CN107869994A - 一种基于惯导的共享单车寻车方法及*** - Google Patents
一种基于惯导的共享单车寻车方法及*** Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及共享单车技术领域，提供了一种基于惯导的共享单车寻车方法及***，在共享单车车锁内集成惯导模块、红外传感模块、无线传输模块、处理器模块和电源模块；惯导模块利用三轴陀螺仪确定共享单车的实时方向；借助红外传感模块，通过共享单车后车轮辐条扫过红外传感器的次数，处理器模块处理相关数据信息，通过窄宽带无线传输模块，实时上传数据信息至服务器，根据数学公式实时计算共享单车在某个方向的行车距离，从而实现对共享单车的实时追踪和定位。本发明真正实现了共享单车任意区域的锁定和找寻，建立“定方向、算距离、寻单车”的精准寻车机制，为共享单车的实时找寻提供了精准化、实时化和便捷化的全新模式。
Description
技术领域
本发明涉及共享单车技术领域，特别涉及一种基于惯导的共享单车寻车方法及***。
背景技术
近年来，随着国家经济的不断增长，社会的不断进步，城市化进程不断加快，再加上移动互联网的飞速发展，更多的共享经济形态不断涌现，共享单车在时代的背景下应运而生。
共享单车是指企业与政府合作，在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务，是一种分时租赁模式。共享单车是一种新型共享经济。共享单车解决了人们出行最后一公里的问题，同时迎合国家提倡的绿色出行，健康生活的理念，在当下受到人们的追捧，在给人们日常出行提供便利的同时，带来的问题也随之凸显：共享单车随意停放，随处可见共享单车摆放错乱、东倒西歪，不仅影响正常车辆的通行，行人的出行安全以及城市的市容市貌，而且不利于运营商的集中管理。甚至有人为了图自己方便，将共享单车停到公共区域以外，严重影响了共享单车的使用率，大大增加了运营商的运营成本，破坏了共享经济的初衷。
共享单车随借随还、全市通用的方式很受人们的欢迎，但是共享单车丢失率高、难寻找的问题一直没有有效的解决。先前，共享单车都是有桩的形式，虽然能够有效避免车辆的丢失，集中的管理，但是用户需到指定停车地点停靠车辆，停车的地点可能距离用户的目的地较远，在停靠上不是很便捷，影响了用户体验；随着专门生产共享单车企业的出现以及移动互联网的飞速发展，无桩形式的互联网共享单车逐步取代了有桩单车，有提出将共享单车分成两类，第一类共享单车配置定位模块、通讯模块、实时供电***、RFID读取器和处理器，第二类共享单车配置RFID标签，虽然在一定程度上实现了对共享单车的定位，但是第二类共享单车需要相遇第一类共享单车，且需要是近距离才能实现定位，很多情况下，在某些区域可能都是第一类共享单车或者全是第二类共享单车，不具有适用性和普遍性；有提出使用GPS定位信息，辅助蓝牙信号强度，从而确认共享单车的实际位置以及确认寻找的车辆，在GPS定位较好的情况下，再根据RSSI值确实能够准确地找寻到共享单车，但是在一些有遮挡或建筑内或桥下等区域，GPS的定位效果不是很理想，定位精度不高，给运维人员的运维带来极大不便，共享单车极易丢失，浪费很多时间成本和人力成本；此外，有提出利用WIFI或UWB等定位方式，追踪共享单车的轨迹，这些方式要么定位精度不高，要么建设成本太高，存在一定的局限性。
发明内容
本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种基于惯导的共享单车寻车方法及***，突破了共享单车无法定位或者定位精度不高的局限，确保共享单车的使用率，节约了共享单车运营商的运营成本。
本发明一种基于惯导的共享单车寻车方法，利用惯导模块确定共享单车的实时行驶方向；通过共享单车车轮辐条扫过红外传感器的次数来计算共享单车的行驶距离；将所述行驶方向数据、行驶距离数据无线传输至服务器；实时计算共享单车在某个方向的行车距离，从而实现对共享单车的实时追踪和定位。
进一步的，所述惯导模块包含三轴陀螺仪。
进一步的，所述惯导模块、红外传感器均集成到共享单车的车锁内。
进一步的，共享单车实时位置坐标(x′，y′)计算公式为：
其中，(x0,y0)为共享单车的初始坐标，即用户的起点坐标；(x′,y′)为共享单车的最终坐标，即用户的终点坐标；r表示共享单车后车轮的半径；n表示共享单车后车轮的辐条数；N表示共享单车后车轮辐条数扫过红外传感器的次数；αi表示共享单车行车方向与正北方向的夹角。
本发明一种基于惯导的共享单车寻车***，包括惯导模块、红外传感模块、处理器、无线传输模块、电源模块；
所述惯导模块利用三轴陀螺仪确定共享单车的实时行驶方向；
所述红外传感模块包括红外传感器，通过共享单车后车轮辐条扫过所述红外传感器的次数来计算共享单车的行驶距离；
所述处理器分别与所述惯导模块、红外传感模块、无线传输模块连接；
所述电源模块分别为所述处理器、惯导模块、红外传感模块、无线传输模块实时供电。
进一步的，所述无线传输模块将共享单车的行驶方向数据、行驶距离数据无线传输至远端服务器或互联网云端。
进一步的，所述惯导模块、红外传感模块、处理器、无线传输模块、电源模块均集成于共享单车的车锁上。
进一步的，所述服务器根据如下公式计算共享单车的实时位置坐标(x′，y′)：
其中，(x0,y0)为共享单车的初始坐标，即用户的起点坐标；(x′,y′)为共享单车的最终坐标，即用户的终点坐标；r表示共享单车后车轮的半径；n表示共享单车后车轮的辐条数；N表示共享单车后车轮辐条数扫过红外传感器的次数；αi表示共享单车行车方向与正北方向的夹角。
进一步的，经过计算的共享单车的位置坐标(x′，y′)在监控中心实时显示。
进一步的，该共享单车寻车***还包括GPS定位矫正模块，所述GPS定位矫正模块定期对共享单车的位置进行矫正，以修正共享单车位置坐标的累积误差。
本发明有益效果为：借助惯性导航、传感器、海量数据计算、无线通讯等技术，实现共享单车的实时追踪，行进距离的实时计算，保证共享单车实时找寻，避免共享单车的人间“消失”，大大减低运营商的人工运营成本，减少共享单车的丢失率，提升了共享单车的使用率。精准寻车，简单便捷，高效可行。
附图说明
图1所示为本发明实施例一种基于惯导的共享单车寻车方法实现框图。
图2所示为本发明实施例一种基于惯导的共享单车寻车***结构示意图。
其中：1-惯导模块、2-红外传感模块、3-处理器、4-无线传输模块、5-电源模块。
具体实施方式
下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。
本发明实施例一种基于惯导的共享单车寻车方法，在共享单车车锁内集成包括有三轴陀螺仪的惯导模块1及红外传感器，利用惯导模块1确定共享单车的实时行驶方向；通过共享单车车轮辐条扫过红外传感器的次数来计算共享单车的行驶距离；将所述行驶方向数据、行驶距离数据无线传输至服务器；实时计算共享单车在某个方向的行车距离，从而实现对共享单车的实时追踪和定位。
共享单车实时位置坐标(x′，y′)计算公式为：
其中，(x0,y0)为共享单车的初始坐标，即用户的起点坐标；(x′,y′)为共享单车的最终坐标，即用户的终点坐标；r表示共享单车后车轮的半径；n表示共享单车后车轮的辐条数；N表示共享单车后车轮辐条数扫过红外传感器的次数；αi表示共享单车行车方向与正北方向的夹角。
图1示出了本发明共享单车寻车方法的实现框图。
如图2所示，本发明还提供了一种基于惯导的共享单车寻车***，包括惯导模块1、红外传感模块2、处理器(或处理器模块)3、无线传输模块4、电源模块5；
所述惯导模块1利用三轴陀螺仪确定共享单车的实时行驶方向；
所述红外传感模块2包括红外传感器，通过共享单车后车轮辐条扫过所述红外传感器的次数来计算共享单车的行驶距离；
所述处理器3分别与所述惯导模块1、红外传感模块2、无线传输模块4连接；所述处理器3对惯导模块1、红外传感模块2采集到的信息进行收集和/或处理，并将收集和/或处理的信息通过无线传输模块4传输至远端服务器或互联网云端。
所述电源模块5分别为所述处理器3、惯导模块1、红外传感模块2、无线传输模块4实时供电。
优选的，所述惯导模块1、红外传感模块2、处理器3、无线传输模块4、电源模块5均集成于共享单车的车锁上。
经过计算的共享单车的位置坐标(x′，y′)可以在监控中心实时显示，便于运营人员实时掌握。
优选的，本发明共享单车寻车***还可以包括GPS定位矫正模块，所述GPS定位矫正模块与处理器3连接，定期对共享单车的位置进行矫正，以修正共享单车位置坐标的累积误差或特定情况下造成的定位不准，所说的特定情况包括非骑行状态下共享单车的非正常移动等。
本发明根据数学公式，实时位置计算，掌握每辆共享单车的位置坐标信息，在显示终端集中显示，统一管理；此外，共享单车的实时数据会上传至云端，便于后续的共享单车追溯和管理，真正实现了共享单车任意区域的锁定和找寻，建立“定方向、算距离、寻单车”的精准寻车机制，为共享单车的实时找寻提供了精准化、实时化和便捷化的全新模式。
本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。
Claims (10)
1.一种基于惯导的共享单车寻车方法，其特征在于，利用惯导模块确定共享单车的实时行驶方向；通过共享单车车轮辐条扫过红外传感器的次数来计算共享单车的行驶距离；将所述行驶方向数据、行驶距离数据无线传输至服务器；实时计算共享单车在某个方向的行车距离，从而实现对共享单车的实时追踪和定位。
2.如权利要求1所述的基于惯导的共享单车寻车方法，其特征在于，所述惯导模块包含三轴陀螺仪。
3.如权利要求1所述的基于惯导的共享单车寻车方法，其特征在于，所述惯导模块、红外传感器均集成到共享单车的车锁内。
4.如权利要求1所述的基于惯导的共享单车寻车方法，其特征在于，共享单车实时位置坐标(x′，y′)计算公式为：
<mrow>
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<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
</mrow>
<mi>N</mi>
</munderover>
<msub>
<mi>sin&alpha;</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mrow>
其中，(x0,y0)为共享单车的初始坐标，即用户的起点坐标；(x′,y′)为共享单车的最终坐标，即用户的终点坐标；r表示共享单车后车轮的半径；n表示共享单车后车轮的辐条数；N表示共享单车后车轮辐条数扫过红外传感器的次数；αi表示共享单车行车方向与正北方向的夹角。
5.一种基于惯导的共享单车寻车***，其特征在于，包括惯导模块、红外传感模块、处理器、无线传输模块、电源模块；
所述惯导模块利用三轴陀螺仪确定共享单车的实时行驶方向；
所述红外传感模块包括红外传感器，通过共享单车后车轮辐条扫过所述红外传感器的次数来计算共享单车的行驶距离；
所述处理器分别与所述惯导模块、红外传感模块、无线传输模块连接；
所述电源模块分别为所述处理器、惯导模块、红外传感模块、无线传输模块实时供电。
6.如权利要求5所述的基于惯导的共享单车寻车***，其特征在于，所述无线传输模块将共享单车的行驶方向数据、行驶距离数据无线传输至远端服务器或互联网云端。
7.如权利要求5所述的基于惯导的共享单车寻车***，其特征在于，所述惯导模块、红外传感模块、处理器、无线传输模块、电源模块均集成于共享单车的车锁上。
8.如权利要求6所述的基于惯导的共享单车寻车***，其特征在于，所述服务器根据如下公式计算共享单车的实时位置坐标(x′，y′)：
<mrow>
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</mrow>
<mi>N</mi>
</munderover>
<msub>
<mi>sin&alpha;</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
</mrow>
其中，(x0,y0)为共享单车的初始坐标，即用户的起点坐标；(x′,y′)为共享单车的最终坐标，即用户的终点坐标；r表示共享单车后车轮的半径；n表示共享单车后车轮的辐条数；N表示共享单车后车轮辐条数扫过红外传感器的次数；αi表示共享单车行车方向与正北方向的夹角。
9.如权利要求8所述的基于惯导的共享单车寻车***，其特征在于，经过计算的共享单车的位置坐标(x′，y′)在监控中心实时显示。
10.如权利要求5所述的基于惯导的共享单车寻车***，其特征在于，该共享单车寻车***还包括GPS定位矫正模块，所述GPS定位矫正模块定期对共享单车的位置进行矫正，以修正共享单车位置坐标的累积误差。
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