器、摄像头、继电器；所述主控制器分别与所述的加速度传感器、数据存储模块、蜂鸣器、距离传感器、压力传感器、摄像头通过导线依次连接；所述主控制器与所述继电器的控制端口通过导线连接；所述电动两轮车的电瓶与所述继电器的输入端口连接；所述电动两轮车的电动机与所述继电器的输出端口连接。作为优选，所述主控制器安装于电动两轮车车架固定，用于对电动两轮车危险骑行状态进行监测；作为优选，所述压力传感器安装于座位下面，用于测量电动两轮车的载重；作为优选，所述摄像头安装于仪表盘，用于检测是否佩戴头盔，以此规范骑行安全行为，若未佩戴头盔的情况下电动两轮车切断加速握把电源，保护驾驶人员安全；作为优选，所述距离传感器安装于车架前后方，用于监测驾驶电动车与前后方障碍物距离；作为优选，所述加速度传感器电动两轮车车架，实现本专利技术特有的倾倒安全断电目的；作为优选，所述继电器起到控制电瓶与电动机之间的通断电作用，继电器与电瓶、电动机、主控制器连接，主控制器控制继电器，继电器控制电动机与电瓶间的通断；作为优选，所述数据存储模块，用于存储电动两轮车在骑行过程中的相关信息。本专利技术方法的技术方案为一种电动两轮车危险骑行状态监测方法，具体包括以下步骤：步骤1：所述压力传感器将启动前的电动两轮车的载重测录，通过与该电动两轮车出场时的安全值进行比对，进一步进行状态检测保护；步骤2：通过所述摄像头拍摄驾驶人图像，将驾驶人图像传输至所述主控制器，所述主控制器将驾驶人图像通过图像处理获得驾驶人佩戴头盔情况，进一步进行图像状态监测保护；步骤3：通过所述距离传感器监测驾驶电动车与前后方障碍物距离，与理论安全距离进行比对；步骤4：通过所述加速度传感器采集电动两轮车倾角，将电动两轮车倾角测录至主控制器，所述主控制器根据电动两轮车倾角监测骑行过程中是否倾倒，进一步进行状态监测保护。作为优选，步骤1中所述的电动两轮车载重测录为：将该电动两轮车的载重测录，即将电动两轮车的载重传输至所述主控制器；步骤1中所述通过与该电动两轮车出场时的安全值进行比对，进一步进行状态检测保护为：所述主控制器将电动两轮车的载重与该电动两轮车出场时的安全值进行比对，若电动两轮车的载重超过电动两轮车出场时的安全值，则表示所驾驶电动车超载；若所驾驶电动车超载，则通过所述主控制器控制所述继电器断开，以切断所述电瓶对所述电动机的供电；作为优选，步骤2中所述将驾驶人图像通过图像处理获得驾驶人佩戴头盔情况为：将驾驶员头盔佩戴的样本图像输入至所述主控制器，作为录入的原始图像，先对图片进行灰度处理，然后再利用图像梯度算法提取出原始图像边框；所述主控制器通过每次驾驶前对驾驶人是否佩戴头盔进行检测，在新图像录入后进行轮廓提取与录入的原始图像轮廓进行图像重叠处理；步骤2中所述进一步进行图像状态监测保护为：若检测结果未佩戴头盔的情况下通过所述主控制器控制所述继电器断开，以切断所述电瓶对所述电动机的供电从而保护驾驶人员安全；作为优选，步骤3中所述驾驶电动车与前后方障碍物距离为：测录距离S，驾驶速度为v，则发生碰撞所用时间为t。t＝S/v据研究表明驾驶员遇交通事故反应特性分析:作用时间为1秒，安全起见，将时间扩大为2秒。若t≤2，为了保障驾驶员的安全驾驶，由主控制器中发出指令，继电器断开，电动机失电，电动两轮车降速行驶；若t＞2，电动车无任何动作，正常供电，安全行驶。作为优选，步骤4中所述电动两轮车倾角为：倾角传感器可以测量物体的倾斜角度，采用全集成的三轴加速度传感器来进行二维倾角的测量。设X轴与水平面的夹角为俯仰角ρ，Y轴与水平面的夹角为横滚角，当加速度传感器水平安置在水平面上时，此时俯仰角为O，各轴上的静态加速度值：其中，g代表重力加速度；X,Y,Z为空间直角坐标系的坐标轴；Ax代表X轴加速度；Ay代表Y轴加速度；Az代表Z轴加速度；当X轴与水平面产生俯仰角ρ时，将坐标系投影到XZ轴平面，由此可求得各轴上的静态加速度值：由上述等式，可以得到俯仰角的计算公式：ρ＝-arctan(Ay/Az)同理可得横滚角的计算公式：步骤4中所述控制根据电动两轮车倾角监测骑行过程：将三轴加速度传感器固定在电动两轮车车架水平面上，当姿态改变时，加速度传感器的敏感轴随之转动一定角度，由于自身重力的作用，传感器的敏感轴上的加速度会发生改变，以此可以通过上述方法计算横滚角即是测定倾角；步骤4中所述进一步进行倾角状态监测保护为：若加速度传感器测录倾角值不在倾角安全范围内，即则通过所述主控制器控制所述继电器断开，以切断所述电瓶对所述电动机的供电。通过以上所述的四个模块共同组成了电动两轮车的危险骑行状态监测系统，更大程度的保护驾驶人员安全，提高用户体验。本专利技术的有益效果在于：本专利技术通过骑行行为的规范，禁止超载和未戴头盔启动，且收集自身的骑行数据用于事故后的分析处理，提高骑行用户的使用体验、减轻骑行负担，并与周围其它道路交通参与者实现信息互通，让他方提高警惕。以此来一定程度上保障骑行者的安全，且可以对风险事故更好的进行定性分析判断，不管是市场还是未来需求都是潜力巨大。附图说明图1：本专利技术系统模块示意图；图2：本专利技术方法流程图；图3：本专利技术系统装置实景分布图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动两轮车危险骑行状态监测系统，其特征在于，包括电动两轮车的电瓶、电动两轮车的电动机、主控制器、加速度传感器、数据存储模块、蜂鸣器、距离传感器、压力传感器、摄像头、继电器；所述主控制器分别与所述的加速度传感器、数据存储模块、蜂鸣器、距离传感器、压力传感器、摄像头通过导线依次连接；所述主控制器与所述继电器的控制端口通过导线连接；所述电动两轮车的电瓶与所述继电器的输入端口连接；所述电动两轮车的电动机与所述继电器的输出端口连接。

【技术特征摘要】
1.一种电动两轮车危险骑行状态监测系统，其特征在于，包括电动两轮车的电瓶、电动两轮车的电动机、主控制器、加速度传感器、数据存储模块、蜂鸣器、距离传感器、压力传感器、摄像头、继电器；所述主控制器分别与所述的加速度传感器、数据存储模块、蜂鸣器、距离传感器、压力传感器、摄像头通过导线依次连接；所述主控制器与所述继电器的控制端口通过导线连接；所述电动两轮车的电瓶与所述继电器的输入端口连接；所述电动两轮车的电动机与所述继电器的输出端口连接。2.根据权利要求1所述的电动两轮车危险骑行状态监测系统，其特征在于，所述主控制器安装于电动两轮车车架固定，用于对电动两轮车危险骑行状态进行监测；所述压力传感器安装于座位下面，用于测量电动两轮车的载重；所述摄像头安装于仪表盘，用于检测是否佩戴头盔，以此规范骑行安全行为，若未佩戴头盔的情况下电动两轮车切断加速握把电源，保护驾驶人员安全；所述距离传感器安装于车架前后方，用于监测驾驶电动车与前后方障碍物距离；所述加速度传感器电动两轮车车架，实现本发明特有的倾倒安全断电目的；所述继电器起到控制电瓶与电动机之间的通断电作用，继电器与电瓶、电动机、主控制器连接，主控制器控制继电器，继电器控制电动机与电瓶间的通断；所述数据存储模块，用于存储电动两轮车在骑行过程中的相关信息。3.一种利用权利要求1所述的电动两轮车危险骑行状态监测系统进行权利要求1所述的电动两轮车危险骑行状态监测方法，其特征在于，步骤1：所述压力传感器将启动前的电动两轮车的载重测录，通过与该电动两轮车出场时的安全值进行比对，进一步进行状态检测保护；步骤2：通过所述摄像头拍摄驾驶人图像，将驾驶人图像传输至所述主控制器，所述主控制器将驾驶人图像通过图像处理获得驾驶人佩戴头盔情况，进一步进行图像状态监测保护；步骤3：通过所述距离传感器监测驾驶电动车与前后方障碍物距离，与理论安全距离进行比对；步骤4：通过所述加速度传感器采集电动两轮车倾角，将电动两轮车倾角测录至主控制器，所述主控制器根据电动两轮车倾角监测骑行过程中是否倾倒，进一步进行状态监测保护。4.根据权利要求3所述的电动两轮车危险骑行状态监测方法，其特征在于，步骤1中所述的电动两轮车载重测录为：将该电动两轮车的载重测录，即将电动两轮车的载重传输至所述主控制器；步骤1中所述通过与该电动两轮车出场时的安全值进行比对，进一步进行状态检测保护为：所述主控制器将电动两轮车的载重与该电动两轮车出场时的安全值进行比对，若电动两轮车的载重超过电动两轮车出场时...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺宜，魏振华，李继朴，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42