基于圖像的兩輪平衡車控制系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種控制系統(tǒng)，尤其涉及一種基于圖像的兩輪平衡車控制系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]平衡車有成為體感車、思維車等，平衡車作為現(xiàn)代新興的一種代步工具，廣受年輕人的青睞，現(xiàn)有的平衡車一般分為獨輪平衡車和兩輪平衡車，在兩輪平衡車中，有電機驅(qū)動車輛行進，并通過陀螺儀以及加速度傳感器來檢測車體姿態(tài)的變化，從而控制車輛的平衡、前進與制動，但是現(xiàn)有的平衡車控制系統(tǒng)在行車過程中容易產(chǎn)生誤動，嚴重影響形成安全，尤其在斜坡行駛時誤動現(xiàn)象更為嚴重，而且現(xiàn)有的平衡車控制系統(tǒng)完全根據(jù)駕駛者的意愿來控制車輛的動作，但是并沒有有效的措施來限制駕駛者的意愿而造成意外。
[0003]因此，需要提出一種新的兩輪平衡車的控制系統(tǒng)，能夠在行駛過程中有效地保證行車安全，尤其是在具有一定斜坡且需要轉(zhuǎn)彎的時候，能夠根據(jù)車體以及人體的相關信息準確控制平衡車的動作，從而進一步提高平衡車的安全性能。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實用新型的目的是提供一種基于圖像的兩輪平衡車控制系統(tǒng)，能夠在行駛過程中有效地保證行車安全，尤其是在具有一定斜坡且需要轉(zhuǎn)彎的時候，能夠根據(jù)車體以及人體的相關信息準確控制平衡車的動作，從而進一步提高平衡車的安全性能。
[0005]本實用新型提供的一種基于圖像的兩輪平衡車控制系統(tǒng)，至少包括設置于兩輪平衡車的駕駛桿的圖像傳感器、設置于車體的陀螺儀、設置于車體踏板的兩個壓力傳感器、設置于車體的加速度傳感器、設置于車體的控制單元、與控制單元的輸出端連接的驅(qū)動電機以及與所述控制單元輸出端連接的制動單元；
[0006]所述控制單元包括前置處理電路、與所述圖像傳感器連接的圖像處理電路、與所述前置處理電路輸出端連接的比較電路、與所述比較電路輸出端連接的中央處理電路、與所述中央處理電路連接的報警器以及與所述中央處理電路連接的計時電路，所述圖像處理電路的輸出端與中央處理電路連接，所述中央處理電路的命令輸出端還與驅(qū)動電機和制動單元連接；所述前置處理電路的輸入端與所述陀螺儀、壓力傳感器以及速度傳感器輸出端連接。
[0007]進一步，所述控制系統(tǒng)還包括設置于車體用于感知行車前方障礙物與車體距離的距離探測器，所述距離探測器的輸出端與前置處理電路連接。
[0008]進一步，所述前置處理電路包括放大電路、與放大電路的輸出端連接的濾波電路以及與濾波電路的輸出端連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，所述放大電路的輸入端作為前置處理電路的輸入端，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的輸出端與比較電路的輸入端連接。
[0009]進一步，所述控制系統(tǒng)還包括設置于車體的用于檢測車輛行進速度的速度傳感器，所述速度傳感器的輸出端與前置處理電路的輸入端連接。
[0010]進一步，所述中央處理電路和圖像處理電路均為單片機。
[0011]本實用新型的有益效果:本實用新型基于圖像的兩輪平衡車控制系統(tǒng)，通過圖像、壓力以及陀螺儀的三重檢測，能夠準確確定駕駛者的行駛意圖以及位姿狀態(tài)，在具有一定斜坡且需要轉(zhuǎn)彎的時候，能夠準確控制平衡車的動作，從而進一步提高平衡車的安全性能；而且還能夠?qū)︸{駛者的姿態(tài)通過報警器報警并校正，防止意外。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述:
[0013]圖1為本實用新型的原理框圖。
[0014]圖2為平衡車在斜坡上行駛的角度示意圖。
【具體實施方式】
[0015]圖1為本實用新型的原理框圖，圖2為平衡車在斜坡上行駛的角度示意圖，如圖所示，本實用新型提供的一種基于圖像的兩輪平衡車控制系統(tǒng)，至少包括設置于兩輪平衡車的駕駛桿的圖像傳感器、設置于車體的陀螺儀、設置于車體踏板的兩個壓力傳感器、設置于車體的加速度傳感器、設置于車體的控制單元、與控制單元的輸出端連接的驅(qū)動電機以及與所述控制單元輸出端連接的制動單元，其中，圖像傳感器可以采用CCD圖像傳感器或者CMOS圖像傳感器，制動單元為現(xiàn)有的平衡車制動單元，在此不加以贅述；
[0016]所述控制單元包括前置處理電路、與所述圖像傳感器連接的圖像處理電路、與所述前置處理電路輸出端連接的比較電路、與所述比較電路輸出端連接的中央處理電路、與所述中央處理電路連接的報警器以及與所述中央處理電路連接的計時電路，所述圖像處理電路的輸出端與中央處理電路連接，所述中央處理電路的命令輸出端還與驅(qū)動電機和制動單元連接；所述前置處理電路的輸入端與所述陀螺儀、壓力傳感器以及速度傳感器輸出端連接；其中，中央處理電路和圖像處理電路均為單片機并搭載現(xiàn)有的處理程序，比如AVR單片機等；
[0017]當在行駛過程中，如果在平直的路面上行駛時，駕駛桿的應當垂直于路面，人體的站姿同樣是垂直與路面，如在此時需要轉(zhuǎn)彎時，人體傾斜，圖像傳感器采集當前人體的傾斜圖像，并將人體的圖像傳送至圖像處理電路，通過圖像處理電路獲取當前人體左傾或者右傾的角度并將該角度傳送至中央處理電路；中央處理電路獲取當前壓力傳感器的壓力差值以及陀螺儀感知的車體傾斜角度，，如果當前壓力差值達到轉(zhuǎn)彎的設定閾值，并且陀螺儀檢測到人體傾斜角度與圖像處理電路輸出的傾斜角度差值在設定的閾值范圍內(nèi)，則證明此時駕駛者需要進行轉(zhuǎn)彎操作，中央處理電路輸出控制命令，并控制驅(qū)動電機動作并使兩輪產(chǎn)生差速，實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎；
[0018]當在行駛過程中遇到斜坡時，該斜坡是指路面的傾斜方向垂直于形成方向，如果陀螺儀檢測到車體的傾斜角度(左輪和右輪的軸線相對于水平路面)大于設定安全駕駛傾斜角度值，則中央處理電路輸出控制命令，通過報警器通知駕駛者，該路段不適合平衡車駕駛，并且中央處理電路鎖定驅(qū)動電機輸出命令，并且中央處理電路控制制動單元一直處于制動狀態(tài)，在此狀態(tài)下，無論駕駛者如何改變姿態(tài)，平衡車均不動作，只有當車體