一种基于地磁数据的共享电单车规范还车方法技术

本发明专利技术涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种基于地磁数据的共享电单车规范还车方法，该方法使得在常规用车环境中，能够更加准确有效地计算出车头朝向，根据相应的地磁数据，与还车点划定的固定还车范围比较，即可确认车头是否垂直于还车点方式，从而有效提高用户规范还车的概率以及避免误判的情况，使得共享电单车的规范还车更加合理实用。的规范还车更加合理实用。的规范还车更加合理实用。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地磁数据的共享电单车规范还车方法


[0001]本专利技术涉及数据处理
，尤其涉及一种基于地磁数据的共享电单车规范还车方法。

技术介绍

[0002]作为解决公共交通最后一公里的共享电单车，其无锁桩式的设计以及互联网和智能移动设备的运用，解决了公共自行车的不便之处，使得自行车的寻找、使用、停放实现了随用随取、随停随放，真正体现了自行车的便利性。
[0003]但是，在实际的应用中，这一优势带来了很多难题。在使用共享电单车之后，一些人为了最大限度地方便自己，对城市管理规定视若无睹，共享电单车随意地违规停放，乱停乱放，结果方便了自己，却给别人以及整个社会添了堵。
[0004]磁偏角，是指地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角。根据地磁芯片，可以实时获取任意位置任意角度的磁偏角，通过规定的正方向，可以直接计算出真实的车辆朝向。月球对于地球大气的潮汐作用，使得一部分大气以太阴日为周期，运行于地球各部分之间。这种变化包括大气电离层的变化，因而造成各地磁场以太阴日为周期的变化。它的变化幅度很小，磁场强度水平分量的变幅只有千分之几μT，约为水平分量的0.05%，因此使用磁偏角计算车辆朝向，在常规使用场景下，是稳定可靠且有效的。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种基于地磁数据的共享电单车规范还车方法，在于常规用车环境中，能够更加准确有效地计算出车头朝向，根据相应的地磁数据，与还车点划定的固定还车范围比较，即可确认车头是否垂直于还车点方式，从而有效提高用户规范还车的概率以及避免误判的情况，使得共享电单车的规范还车更加合理实用。
[0006]为了实现本专利技术的目的，所采用的技术方案是：一种基于地磁数据的共享电单车规范还车方法，共享电单车的车载控制器中安装地磁芯片，所述还车方法的具体步骤为：
[0007]S1、共享电单车的车载控制器中的处理器向地磁芯片发出读取地磁数据请求，地磁芯片接收到请求后，处理器根据设定的数据读取频率读取地磁芯片采集的实时地磁数据；
[0008]S2、处理器对读取的地磁数据进行校验，校验成功后，处理器通过地磁数据，计算出实时的车头与正方向的夹角，从而判定车头的实时朝向，并上传到服务器；
[0009]S3、服务器将上传的数据与后台记录的还车点数据进行比较，判断车头朝向与还车点边框的夹角，实现规范还车。
[0010]作为本专利技术的优化方案，共享电单车的车载控制器中还安装陀螺仪、三轴磁传感器和六轴加速度传感器，处理器获取加速度和陀螺仪数据，判断所还共享电单车是否摔倒。
[0011]作为本专利技术的优化方案，在步骤S3中，还车点边框为直线边框线。
[0012]作为本专利技术的优化方案，地磁数据包括磁偏角。
[0013]作为本专利技术的优化方案，在步骤S3中，还车点边框为直线边框线。
[0014]作为本专利技术的优化方案，通过如下公式，校验三轴地磁数据，
[0015]Xr_=(data(1)
‑
Xoffset)*x_gain
[0016]Yr_=(data(2)
‑
Yoffset)*y_gain
[0017]Zr_=(data(3)
‑
Zoffset)*z_gain
[0018]其中：Xr_为校验后的X轴数据，data(1)为地磁芯片采集的X轴数据，Xoffset为X轴数据的偏移，x_gain为X轴数据的比例；Yr_为校验后的Y轴数据，data(2)为地磁芯片采集的Y轴数据，Yoffset为Y轴数据的偏移，y_gain为Y轴数据的比例；Zr_为校验后的Z轴数据，data(3)为地磁芯片采集的Z轴数据，Zoffset为Z轴数据的偏移，z_gain为Z轴数据的比例；
[0019]获取地磁数据时，地磁芯片绕X轴、Y轴和Z轴分别顺时针和逆时针旋转360度，获取X_max、X_min、Y_max、Y_min、Z_max、Z_min，
[0020]Xoffset = (X_max + X_min)/2；x_gain = 1；Yoffset = (Y_max + Y_min)/2；y_gain = (X_max
ꢀ‑ꢀ
X_min)/( Y_max
ꢀ‑ꢀ
Y_min)；Zoffset = (Z_max + Z_min)/2；z_gain = (X_max
ꢀ‑ꢀ
X_min)/( Z_max
ꢀ‑ꢀ
Z_min)；
[0021]其中：X_max为X轴数据最大值，X_min为X轴数据最小值，Y_max为Y轴数据最大值，Y_min为Y轴数据最小值，Z_max为Z轴数据最大值，Z_min为Z轴数据最小值。
[0022]作为本专利技术的优化，方案磁偏角的计算公式为：
[0023]azimuth = arctan(Yr_/Xr_)
[0024]其中：azimuth为与正西方向的夹角。
[0025]作为本专利技术的优化，将Xr_、Yr_和Zr_恢复到地磁芯片的XOY平面平行于水平方向，需将三轴地磁数据乘以一个旋转矩阵，旋转矩阵的形式为：
[0026]其中：θ为地磁芯片的XOY平面平行于水平方向时绕Y轴旋转的角度。
[0027]本专利技术具有积极的效果：1）相较于蓝牙道钉技术：本专利技术不需要额外安装设备，节约成本，降低使用难度；使用寿命长，损耗低，不需要日常维护；
[0028]2）相较于惯导技术：
[0029]惯导技术需要车辆产生一定的运动轨迹，才可通过加速度数据计算车辆朝向，本专利技术无需车辆产生动作，静止状态下亦可判断车头朝向；
[0030]惯导技术需要多次纠正，且计算正确数据时间较长，本专利技术可实时计算，只需正常供电工作即可。
[0031]3）相较于传统地磁技术：
[0032]车载中控供电方式可切换，正常工作状态下由车辆大电池供电，大电池断开或缺电时，自动切换为备用小电池供电，延长工作时间，电池更换方便；
[0033]传统地磁技术主要使用三轴芯片，使用过程中需进行纠正操作，精度无法实时保证，出厂或者芯片断电重启后，都需要进行人工校正，才可优化相应的计算效果。本专利技术搭配的硬件设备中，搭配使用三轴和六轴芯片，数据采集更丰富，且两类芯片数据可自行比较，通过算法进行校正。正常工作环境中，不论是新车出场还是芯片断电重启，无需进行其他人工操作，设备本身芯片数据即可通过算法自动比较校正，保证计算结果的准确性。
[0034]通过地磁数据计算车头朝向，需要大量的数据进行计算，数据越丰富则算法的计算结果越精准。由于单个三轴芯片数据数据频率无法保证持续发出高频数据，且单个芯片
如果损坏，无法输出正确的数据，不利于后台排查。同时使用三轴和六轴数据，能够保证输出数据的频率足够高，且任一芯片数据出现异常时，算法实时的数据校验可直接发现，保证整体运行的可靠性。
[0035]丰富且高频的输入数据，通过算法计算出的结果可以检测车辆更加丰富的实时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于地磁数据的共享电单车规范还车方法，其特征在于：共享电单车的车载控制器中安装地磁芯片，所述还车方法的具体步骤为：S1、共享电单车的车载控制器中的处理器向地磁芯片发出读取地磁数据请求，地磁芯片接收到请求后，处理器根据设定的数据读取频率读取地磁芯片采集的实时地磁数据；S2、处理器对读取的地磁数据进行校验，校验成功后，处理器通过地磁数据，计算出实时的车头与正方向的夹角，从而判定车头的实时朝向，并上传到服务器；S3、服务器将上传的数据与后台记录的还车点数据进行比较，判断车头朝向与还车点边框的夹角，实现规范还车。2.根据权利要求1所述的一种基于地磁数据的共享电单车规范还车方法，其特征在于：共享电单车的车载控制器中还安装陀螺仪、三轴磁传感器和六轴加速度传感器，处理器获取加速度和陀螺仪数据，判断所还共享电单车是否摔倒。3.根据权利要求1所述的一种基于地磁数据的共享电单车规范还车方法，其特征在于：在步骤S3中，还车点边框为直线边框线。4.根据权利要求1所述的一种基于地磁数据的共享电单车规范还车方法，其特征在于：所述的地磁数据包括磁偏角。5.根据权利要求4所述的一种基于地磁数据的共享电单车规范还车方法，其特征在于：通过如下公式，校验三轴地磁数据，Xr_=(data(1)
‑
Xoffset)*x_gain；Yr_=(data(2)
‑
Yoffset)*y_gain；Zr_=(data(3)
‑
Zoffset)*z_gain；其中：Xr_为校验后的X轴数据，data(1)为地磁芯片采集的X轴数据，Xoffset为X轴数据的偏移，x_gain为X轴数据的比例；Yr_为校验后的Y轴数据，data...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏显，汤玲，
申请(专利权)人：南京北斗创新应用科技研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：