[发明专利]一种骑行载具姿态安全监测方法及装置

权利要求书

1.一种骑行载具姿态安全监测方法，其特征是，包括以下步骤：

S1、读取六轴加速度/陀螺仪传感器的俯仰角pitch、航向角yaw、横滚角roll、三轴的角速度数据，使用madgwick算法进行IMU姿态融合解算；

S2、获取连续n组姿态融合解算的俯仰角pitch、航向角yaw、横滚角roll、三轴的角速度与对应期望输出的二进制编码为初始训练集训练RBF神经网络；

S3、保存训练完成的神经网络参数，获取连续n组俯仰角pitch、航向角yaw、横滚角roll、三轴方向角速度，并以三个欧拉角和三个角速度为神经网络的输入样本，求样本对应特征向量对应的神经网络输出分类结果；

S4、无线通信模块获取当前骑行载具的定位信息，并将定位信息与姿态分类结果发送至指定终端地址；

步骤S2具体步骤如下：

S21、以400HZ的频率采样姿态融合解算后的数据，对己知的姿态i,i＝1,2,3...，将n组解算后三轴的姿态角俯仰角pitch、航向角yaw、横滚角roll和三轴角速度值作为一组初始训练数据；

S22、从每个数据中提取相同的特征组成特征向量，设姿态i拥有S个特征向量，则m个姿态共有个特征向量，获取实际训练样本；

S23、用二进制码确定期望输出，根据特征向量生成训练样本集，利用训练样本集进行训练；

所述步骤S23中，利用训练样本集进行训练选用的神经网络核函数为：

式中：u为网络输入n维向量，c_i为第i个隐节点中心。

2.如权利要求1所述的一种骑行载具姿态安全监测方法，其特征是，所述步骤S1中，读取六轴加速度/陀螺仪传感器的俯仰角pitch、航向角yaw、横滚角roll、三轴的角速度数据与使用madgwick算法进行姿态融合解算一组俯仰角pitch、航向角yaw、横滚角roll、三轴的角速度数据的指令时间总和小于

3.根据权利要求1或2所述骑行载具姿态安全监测方法的一种骑行载具姿态安全监测装置，其特征是，包括可拆卸固定设置在骑行载具车架横梁与竖梁交界处的空隙处的硬件容纳盒，所述硬件容纳盒包括微控制器、六轴加速度/陀螺仪传感器、无线通信模块和电源模块；六轴陀螺仪传感器检测骑行载具的姿态角和角速度，输出端与微控制器的输入端连接，微控制器的输出端与无线通信模块的输入端连接；电源模块为硬件容纳盒内部电路板的模块供电。

4.如权利要求3所述的一种骑行载具姿态安全监测装置，其特征是，所述六轴陀螺仪传感器欧拉角坐标系原点取在骑行载具的质心处，Z轴正方向在骑行载具对称平面内并平行于骑行载具的设计轴线指向车头，Y轴正方向在骑行载具对称平面内与Z轴垂直并指向车身下方，X轴正方向垂直于自行车对称平面指向车身右方；俯仰角pitch绕X轴旋转，车头向上为正方向；航向角yaw绕Y轴旋转，车头向右为正方向；横滚角roll绕Z轴旋转，车身右倾为正方向。

5.如权利要求4所述的一种骑行载具姿态安全监测装置，其特征是，所述无线通信模块包括GSM/GPRS/GPS无线通信单元、GPS通信天线、GSM/GPRS通信天线，GPS通信天线与GSM/GPRS/GPS无线通信单元连接，GSM/GPRS通信天线与GSM/GPRS/GPS无线通信单元连接，GSM/GPRS/GPS无线通信单元与微控制器通过UART总线通信连接。