[发明专利]一种通过三轴加速度传感器实现自行车智能助力方法

说明书

技术领域

本发明属于助力自行车领域,特别是涉及到一种通过三轴加速度传感器实现自行车智能助力的方法。

背景技术

现有自行车助力一般采用转把控制输出和扭力值采集输出实现自行车助力；因此需要依据外置转把传感器或者扭力传感器实现助力功能，如果进行后期改装需要加装电机控制器和外置转把传感器或者扭力传感器，一方面增加了改装复杂度，另外一方面增加了额外的费用。

因此目前亟需一种不需要外置转把传感器或者扭力传感器就可以实现传统自行车助力所有功能的方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种通过三轴加速度传感器实现自行车智能助力的方法，不需要外置转把传感器或者扭力传感器就可以实现传统自行车助力的所有功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：一种通过三轴加速度传感器实现自行车智能助力的方法，在电机控制器上加上三轴加速度传感器，实时采集得出三轴加速度传感器x、y、z三个方向的加速度值，根据三个方向的加速度值判断车辆目前的状态，并施以正确的助力。

进一步的，所述三个方向的加速度值进一步处理，方法为：在特定时间内对所有采集到的三轴加速度传感器的加速度值进行过滤、求和、平均，得出特定时间内x、y、z三个方向的加速度值。

进一步的，判断车辆目前的状态的方法为：

(1)x、y、z三个值长时间没有变化判断车辆处于静止状态；

(2)x、y轴值为0、z轴为G，判断车辆平行骑行，没有上下坡状态；

(3)y轴值为0、x轴值有正值、z轴值小于G，判断车辆上坡；

(4)y轴值为0、x轴值有负值、z轴值小于G，判断车辆下坡；

(5)x轴值为0、z轴值为G、y轴值有正值或负值，代表骑行左右摆动。

更进一步的，在车辆上坡、下坡状态进一步计算坡度大小，计算方法为：a＝gsinQ；

其中a为x轴采样的值，g为重力加速度，通过此公式得出Q；Q为斜面与大地平面的角度；正角度越大上坡度越大，负角度越小下坡度越大。

相对于现有技术，本发明所述的一种通过三轴加速度传感器实现自行车智能助力方法，主要有以下优势：

本发明通过在电机控制器上加上三轴加速度传感器，根据三个方向的加速度值判断车辆目前的状态，不需要外置转把传感器或者扭力传感器就可以实现传统自行车助力的所有功能；并且通过采集加速度值，可以判断车辆是否发生了位移，如果在设防情况下发生位移，说明车辆被盗，并通过GPRS网络通知车主。从而起到防盗作用。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将结合实施例来详细说明本发明。

本发明在电机控制器上加上三轴加速度传感器，三轴加速度传感器采用型号为：MMA8451QR1；通过cpu对其实时采用，可以获取x、y、z三个方向的加速度值。获取参数后可以实时得出三个方向的加速度值，如果车辆静止的时候在z轴方向有一个大地G的重力加速度；骑行过程中三个方向都有加速度变化。运算过程：通过cpu在特定的时间内对所有采集到的加速度传感器进行过滤、求和、做平均得出特定时刻内三个方向加速度相对于大地G的一个值。

获取到传感器三个方向相对于大地G的一个值以后就可以判断车辆目前的状态：1、x、y、z三个值长时间没有变化可以判断车辆处于禁止状态；2、x、y轴值为0、z轴为G，认为车辆平行骑行，没有上下坡状态；3、y轴为0、x轴有一定的正值、z轴小于G认为车辆上坡；4、y轴为0、x轴有一定的负值、z轴小于G认为车辆下坡；5、x轴为0、z轴为G、y轴有一定的正负值，代表骑行左右摆动。此状态分析根据初始状态为平原或者相对平整的地面，如果车辆在山区或者在坡度变化比较多的地区，通过算法自动对其进行调整初始值，并得出正确的助力。

公式依据斜面加速度公式,a＝gsinQ；其中a为x轴采样的值，g为大地重力加速度，通过此公式可以得出Q；Q为斜面于大地平面的角度；正角度越大上坡度越大，负角度越小下坡度越大。

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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。