一种避障自行车的制作方法

本发明属于交通工具领域，尤其涉及一种避障自行车。

背景技术：

目前随着环保意识的提升，自行车重新开始普及，自行车用户逐渐增多。但是，自行车与汽车相互碰撞的交通事故也与日俱增，进而人们骑车的安全意识也不断提高。

在现有技术中，避障自行车防撞系统是由自行车骑士佩戴一具能与智能手机进行通信整合的安全帽，汽车将会通过安装在车内的雷达来检测正在接近汽车的物体，然后安装在后视镜的摄像头则会对这一物体做出判断，如果发现是骑车者，汽车就会自动启用刹车系统。自行车车体上装有定位信号发射器，透过传感器进行彼此之间的互相联系，例如红外传感器，探测车辆与自行车骑士的相对位置，当探测到即将发生碰撞时，骑车驾驶员和自行车骑士都会接收到警告信号。

但是，现有技术中避障自行车装配复杂，且使用一般传感器作为探测手段时，数据精度不高，探测距离和探测范围有限，不能识别物体，可靠性不高。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种自动式激光雷达避障的方法及装置，旨在解决现有技术中避障自行车装配复杂，数据精度不高，探测距离和探测范围有限，不能识别物体，可靠性不高的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种避障自行车，包括：

自行车本体；

设于所述自行车本体上，对所述自行车本体周围环境状况进行探测的激光雷达系统；

与所述激光雷达系统通信连接，对所述激光雷达系统探测的环境状况信息进行处理，并形成提示指令的控制器；以及

与所述控制器通信连接，并根据所述控制器的提示指令输出提示信息的导航装置。

本发明实施例提供的避障轮椅，通过设于自行车本体上的激光雷达探测周围环境状况，并将所探测的环境状况信息经控制器进行处理，生成并发送提示指令至导航装置，以通过导航装置向用户播放输出提示信息，该避障自行车获取的数据精度高，探测距离远，使用可靠性强，用户能够根据该提示信息有效避开障碍物，保障了用户在自行车行进过程中的安全。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种避障自行车的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种避障自行车的结构图；

图3是本发明实施例提供的激光雷达装置的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的激光雷达装置的结构图；

图5是本发明实施例提供的一种激光雷达装置的位置结构图；

图6是本发明实施例提供的控制器的结构实体图；

图7是本发明实施例提供的避障自行车工作流程；

图8是本发明实施例提供的导航装置的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种具有人机交互装置的避障自行车的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种具有定位及无线通信功能的避障自行车的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种具有发光装置的避障自行车的结构示意图；

图12是本发明实施例提供的实时环境显示装置的结构示意图。

具体实施方式

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。

本发明提供了一种避障自行车，通过设于自行车本体上的激光雷达探测周围环境状况，并将所探测的环境状况信息经控制器进行处理，生成并发送提示指令至导航装置，以通过导航装置向用户播放输出提示信息。该避障自行车获取的数据精度高，探测距离远，使用可靠性强，用户能够根据该提示信息有效避开障碍物，保障了用户在自行车行进过程中的安全。

如图1和2所示，在本发明实施例中，一种避障自行车10，包括：自行车本体100；设于所述自行车本体100上，对所述自行车本体周围环境状况进行探测的激光雷达系统200；与所述激光雷达系统200通信连接，对所述激光雷达系统200探测的环境状况信息进行处理，并形成提示指令的控制器300；以及与所述控制器300通信连接，并根据所述控制器300的提示指令输出提示信息的导航装置400。通过设于自行车本体上的激光雷达探测周围环境状况，并将所探测的环境状况信息经控制器进行处理，生成并发送提示指令至导航装置，以通过导航装置向用户播放输出提示信息，该避障自行车获取的数据精度高，探测距离远，使用可靠性强，用户能够根据该提示信息有效避开障碍物，保障了用户在自行车行进过程中的安全。

在本发明实施例中，上述自行车本体100可以为一自行车，通常为双轮脚踏自行车。

在本发明实施例中，上述环境状况信息包括但不限于障碍物信息、路面起伏信息。

在本发明实施例中，上述激光雷达系统200、控制器300，及导航装置400之间的通信连接方式可以为无线连接方式或者有线连接方式，其中，无线连接方式可以为蓝牙、WIFI、ZigBee、红外线、声波或射频中的一种或多种组合，具体可以根据用户的实际需求或者实际的应用场景灵活配置。

在本发明实施例中，上述提示信息可以为语音提示信息、振动提示信息、灯光提示信息、音频提示信息、及触觉反馈提示信息中的一种或多种组合。

如图3和4所示，在本发明实施例中，激光雷达系统200包括：至少一个激光雷达装置210，激光雷达装置210包括：用于发射探测激光的激光发射模块2101；接收上述探测激光的反射光信号的反射光接收模块2102；以及根据上述反射光信号形成被探测物体的位置信息的信号处理模块2103。

在本发明实施例中，在自行车本体100上使用基于激光雷达装置的距离探测方式，利用激光雷达装置210测量频率高，数据更新速率快的特点，用户能够及时知晓与被测物体的相对距离，并可根据该距离信息，在接近障碍物时可以进行自主判断产生相应的行动，防止意外的发生，提高了自行车在行进过程中的安全性。

在本发明实施例中，激光雷达装置210与自行车本体100可通过可拆卸的方式连接，连接方式可以为插接、卡接、卯榫、粘贴或磁吸等，可拆卸的连接方式便于激光雷达装置的维护与更换。

在本发明实施例中，如图5所示，激光雷达系统200包括：设于所述自行车本体的前方位置，用于探测自行车本体前方环境状况信息的第一激光雷达装置211；以及设于所述自行车本体的后方位置，用于探测自行车本体周围360度范围内的环境状况的第二激光雷达装置212。其中，该前方位置可以为车把手前方，该后方位置可以为车座下方。

在本发明实施例中，该第一激光雷达装置211可通过第一扫描平面213准确探测骑车人前方预设探测距离内障碍物以及路面平整度信息，具体包括：障碍物方位、自行车本体100与被测物体的相对距离信息，以及路面起伏信息，特别在无光或光线不好的情况下，可实时探测周围环境状况，避免在行车过程中发生事故，确保用户安全。其中，第一激光雷达装置211可以为基于TOF(Time of Flight，飞行时间)原理的TOF激光雷达，可通过计算探测激光发射和返回的时间差得到光程进而得到自行车本体100与被探测物体的相对距离信息。

在本发明实施例中，上述预设探测距离的大小可以根据用户意愿或者实际需要进行调节，探测距离大小可以为骑车人周围100米范围内、骑车人周围150米范围内、骑车人周围200米范围内，具体不做限制。

在本发明实施例中，该第二激光雷达装置212通过第二扫描平面214可实现预设范围内360度环境状况扫描探测，当用户对后方环境忽视或者过度关注时，可避免周围环境中有物体靠近或者突然闯入时发生交通事故，确保用户的安全。

在本发明实施例中，上述预设范围大小可以根据用户意愿或者实际需要进行调节，范围大小可以为骑车人周围100米范围内、骑车人周围150米范围内、骑车人周围200米范围内，具体不做限制。

如图6所示，在本发明实施例中，控制器300包括：数据接收模块310，用于接收激光雷达系统200所探测的环境状况信息，数据处理模块320，与数据接收模块通信，将所探测的环境状况信息进行处理，形成提示指令，以及将上述提示指令输出至导航装置400的提示指令传输模块330。其中，数据处理模块320可以为任何一种微处理器。

在本发明实施例中，如图7所示，通过激光雷达系统200对周围环境状况进行扫描探测，例如，障碍物、路面平整度，将激光雷达系统200扫描探测的环境状况信息通过控制器300的数据处理模块310进行数据处理，具体处理包括：对用户与被测物体之间的相对距离信息，用户与被测物体之间的相对速度信息，以及被测物体位置信息的分析处理，同时，将系统分析决策的结果通过无线或有线的方式传输至导航装置400进行播放输出，例如，蓝牙耳机，用户在接收到提示信息自主判断产生相应的行动，避免自行车在行进过程中发生意外，装配件单，操作方便，可靠性高。

如图8所示，在本发明实施例中，导航装置300包括：根据所述提示指令输出提示信息的提示信息输出单元310，该提示信息输出单元310包括：语音提示模块、振动提示模块、灯光提示模块、及触觉反馈提示模块中的一种或多种组合。其中，语音提示模块可以为音频播放设备，比如，蓝牙耳机，振动提示模块可以为振动设备，例如，震动腰带，灯光提示模块可以为照明灯，例如，LED灯。

例如，当语音提示模块为蓝牙耳机时，通过激光雷达系统200对周围环境状况进行扫描探测，并通过控制器300将激光雷达系统200扫描到的环境状况信息进行相应的系统分析处理，具体包括：对自行车本体与被测物体的相对距离信息，被测物体方位，及自行车本体与被测物体的相对速度信息的分析处理，形成语音信息，并通过蓝牙耳机进行语音播报，用户听到语音提示后进行自主判断产生相应的行动，防止意外的发生，大大提高了用户的安全性。

又如，当振动提示模块为震动腰带时，通过激光雷达系统200对周围环境状况进行扫描探测，并通过控制器300将激光雷达传系统200扫描到的环境状况信息进行相应的系统分析处理，具体包括：对自行车本体与被测物体的相对距离信息，被测物体方位，及自行车本体与被测物体的相对速度信息的分析处理，形成振动信息，用户所佩戴的振动腰带根据该振动信息进行振动输出，用户通过感应振动腰带的振动方向进行自主判断产生相应的行动，防止意外的发生，大大提高了用户的安全性。

如图9所示，在本发明实施例中，避障自行车10还包括：可与用户之间进行交互或信息交换的人机交互装置500。其中，人机交互装置可以为PAD、PDA、导航显示器及其他各类用户可控输入的设备。

在本发明实施例中，人机交互装置500可将激光雷达探测的周围环境状况信息以点云图的形式呈现出来，用户可根据视频显示信息对障碍物进行初步判断，同时，用户可在人机交互装置500上录入行驶路线指令规划新的行驶路线，有效的避开障碍物，避免在行驶过程中发生事故，设计更加智能化，进一步保证行车安全。

作为本发明的一个优选实施例，如图10所示，避障自行车10还包括：可对自行车本体100进行定位的定位装置600；以及将自行车本体100的位置信息传输至后台服务器或相关联的终端设备的无线通信装置700。其中，定位装置600可以为GPS定位装置。

在本发明实施例中，可通过定位装置600对自行车本体100进行实时定位获取自行车本体100当前位置信息，无线通信装置700将该当前位置信息通过无线通信的方式传输至后台服务器或相关联的终端设备，以便用户家人知晓用户当前位置信息，并且在用户发生事故时，可提供用户当前位置信息便于及时施救，进一步确保了用户的安全。

作为本发明的一个优选实施例，如图11所示，避障自行车10还包括：可发出照明光或呼救信号光的发光装置800。其中，发光装置800可以为照明灯。

在本发明实施例中，当在无光或光线不好的情况下，可通过照明灯照明前方道路，避免自行车在行进过程中发生事故，进一步确保用户安全。以及在用户发生事故时，可通过照明灯发射呼救信号光，例如，通过照明灯灯光明灭或者闪烁的方式发出呼救信号，便于路人或救护人员及时发现用户并进行施救，进一步确保用户的安全。

作为本发明的一个优选实施例，如图12所示，避障自行车10还包括一实时环境显示装置900，实时环境显示装置900包括：可获取自行车本体100周围环境图像的拍摄模块910；以及可将自行车本体100周围环境图像进行展示输出的显示模块920。其中，拍摄模块910可以为摄像头、行车记录仪、摄像仪等其他可拍摄设备，具体不做限制，显示模块920可以为CRT显示器、LED显示器、LCD显示器或其他类型显示器，具体不作限定。

在本发明实施例中，可通过拍摄模块910拍摄获取自行车本体100周围环境图像，并将上述周围环境图像传输至显示模块920进行展示输出，进而可使周围环境图像信息真实呈现在显示模块920上，同时结合激光雷达系统200探测的环境状况信息，可真实地标定障碍物的方位、自行车本体与被测物体相对距离信息，设计更加智能化，进一步提高了自行车在行进过程中的安全性。

在本发明实施例中，实时环境显示装置900与自行车本体100可通过可拆卸的方式连接，连接方式可以为插接、卡接、卯榫、粘贴或磁吸等，可拆卸的连接方式便于实时环境显示装置的维护与更换。

作为本发明的一个优选实施例，激光雷达系统200还包括：可控制激光雷达系统200开启或关闭的控制开关。其中，该控制开关可以为机械式开关或触摸式开关。机械式开关可为按钮、推钮、旋钮，触摸式开关可为电感开关或者电容开关，例如，压力传感开关、温度传感开关、声控开关、光敏传感开关或电容/电感式触摸开关。例如，当控制开关为压力传感开关时，在夜晚外界环境光较弱的情况下，用户可通过压力传感开关开启激光雷达装置进行扫描探测，避免发生事故，确保用户安全，当在白天或外界环境光良好的情况下，用户可以通过压力传感开关关闭激光雷达装置，节省设备能耗，延长续航时间。

上述实施例提供的避障自行车，通过设于自行车本体上的激光雷达探测周围环境状况，并将所探测的环境状况信息经控制器进行处理，生成并发送提示指令至导航装置，以通过导航装置向用户播放输出提示信息，该避障自行车获取的数据精度高，探测距离远，使用可靠性强，用户能够根据该提示信息有效避开障碍物，保障了用户在自行车行进过程中的安全。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。