一种智能电动滑板车坡道检测控制方法与流程

1.本发明涉及物联网技术领域，特别涉及一种智能电动滑板车坡道检测控制方法。


背景技术：

2.传统的滑板车是一种娱乐用具，主要为青少年用于娱乐活动。传统滑板车包括单排轮结构以及比排轮结构，所谓单排轮结构其轮系与自行车相似，不能依靠其自身的结构保持平衡，必须依赖使用者的操作；与之不同，双排轮结构的滑板车其轮系通常为平衡式设计，例如设置有四组或者三组滑轮。
3.如今，出现了电动滑板车，电动滑板车在用途上已经摆脱了传统滑板车的限制，由娱乐用品转变成了便捷出行的交通工作，受到年轻群体的追捧。电动滑板车灵活便捷，一般使用人行道，而人行道上交通工具较少，行人的警惕性不高，容易造成危险。
4.现有技术中，电动滑板车的使用中一个重要问题是爬坡，由于电动滑板车本身并非为爬坡设计的，但是在实际使用中又不能完全避免爬坡，导致爬坡时动力明显不足。动力不足的问题只能通过硬件本身解决。但是，现有电动滑板车能够提供较大动力之后，出现的新问题的是动力无法自动与输出需要匹配。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述的问题，提供一种智能电动滑板车坡道检测控制方法。
6.本发明实施例是这样实现的，所述智能电动滑板车坡道检测控制方法包括以下步骤：
7.启动前置摄像头拍摄两帧画面，由拍摄的两帧画面确定前方坡度；
8.启动左右红外景深摄像头获取左右图像，由左右图像确定左右坡度；
9.启动后方雷达侦测后方障碍；
10.根据所述前方坡度、左右坡度、后方坡度以及当前动力输出值调整动力输出。
11.本发明通过前置摄像头获取电动滑板车的前后图像从而确定前方坡度，根据左右红外景深摄像头获取左右图像以确定左右坡度，并根据后方雷达确定后方是否存在障碍，通过三类传感器的检测结果自动地调整动力输出的大小，适用于上下坡，可以实现上下坡过程中自动调整动力，减少用户操作。
附图说明
12.图1为本发明实施例提供的基于物联网电动滑板车转向灯自动控制方法的逻辑图；
13.图2为一个实施例中计算机设备的内部结构框图。
具体实施方式
14.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
15.可以理解，本发明所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但除非特别说明，这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一xx脚本称为第二xx脚本，且类似地，可将第二xx脚本称为第一xx脚本。
16.图1示出了本发明方法的逻辑框图，在本发明实施例中，提出了一种智能电动滑板车坡道检测控制方法，具体可以包括步骤s1-s4：
17.步骤s1：启动前置摄像头拍摄两帧画面，由拍摄的两帧画面确定前方坡度；
18.步骤s2：启动左右红外景深摄像头获取左右图像，由左右图像确定左右坡度；
19.步骤s3：启动后方雷达侦测后方障碍；
20.步骤s4：根据所述前方坡度、左右坡度、后方坡度以及当前动力输出值调整动力输出。
21.在本发明实施例中，前置摄像头设置于电动滑板支架前方，朝向与电动滑板车车头朝向一致，前电动滑板车转向时，前置摄像头转动相同的角度。在本发明实施例中，前置摄像头可以沿支架上下调节高度，通过调节高度以改变其前方视界的大小，从而使采集的图像的算计比例不同，即当前置摄像头高度不同时，对于相同速度相同时间内，其前方视角的变化大小不同，具体是图像的高度方向的改变量不同，从而可以调节前置摄像头对于前方坡度的灵敏程度，同时也调节了前置摄像头所采集到的图像的处理结果对电动滑板车动力输出调节的比例。
22.在本发明实施例中，左右坡度是指左右围挡随电动滑板车前进的变化量，例如当电动滑板车沿坡上升时，由于左右围挡的高度不改变，使得采集到的图像中，围挡在整个图像区域中的位置不相同，其变化量与电动滑板车的行驶速度以及坡度有关，可以通过其变化量以及电动滑板的速度推算出围挡的高度等信息。
23.在本发明实施例中，后方雷达用于侦测后方障碍。本发明中的后方障碍主要是指后方车辆或者行人等，可能影响到电动滑板车后退的对象。
24.通过上述三种方式的综合检测，可以实现以电动滑板车为中心，360度范围的坡度以及障碍检测，从而更好地自动调整电动滑板车的动力输出。区别于一般现有技术，本发明在调整电动滑板的动力输出时，不仅仅考虑电动滑车本身的运动参数(例如维持运动速度)，更考虑了滑板车所在的特殊环境对于提速或者减速的影响，通过这些因素综合调整电动滑板车的速度，以期更好地实现智能地动力输出调整。
25.本发明通过前置摄像头获取电动滑板车的前后图像从而确定前方坡度，根据左右红外景深摄像头获取左右图像以确定左右坡度，并根据后方雷达确定后方是否存在障碍，通过三类传感器的检测结果自动地调整动力输出的大小，适用于上下坡，可以实现上下坡过程中自动调整动力，减少用户操作。
26.在本发明一个实施例中，所述启动前置摄像头拍摄两帧画面，由拍摄的两帧画面确定前方坡度，包括以下步骤：
27.启动前置摄像头，获取以电动滑板车正前方为中心0～180度范围的第一帧图像，间隔一个单位时间后获取相同角度范围的第二帧图像；
28.提取两帧图像的像素点值，并进行像素点值的区域配准，找出两帧图像中像素点值相同的区域；
29.从第二帧图像中减去上述像素点值相同的区域，由得到的图像的非空白区域的高度方向的占比、拍摄的单位时间以及当前电动滑板车的速度确定前方坡度；
30.若前方坡度大于设定值则启动前方高坡度模式，否则启动前方低坡度模式。
31.在本发明实施例中，电动滑板车正前方是指90度方向，即平面坐标系的y轴方向。前置摄像头的启动可以由用户控制触发，也可以由电动滑板车的速度改变触发，这里的速度改变包括速度减小以及速度增大。对于上坡而言，采用速度增大的方式触发可以在电动滑板车开始爬坡加速时即进行动力调节的运算，可以实现预加速；对于下坡，采用速度减小的方式触发可以在电动滑板车开始下坡加速前即进行动力调节的运算，可以实现预减速。对于上下坡不同触发方式的切换，优选采用重力传感器检测用户对电动滑板的压力变化实现，对于上坡加速，人体的重力分力作用于滑板车上，使电动滑板车处于超重状态，可以判断为上坡或者上坡预加速；反之可以判断为下坡。
32.在本发明实施例中，单位时间可以在一个设定范围内按当前电动滑板的实时速度反比例确定，即速度最大时，取选定区间的左端点作为当前的单位时间，反之取右端点；当然，应当设定一个触发速度，以剔除速度为0时的无效检测。
33.在本发明实施例中，设定单位时间的目的是使得采集到的两帧图像中存在相同的区域，当两帧图像中不存在相同区域时，由于单位时间已定，还可以通过提高帧率的方式，获取实际时间间隔更小的两帧图像。对于满足要求的两帧图像，通过计算像素点的值确定像素值相同的区域，并将两张图像像素相同的区域相减，以相减后的后一张图像非空白区域高度方向的占比衡量前方坡度的大小。根据坡度的大小所属的范围确定前方坡度模式。需要说明的是，不同的模式除了对电动滑板车动力输出的调节程度不同之外，还包括电动滑板车预警方式的不同，而不仅仅是动力的调节。
34.在本发明一个实施例中，所述启动左右红外景深摄像头获取左右图像，由左右图像确定左右坡度，具体包括以下步骤：
35.启动左右红外景深摄像头，获取以电动滑板车左方和/或右方90～270度范围的第一红外图像，间隔一个单位时间后获取相同方向相同角度范围的第二红外图像；
36.提取两帧图像的像素点值，并进行像素点值的区域配准，找出两帧图像中像素点值相同的区域；
37.从第二红外图像中减去上述像素点值相同的区域，由得到的图像的空白区域的对角线与水平方向的夹角确定左右坡度；
38.若左右坡度大于设定值则启动左右高坡度模式，否则启动左右低坡度模式。
39.在本发明实施例中，电动滑板车正前方是指90度方向，即平面坐标系的y轴方向。左右红外景深摄像头的启动可以由用户控制触发，也可以由电动滑板车的速度改变触发，这里的速度改变包括速度减小以及速度增大。对于上坡而言，采用速度增大的方式触发可以在电动滑板车开始爬坡加速时即进行动力调节的运算，可以实现预加速；对于下坡，采用速度减小的方式触发可以在电动滑板车开始下坡加速前即进行动力调节的运算，可以实现预减速。对于上下坡不同触发方式的切换，优选采用重力传感器检测用户对电动滑板的压力变化实现，对于上坡加速，人体的重力分力作用于滑板车上，使电动滑板车处于超重状
态，可以判断为上坡或者上坡预加速；反之可以判断为下坡。
40.在本发明实施例中，单位时间可以在一个设定范围内按当前电动滑板的实时速度反比例确定，即速度最大时，取选定区间的左端点作为当前的单位时间，反之取右端点；当然，应当设定一个触发速度，以剔除速度为0时的无效检测。
41.在本发明实施例中，设定单位时间的目的是使得采集到的两帧图像中存在相同的区域，当两帧图像中不存在相同区域时，由于单位时间已定，还可以通过提高帧率的方式，获取实际时间间隔更小的两帧图像(并非必然是单位时间的第一帧与最后一帧)。对于满足要求的两帧图像，通过计算像素点的值确定像素值相同的区域，并将两张图像像素相同的区域相减，以相减后的后一张图像的空白区域的对角线与水平方向的夹角确定左右侧的坡度。根据坡度的大小所属的范围确定前方坡度模式。需要说明的是，不同的模式除了对电动滑板车动力输出的调节程度不同之外，还包括电动滑板车预警方式的不同，而不仅仅是动力的调节。
42.在本发明一个实施例中，所述启动后方雷达侦测后方障碍，包括以下步骤：
43.启动后方扫描雷达，获取以电动滑板车后方180～360度范围的第一扫描图像，间隔一个单位时间后获取相同角度范围的第二扫描图像；
44.提取两帧图像的像素点值，并进行像素点值的区域配准，判断两帧图像中是否存在轮廓相同的区块，若是，则判断区块的面积是否相等；
45.若区块的面积增大则启动后方障碍模式，否则启动后方无障碍模式。
46.在本发明实施例中，电动滑板车正前方是指90度方向，即平面坐标系的y轴方向。后方扫描雷达的启动可以由用户控制触发，也可以由电动滑板车的速度改变触发，这里的速度改变包括速度减小以及速度增大。对于上坡而言，采用速度增大的方式触发可以在电动滑板车开始爬坡加速时即进行动力调节的运算，可以实现预加速；对于下坡，采用速度减小的方式触发可以在电动滑板车开始下坡加速前即进行动力调节的运算，可以实现预减速。对于上下坡不同触发方式的切换，优选采用重力传感器检测用户对电动滑板的压力变化实现，对于上坡加速，人体的重力分力作用于滑板车上，使电动滑板车处于超重状态，可以判断为上坡或者上坡预加速；反之可以判断为下坡。
47.在本发明实施例中，单位时间可以在一个设定范围由按当前电动滑板的实时速度反比例确定，即速度最大时，取选定区间的左端点作为当前的单位时间，反之取右端点；当然，应当设定一个触发速度，以剔除速度为0时的无效检测。
48.在本发明实施例中，设定单位时间的目的是检测后方障碍物与电动滑板的距离是否发生改变，并判断该距离是否可能造成急刹车时的追尾。由于单位时间已定，还可以通过提高帧率的方式，获取实际时间间隔更小的两帧图像。对于满足要求的两帧图像，通过计算像素点的值确定两张图像轮廓相同的区域，通过比较两个区域的面积的大小，判断后方障碍与电动滑板车之间的距离是减小还是增大，若面积增大则启动后方障碍模式。需要说明的是，不同的模式除了对电动滑板车动力输出的调节程度不同之外，还包括电动滑板车预警方式的不同，而不仅仅是动力的调节。
49.本发明的三种检测方式均是基于图像分析，其算法统一，避免了传统雷达检测的复杂运算，无法有针对性地识别出何为障碍物的问题，无需预先设定何为障碍物，属于一种广泛检测方法，但效率得到了提高。
50.在本发明一个实施例中，所述根据所述前方坡度、左右坡度、后方坡度以及当前动力输出值调整动力输出，具体由下式确定：
[0051][0052]
其中，0≤i,j,k≤1,
[0053]
i满足frame2(i)-frame1(1)＝0
[0054]
j＝xy,其中，0≤x、y≤1且frame2(x,y)-frame1(1,1)＝0
[0055][0056]
式中：w为调整后的动力输出；w
当前
为当前动力输出；w
max
为电动滑板车最大动力输出；frame2(i)为第二帧图像的像素行；frame1(1)为第一帧图像的最高像素行；frame2(x,y)为第二帧图像的像素坐标；frame1(1,1)为第一帧图像的一个顶点的像素坐标；s
frame2
为第二帧图像区块的面积大小；s
frame1
为第一帧图像区块面积的大小。
[0057]
在本发明实施例中，将前置摄像头、左右红外景深摄像头以及后方雷达的检测按其启动条件的难易以及对于提速的影响大小，分别赋予不同的影响权重以提高电动滑板车的动力输出。可以理解，本发明是以上坡为例进行说明的，对于下坡，前述方法同样适用，相应的运算方向或者向量转换方向或者反向调整判断条件即可，本发明实施例对此不再赘述。
[0058]
在本发明一个实施例中，所述智能电动滑板车坡道检测控制方法还包括以下步骤：
[0059]
启动陀螺仪双轴预判模式，确定动力滑板车的偏转角度；
[0060]
启动陀螺仪单轴预判模式，确定动力滑板车的翻转角度；
[0061]
根据所述偏转角度、所述翻转角度以及当前电动滑板车的动力输出值按预设方法减少电动滑板车的动力输出。
[0062]
在本发明实施例中，可以理解，该过程是对于爬坡过程而言的，目的是为了防止电动滑板车动力改变时造成电动滑板车偏转或者翻转。
[0063]
在本发明一个实施例中，所述启动陀螺仪双轴预判模式，确定动力滑板车的偏转角度，包括以下步骤：
[0064]
获取陀螺仪的x轴与y轴的偏转角度；
[0065]
若x轴与y轴的偏转角度至少一个不为0，则判断电动滑板车发生了左右偏转。
[0066]
在本发明一个实施例中，所述启动陀螺仪单轴预判模式，确定动力滑板车的翻转角度，包括以下步骤：
[0067]
获取陀螺仪的x轴与y轴的偏转角度；
[0068]
若x轴与y轴的偏转角度至少一个不为0且x轴与y轴的偏转角度相等，则获取陀螺仪的z轴的偏转角度；
[0069]
若z轴偏转角度不为0，则判断电动滑板车发生了中心翻转。
[0070]
在本发明一个实施例中，判断电动滑板车发生了中心翻转之后还包括：
[0071]
启动电动滑板力仰拍摄像头获取用户姿势图像；
[0072]
根据所述用户姿势图像判断用户为站姿或者蹲姿；
[0073]
根据当前电动滑板车动力的变化方向提示用户改变姿势以保持平衡。
[0074]
在本发明实施例中，更具体地，将偏转或者翻转的角度极限设定为90度，即设定偏转或者翻转的角度达到90度，将电动滑板车的动力输出减小到0；在减速模式下，前述的方法被抑制，不进执行，在此基础上，检测当前的动力输出值，并将该动力输出值对应到0-90度的范围，根据检测到的偏转或者翻转角度，等比例地减小动力输出，以防止电动滑板车的偏转或者翻转。可以理解，此种模式下，电动滑板车可以正常实现小角度降速转弯；更进一步地，上述通过陀螺仪检测进行动力输出抑制的方法基于前述回去增加的方法的基础，即先存在前述动力增加的过程才能启动该减小动力输出的过程，可以将该算法限制到上坡或者下坡运动中，而不影响正常的平道转弯。
[0075]
在本发明一个实施例中，所述智能电动滑板车坡道检测控制方法包括以下步骤：
[0076]
根据动力滑板车动力输出变动方向以及幅度，选择性启动光声紧急联动展示模式中的任意一种：
[0077]
仪表盘休眠模式：设定电动滑板车仪表盘供电倒计时，倒计时结束使仪表盘进入休眠状态；
[0078]
声音报警模式：获取电动滑板车动力输出减小的值，根据减小的值正比例增加喇叭的音量与频率，设定喇叭报警；
[0079]
灯光闪动报警模式：获取电动滑板车动力输出减小的值，根据减小的值正比例增加前后尾灯的闪烁频率，设定闪烁提醒。
[0080]
在本发明实施例中，通过上述光声紧急联动展示模式可以及时地提醒行人或者其它车辆注意电动滑板车的变速操作，保护安全。
[0081]
图2示出了一个实施例中计算机设备的内部结构图。如图2所示，该计算机设备包括该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、输入装置和显示屏。其中，存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该计算机设备的非易失性存储介质存储有操作系统，还可存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现本发明实施例提供的智能电动滑板车坡道检测控制方法。该内存储器中也可储存有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器执行本发明实施例提供的智能电动滑板车坡道检测控制方法。计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0082]
本领域技术人员可以理解，图2中示出的结构，仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图，并不构成对本发明方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0083]
在一个实施例中，提出了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
[0084]
启动前置摄像头拍摄两帧画面，由拍摄的两帧画面确定前方坡度；
[0085]
启动左右红外景深摄像头获取左右图像，由左右图像确定左右坡度；
[0086]
启动后方雷达侦测后方障碍；
[0087]
根据所述前方坡度、左右坡度、后方坡度以及当前动力输出值调整动力输出。
[0088]
在一个实施例中，提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行以下步骤：
[0089]
启动前置摄像头拍摄两帧画面，由拍摄的两帧画面确定前方坡度；
[0090]
启动左右红外景深摄像头获取左右图像，由左右图像确定左右坡度；
[0091]
启动后方雷达侦测后方障碍；
[0092]
根据所述前方坡度、左右坡度、后方坡度以及当前动力输出值调整动力输出。
[0093]
应该理解的是，虽然本发明各实施例的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，各实施例中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0094]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0095]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0096]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。