一种多模态传感与主动气动控制的自行车智能避障系统技术方案

技术编号:46629340 阅读:0 留言:0更新日期:2025-10-14 21:27
本发明专利技术公开了一种多模态传感与主动气动控制的自行车智能避障系统,包括感知模块、边缘计算模块、多执行机构协同控制模块、通信模块、供电模块以及数据预处理与校准模块;感知模块用于实时采集自行车行驶状态数据与外部环境数据,边缘计算单元用于对感知模块输出的数据进行融合处理,动态生成多执行机构协同控制模块的控制指令;多执行机构协同控制模块包括气动翼片单元、差速离合器单元、液态金属配重单元与陀螺飞轮单元;通信模块采用双CAN总线冗余架构;供电模块包含超级电容应急供电单元,可在主电源失效时维持核心功能60s内运行;数据预处理与校准模块,用于解决传感器噪声与数据异步干扰问题;该系统解决了“温度‑磁场‑位移”三角偏差问题。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于自行车智能避障系统,具体地指一种多模态传感与主动气动控制的自行车智能避障系统


技术介绍

1、传统自行车避障系统大多采用较为简单的设计和固定的控制参数,难以在复杂多变的骑行环境中实现高效、可靠的避障。在高速骑行场景下(速度>20km/h),当遇到突然出现的障碍物时,传统避障系统由于侧向推力不足,往往只能实现较小的侧向偏移距离,通常小于1m。这在高速行驶时,难以有效避开障碍物,极易导致碰撞事故的发生,严重威胁骑行者的人身安全。例如,在城市道路中,自行车高速行驶时突然遇到前方横穿的行人,传统避障系统无法提供足够的避障力,使得自行车无法及时避让,增加了事故风险。

2、而在低速场景下(速度<10km/h),传统避障系统又存在能效失衡的问题,功耗通常大于25w。这意味着在低速行驶时,系统需要消耗大量的能量来维持运行,不仅降低了能源利用效率,还可能缩短电池续航时间,增加使用成本。以电动自行车为例,低速行驶时过高的功耗会导致电池电量快速下降,影响骑行的持续性和便利性。

3、此外,现有的自行车避障技术往往采用单一执行机构或固定传动模式,这本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多模态传感与主动气动控制的自行车智能避障系统,其特征在于,包括感知模块、边缘计算模块、多执行机构协同控制模块、通信模块、供电模块以及数据预处理与校准模块;

2.根据权利要求1所述的多模态传感与主动气动控制的自行车智能避障系统,其特征在于,所述液态金属为镓铟锡合金。

3.根据权利要求1所述的多模态传感与主动气动控制的自行车智能避障系统,其特征在于,在所述液态金属配重单元中通过精密定位工装将所述铂电阻温度传感器PT1000贴装在配重腔壁的高热导路径上,确保所述铂电阻温度传感器PT1000与液态金属合金接触界面间的导热效率,利用100Hz的采样频率实时获取液态金...

【技术特征摘要】

1.一种多模态传感与主动气动控制的自行车智能避障系统,其特征在于,包括感知模块、边缘计算模块、多执行机构协同控制模块、通信模块、供电模块以及数据预处理与校准模块;

2.根据权利要求1所述的多模态传感与主动气动控制的自行车智能避障系统,其特征在于,所述液态金属为镓铟锡合金。

3.根据权利要求1所述的多模态传感与主动气动控制的自行车智能避障系统,其特征在于,在所述液态金属配重单元中通过精密定位工装将所述铂电阻温度传感器pt1000贴装在配重腔壁的高热导路径上,确保所述铂电阻温度传感器pt1000与液态金属合金接触界面间的导热效率,利用100hz的采样频率实时获取液态金属配重腔体内部的温度数据,通过精度达±0.05℃的温度读数,精确刻画液态金属合金热场分布,为温控回路提供实时反馈。

4.根据权利要求1所述的多模态传感与主动气动控制的自行车智能避障系统,其特征在于,在所述液态金属配重单元中液态金属流通路径两端布置所述微型霍尔传感器,所述微型霍尔传感器监测电磁驱动线圈激励下产生的局部磁场强度变化,所述微型霍尔传感器的0.5mt分辨率可捕捉微小磁场扰动,进而判断驱动磁通分布与电磁力场响应的一致性,辅助控制电磁线圈的驱动电流闭环调节。

5.根据权利要求1所述的多模态传感与主动气动控制的自行车智能避障系统,其特征在于,在液态金属配重腔体的高应变区布置所述光纤光栅应变传感器,所述光纤光栅应变传感器通过波长漂移信号实时测得液态金属配重腔体的结构在电磁激励下的弹性形变,所述光纤光栅应变传感器的精度达到1με,可有效识别合金介质在不同位移工况下的粘滞阻力变化与壁面摩擦特征。

6.根据权利要求3-5任一项所述的多模态传感与主动气动控制的自行车智能避障系统,其特征在于,所述半导体制...

【专利技术属性】
技术研发人员:宋金龙郭淑熠徐楠鑫
申请(专利权)人:厦门大学嘉庚学院
类型:发明
国别省市:

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