[发明专利]运动设备线控信号生成装置以及线控运动设备

说明书

本申请提供一种运动设备线控信号生成装置以及线控运动设备，旨在解决现有技术占用人力资源较多或需要车载相应感知设备等问题。该运动设备线控信号生成装置，包括牵引线、牵引线张紧收纳装置、牵引线长度测量装置、牵引线偏转角度测量装置以及控制量计算模块；牵引线张紧收纳装置与被控运动设备相对固定，牵引线长度测量装置用于测量牵引线的收放长度；牵引线偏转角度测量装置用于测量牵引线偏离运动设备前进方向的角度；控制量计算模块根据牵引线长度测量装置和牵引线偏转角度测量装置获得当前的长度信息和角度信息，同时参考前一次测量的长度信息和角度信息，计算得出速度控制变量和转向控制变量，作为运动设备驱动运动状态变化的目标。

技术领域

本申请涉及一种使运动设备伴随用户行进的操控系统。

背景技术

车辆运动主要涉及车辆前进、后退、左转、右转以及刹车等，一般是通过驾驶员直接操纵转向机构和行驶机构来实现。对于无人车，可以通过激光雷达、摄像头、毫米波雷达等自主运动或者遥控器遥控操纵车辆运动。

车辆伴随人行进是一种常见的工作状态。现有的操纵伴随车辆的方案有：

1、有线或者无线遥控车辆运动。

2、语音命令，通过识别特定语音指令，或者语音识别理解，车载控制系统接收指令，控制车辆做相应动作。

3、手势(动作)指挥，通过识别特定手势(动作)，车载控制系统接收指令，控制车辆做相应动作。

4、通过车载环境感知设备，识别人的运动，进行伴随动作。或者人携带便于车辆感知的有源或者无源特定标志，车载控制系统感知人的运动，控制车辆进行伴随运动。

这些方案，要么需要配备操作人员，占用人力资源(特别是双手)，要么需要车载相应感知设备，对于复杂环境的适应性较差。

发明内容

本申请的目的是一种运动设备线控信号生成装置，旨在解决现有技术占用人力资源较多或需要车载相应感知设备等问题。

本申请的解决方案如下：

运动设备线控信号生成装置，其特征在于，包括：

牵引线；

牵引线张紧收纳装置，用于收纳所述牵引线并使牵引线始终处于张紧状态，牵引线的自由端经牵引线张紧收纳装置相应的出口能够在人为拉力和张紧力的共同作用下被拉出/收回；牵引线张紧收纳装置与被控运动设备相对固定(同步运动)；

牵引线长度测量装置，用于测量牵引线的收放长度(以初始位置为参考的牵引线被拉出/收回的长度)；

牵引线偏转角度测量装置，用于测量牵引线偏离运动设备前进方向的角度；

控制量计算模块，根据牵引线长度测量装置和牵引线偏转角度测量装置获得当前的长度信息和角度信息，同时参考前一次测量的长度信息和角度信息，计算得出速度控制变量和转向控制变量，作为运动设备驱动运动状态变化的目标。

在以上方案的基础上，本申请还进一步作了如下重要优化：

可选地，牵引线张紧收纳装置包括线轴和线轴张紧部件，牵引线绕接于线轴上，牵引线的拉出使得线轴克服线轴张紧部件的作用而转动；所述牵引线长度测量装置采用增量式编码器，与牵引线张紧收纳装置的线轴相连，测量牵引线收放的圈数，根据圈数得到收放长度。

进一步可选地，该运动设备线控信号生成装置还包括内框架和外框架；所述牵引线张紧收纳装置与内框架相对固定，并整体位于外框架内部，内框架通过与所述线轴平行的主轴与外框架连接，使得牵引线在偏转时能够带动内框架相对外框架转动；所述牵引线偏转角度测量装置通过测量所述主轴的转动角度来表征牵引线偏离运动设备前进方向的角度。

可选地，所述牵引线偏转角度测量装置采用电位器、光电传感器或者霍尔传感器。