本發(fā)明涉及交通安全技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于自行車(chē)的非接觸式剎車(chē)識(shí)別方法及非接觸式剎車(chē)識(shí)別裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)隨著戶外騎行運(yùn)動(dòng)的興起，自行車(chē)不僅作為出行工具被廣泛使用，還作為一種健身工具被使用，尤其是在當(dāng)前經(jīng)常交通擁堵以及打車(chē)不方便的大環(huán)境下，同時(shí)隨著ofo共享單車(chē)、摩拜單車(chē)等商業(yè)模式的興起，自行車(chē)作為交通工具又逐漸開(kāi)始盛行。

目前自行車(chē)剎車(chē)系統(tǒng)存在如下問(wèn)題：第一，傳統(tǒng)的自行車(chē)是沒(méi)有剎車(chē)指示燈對(duì)后方車(chē)輛做出警告指示的，在緊急情況急剎車(chē)時(shí)，后方的車(chē)輛無(wú)法得知自行車(chē)剎車(chē)減速甚至急停，容易導(dǎo)致碰撞事故的發(fā)生，具有很大的安全隱患；第二，現(xiàn)有自行車(chē)剎車(chē)指示燈大都是有線連接，安裝麻煩，適用性差；第三，為了實(shí)現(xiàn)無(wú)線連接，人們?cè)谧孕熊?chē)上加裝了觸發(fā)傳感裝置和感應(yīng)剎車(chē)尾燈，通過(guò)觸發(fā)傳感裝置對(duì)自行車(chē)剎車(chē)線的機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行感測(cè)來(lái)控制剎車(chē)尾燈發(fā)亮，雖然是無(wú)線連接，但是觸發(fā)傳感裝置仍需連接剎車(chē)線，安裝難度大，適用性依然很低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于自行車(chē)的非接觸式剎車(chē)識(shí)別方法及非接觸式剎車(chē)識(shí)別裝置，判斷車(chē)輛的行駛狀態(tài)，通過(guò)剎車(chē)指示信號(hào)向后車(chē)提示前車(chē)的行駛狀態(tài)，便于提高自行車(chē)行駛的安全性，同時(shí)非接觸式剎車(chē)識(shí)別裝置可直接用扎帶捆綁安裝在自行車(chē)上，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)，安裝簡(jiǎn)便，適應(yīng)性強(qiáng)。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下：

一種非接觸式剎車(chē)識(shí)別方法，其特征在于，按照如下步驟：

步驟s1：讀取車(chē)速、計(jì)時(shí)路段距離、環(huán)境溫度和大氣壓力的參數(shù)，同時(shí)引入校準(zhǔn)因子消除誤差，計(jì)算出理論滑行加速度和實(shí)際加速度；

步驟s2：實(shí)時(shí)比較理論滑行加速度α1和實(shí)際加速度α2；

若α1≤α2，則判斷為正常行駛狀態(tài)，不進(jìn)行剎車(chē)指示；

若α1＞α2，則判斷為主動(dòng)減速狀態(tài)，進(jìn)行剎車(chē)指示。

進(jìn)一步，所述理論滑行加速度和實(shí)際加速度的計(jì)算方法為：

首先，計(jì)算出當(dāng)前路段的坡度θ：

將坡度、滾動(dòng)摩擦系數(shù)與校準(zhǔn)因子代入以下方程，得到理論滑行加速度：

理論滑行加速度為：a1＝-qg(sinθ+ucosθ)

實(shí)際加速度為：

其中，氣溫t，單位℃；t1時(shí)間點(diǎn)的大氣壓力p1，單位hpa；t2時(shí)間點(diǎn)的大氣壓力p2，單位hpa；t1時(shí)間點(diǎn)的速度v1，單位m/s；t2時(shí)間點(diǎn)的速度v2，單位m/s；t1到t2時(shí)間點(diǎn)的距離d，單位m；t1到t2時(shí)間點(diǎn)的時(shí)長(zhǎng)δt，單位s；t1到t2時(shí)間點(diǎn)的路段坡度θ，單位°；自行車(chē)的理論滑行加速度α1，單位m/s²；自行車(chē)的實(shí)際加速度α2，單位m/s²；滾動(dòng)摩擦系數(shù)μ,μ∈[0.01,0.5]；校準(zhǔn)因子q∈[0.1,10]，g為重力加速度。

一種非接觸式剎車(chē)識(shí)別裝置，其特征在于，包括：

速度傳感器，用于檢測(cè)和獲取車(chē)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，并發(fā)送至主控芯片；

溫度傳感器，用于檢測(cè)環(huán)境溫度信號(hào)，并發(fā)送至主控芯片；

壓力傳感器，用于檢測(cè)大氣壓力，并發(fā)送至主控芯片；

主控芯片，用于引入校準(zhǔn)因子消除誤差，實(shí)時(shí)計(jì)算和比較理論滑行加速度α1和實(shí)際加速度α2；若α1≤α2，則判斷為正常行駛狀態(tài)，不進(jìn)行剎車(chē)指示；若α1＞α2，則判斷為主動(dòng)減速狀態(tài)，輸出剎車(chē)信號(hào)進(jìn)行剎車(chē)指示。

進(jìn)一步，所述剎車(chē)指示采用剎車(chē)指示燈，該剎車(chē)指示燈朝向后方車(chē)輛方向。

進(jìn)一步，還包括殼體，所述速度傳感器安裝到所述殼體上，溫度傳感器、壓力傳感器和主控芯片都安裝在所述殼體內(nèi)；所述殼體的下部設(shè)置有扎帶固定孔，所述殼體側(cè)部安裝所述剎車(chē)指示燈。

進(jìn)一步，所述殼體內(nèi)安裝有獨(dú)立電源，所述剎車(chē)指示燈、速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器均與主控芯片電連接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的有益效果是：利用測(cè)量獲得的氣壓、氣溫、速度、距離等數(shù)據(jù)，同時(shí)引入校準(zhǔn)因子來(lái)消除車(chē)型、車(chē)重、輪胎型號(hào)、輪胎氣壓、風(fēng)向風(fēng)力、路況、騎行者體重、騎行姿勢(shì)等因素引起的誤差，實(shí)時(shí)計(jì)算出自行車(chē)的理論滑行加速度與實(shí)際加速度，通過(guò)實(shí)時(shí)比較兩者的大小來(lái)識(shí)別自行車(chē)是否為剎車(chē)狀態(tài)，從而判斷是否控制剎車(chē)指示燈的亮起，為后車(chē)提示前車(chē)的行駛狀態(tài)，使用安全。

識(shí)別裝置安裝簡(jiǎn)單，無(wú)需與自行車(chē)剎車(chē)系統(tǒng)進(jìn)行接觸式連接，直接利用扎帶穿過(guò)扎帶固定孔，將該裝置捆綁在自行車(chē)的后部，適用于絕大多數(shù)自行車(chē)，適用性高，便于產(chǎn)品的推廣使用，具有良好的社會(huì)價(jià)值。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的非接觸式剎車(chē)識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

一種非接觸式剎車(chē)識(shí)別方法，按照如下步驟：

步驟s1：讀取車(chē)速、計(jì)時(shí)路段距離、周?chē)鷾囟群痛髿鈿鈮旱膮?shù)，同時(shí)引入校準(zhǔn)因子消除誤差，計(jì)算出理論滑行加速度和實(shí)際加速度；

步驟s2：實(shí)時(shí)比較理論滑行加速度α1和實(shí)際加速度α2；

若α1≤α2，則判斷為正常行駛狀態(tài)，不進(jìn)行剎車(chē)指示；

若α1＞α2，則判斷為主動(dòng)減速狀態(tài)，進(jìn)行剎車(chē)指示。

其中理論滑行加速度和實(shí)際加速度的計(jì)算方法為：

首先，計(jì)算出當(dāng)前路段的坡度θ：

將坡度、滾動(dòng)摩擦系數(shù)與校準(zhǔn)因子代入以下方程，得到理論滑行加速度：

理論滑行加速度為：a1＝-qg(sinθ+ucosθ)

實(shí)際加速度為：

其中參數(shù)含義如下，氣溫t，單位℃；t1時(shí)間點(diǎn)的大氣壓力p1，單位hpa；t2時(shí)間點(diǎn)的大氣壓力p2，單位hpa；t1時(shí)間點(diǎn)的速度v1，單位m/s；t2時(shí)間點(diǎn)的速度v2，單位m/s；t1到t2時(shí)間點(diǎn)的距離d，單位m；t1到t2時(shí)間點(diǎn)的時(shí)長(zhǎng)δt，單位s；t1到t2時(shí)間點(diǎn)的路段坡度θ，單位°；自行車(chē)的理論滑行加速度α1，單位m/s²；自行車(chē)的實(shí)際加速度α2，單位m/s²；滾動(dòng)摩擦系數(shù)μ,μ∈[0.01,0.5]；校準(zhǔn)因子q∈[0.1,10]，g為重力加速度。

其中校準(zhǔn)因子q用來(lái)校正各種實(shí)況與環(huán)境因素對(duì)算法的影響，校準(zhǔn)因子具體數(shù)值需要通過(guò)實(shí)測(cè)來(lái)確定。如：行駛到一定的速度，自由滑行，通過(guò)自由滑行與輕微剎車(chē)來(lái)調(diào)整校準(zhǔn)因子，最終使得自由滑行減速的時(shí)候，剎車(chē)指示燈不亮起，而主動(dòng)剎車(chē)減速的時(shí)候，剎車(chē)指示燈亮起。

如圖1所示，一種非接觸式剎車(chē)識(shí)別裝置，包括：殼體1，速度傳感器4安裝在殼體1上，溫度傳感器、壓力傳感器和主控芯片都安裝在殼體1內(nèi)，殼體1的下部設(shè)置有扎帶固定孔2，殼體1側(cè)部安裝有剎車(chē)指示燈3；剎車(chē)指示燈3、速度傳感器4、溫度傳感器、壓力傳感器均與主控芯片電連接；速度傳感器4與安裝在車(chē)輪輻條上的小磁鐵配合，通過(guò)感應(yīng)小磁鐵的運(yùn)動(dòng)以檢測(cè)和獲取車(chē)輪的車(chē)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，并將車(chē)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)發(fā)送至主控芯片，主控芯片根據(jù)車(chē)輪的周長(zhǎng)和轉(zhuǎn)速計(jì)算得到車(chē)速數(shù)據(jù)；溫度傳感器，用于檢測(cè)環(huán)境溫度信號(hào)，并發(fā)送至主控芯片；壓力傳感器，用于檢測(cè)大氣氣壓，并發(fā)送至主控芯片；主控芯片，用于引入校準(zhǔn)因子消除誤差，實(shí)時(shí)比較理論滑行加速度α1和實(shí)際加速度α2；若α1≤α2，則判斷為正常行駛狀態(tài)，不進(jìn)行剎車(chē)指示；若α1＞α2，則判斷為主動(dòng)減速狀態(tài)，進(jìn)行剎車(chē)指示。剎車(chē)指示燈朝向后方車(chē)輛方向。

在殼體1內(nèi)安裝有獨(dú)立電源對(duì)設(shè)備進(jìn)行供電，獨(dú)立電源優(yōu)選紐扣電池，也可為充電式的鋰電池，便于產(chǎn)品的安裝使用。在需要騎行自行車(chē)時(shí)將非接觸式剎車(chē)識(shí)別裝置安裝在自行車(chē)上，在不需要的時(shí)候亦可方便拆下，以防被盜以及避免雨雪天氣損壞。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。