水上自行车手自一体驱动系统的制作方法

1.本发明涉及水上自行车领域，尤其涉及一种水上自行车手自一体驱动系统。

背景技术：

2.自行车，又称脚踏车或单车，通常是二轮的小型陆上车辆。人骑上车后，以脚踩踏板为动力，是绿环保的交通工具。英文bicycle。其中bi 意指二，而cycle意指轮，即两轮车。自行车种类很多，有单人自行车，双人自行车还有多人自行车。
3.水上自行车运动起源于加拿大，惬意、安全，它的车座高度可以调节，车把是赛车型，易于操纵，脚蹬可以前后蹬，前进或是退后一切自如，如果感到疲劳，还可停住脚，在水上
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悬浮
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，很是悠然自得。水上自行车骑起来很轻便，时速可达到8至11公里，但是你却大可不必为它的安全性担心，它绝不会有
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翻车
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的危险，而且没有严格的年龄限制，老少皆宜。水上自行车可以单人骑，也可以把两辆组合到一起，两人配合驾驶，共同前进，体验团结协作的滋味。
4.当前，水上自行车的动力主要来自于人力，仅有的一些电机助力方案工作模式也较为简单，仅仅具有开关和档数的选择，无法进行更复杂的控制，然而，水上环境较为复杂，一旦出现脱离人员控制的状况，如果仍旧采用高速运转的控制模式，必然会进一步提升失控局面的危险等级。

技术实现要素：

5.为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种水上自行车手自一体驱动系统，在进一步完善水上自行车手动控制和电动控制的基础上，根据扶手与手体的视觉检测距离判断是否存在扶手脱离手部控制的危险场景，从而避免水上事故的进一步蔓延。
6.相比较于现有技术，本发明至少具有以下两个重要发明点：
7.(1)在检测到水上自行车的扶手成像区域附近的人体手形成像区域都在预设范围之外时，判断水上自动车的扶手拖手，并及时控制水上自行车进入低速运行模式；
8.(2)具体地，将针对性处理后的现场画面的一个以上的扶手所在区域中最靠近所述画面中心位置的扶手所在区域作为待解析区域，对所述待解析区域执行以下动作：识别每一个手体所在区域到所述待解析区域的最少像素点数量，并在各个手体所述区域分别对应的最少像素点数量中的最小值大于等于预设数量时，判断水上自行车的扶手成像区域附近的人体手形成像区域都在预设范围之外。
9.根据本发明的一方面，提供了一种水上自行车手自一体驱动系统，所述系统包括：
10.旋转式手握机构，设置在水上自行车的扶手结构上，用于根据用户的手握旋转圈数设定相应的实时驱动功率，所述扶手结构设置在所述水上自行车的前端。
11.更具体地，在所述水上自行车手自一体驱动系统中，还包括：
12.人工助力机构，包括脚蹬和传力设备，用于在用户脚踏脚蹬输力时，为所述水上
自行车提供人工助力。
13.更具体地，在所述水上自行车手自一体驱动系统中，还包括：
14.水上驱动电机，设置在水上自行车的后端，分别与旋转式手握机构以及水上自行车的驱动轮连接，用于基于接收到的实时驱动功率设定其输出功率以完成对所述驱动轮的电动推进；
15.可视录拍机构，设置在水上自行车的侧面的支撑架上，用于面对所述扶手结构所在环境执行录拍动作，以获得当前时间戳对应的录拍画面；
16.实时校正设备，设置在水上自行车的底部的防水盒体内，与所述可视录拍机构连接，用于对接收到的录拍画面执行几何校正操作，以获得对应的实时校正画面；
17.数据调整设备，设置在所述防水盒体内，与所述实时校正设备连接，用于对接收到的实时校正画面执行动态范围拓展式调整，以获得对应的拓展调整画面；
18.信号滤波设备，设置在所述防水盒体内，与所述数据调整设备连接，用于对接收到的拓展调整画面执行梯度锐化滤波操作，以获得对应的当前滤波画面；
19.扶手辨识机构，与所述信号滤波设备连接，用于基于扶手的外形特征从所述当前滤波画面中辨识出对应的一个以上的扶手所在区域；
20.手体检测机构，与所述信号滤波设备连接，用于基于人体手形特征从所述当前滤波画面中辨识出对应的各个手体所在区域；
21.内容解析机构，分别与所述扶手辨识机构和所述手体检测机构连接，用于将所述一个以上的扶手所在区域中最靠近所述当前滤波画面中心位置的扶手所在区域作为待解析区域，对所述待解析区域执行以下动作：识别每一个手体所在区域到所述待解析区域的最少像素点数量，并在各个手体所述区域分别对应的最少像素点数量中的最小值大于等于预设数量时，发出扶手脱离信号；
22.锁死机构，分别与所述水上驱动电机和所述人工助力机构连接，用于在检测到所述水上驱动电机处于低速运转模式时，开放所述人工助力机构的传力设备以接受用户脚踏脚蹬输力；
23.其中，所述内容解析机构还用于在各个手体所述区域分别对应的最少像素点数量中的最小值小于所述预设数量时，发出扶手把持信号；
24.其中，所述水上驱动电机还与所述内容解析机构连接，用于在接收到所述扶手脱离信号时，进入低速运转模式；
25.其中，根据用户的手握旋转圈数设定相应的实时驱动功率包括：用户的手握旋转圈数越少，设定的相应的实时驱动功率越小。
具体实施方式
26.下面将对本发明的水上自行车手自一体驱动系统的实施方案进行详细说明。
27.水上游乐设施一般只出现在水主题公园里面，没有任何机械装置。我们一般需要先从楼梯上到十几二十米的操作台，然后靠人们自身的重力向下滑行。水主题公园常见的水上游乐设施主要有龙卷风暴(大喇叭)、魔力碗、造浪池、碰碰船、手摇船等。
28.随着人们收入水平和消费水平的显著提高，促使第三产业和旅游产业的不断发展与成熟，水上乐园作为主题公园的一种，以独有的文化内涵、科技含量以及强大的娱乐
功能，成为当下都市旅游产品中最炙手可热的明星，几乎每个100万以上人口规模的城市都在谋划、上马或已落地运营，整体呈极端火爆态势。
29.当前，水上自行车的动力主要来自于人力，仅有的一些电机助力方案工作模式也较为简单，仅仅具有开关和档数的选择，无法进行更复杂的控制，然而，水上环境较为复杂，一旦出现脱离人员控制的状况，如果仍旧采用高速运转的控制模式，必然会进一步提升失控局面的危险等级。
30.为了克服上述不足，本发明搭建了一种水上自行车手自一体驱动系统，能够有效解决相应的技术问题。
31.根据本发明实施方案示出的水上自行车手自一体驱动系统包括：
32.旋转式手握机构，设置在水上自行车的扶手结构上，用于根据用户的手握旋转圈数设定相应的实时驱动功率，所述扶手结构设置在所述水上自行车的前端。
33.接着，继续对本发明的水上自行车手自一体驱动系统的具体结构进行进一步的说明。
34.在所述水上自行车手自一体驱动系统中，还包括：
35.人工助力机构，包括脚蹬和传力设备，用于在用户脚踏脚蹬输力时，为所述水上自行车提供人工助力。
36.在所述水上自行车手自一体驱动系统中，还包括：
37.水上驱动电机，设置在水上自行车的后端，分别与旋转式手握机构以及水上自行车的驱动轮连接，用于基于接收到的实时驱动功率设定其输出功率以完成对所述驱动轮的电动推进；
38.可视录拍机构，设置在水上自行车的侧面的支撑架上，用于面对所述扶手结构所在环境执行录拍动作，以获得当前时间戳对应的录拍画面；
39.实时校正设备，设置在水上自行车的底部的防水盒体内，与所述可视录拍机构连接，用于对接收到的录拍画面执行几何校正操作，以获得对应的实时校正画面；
40.数据调整设备，设置在所述防水盒体内，与所述实时校正设备连接，用于对接收到的实时校正画面执行动态范围拓展式调整，以获得对应的拓展调整画面；
41.信号滤波设备，设置在所述防水盒体内，与所述数据调整设备连接，用于对接收到的拓展调整画面执行梯度锐化滤波操作，以获得对应的当前滤波画面；
42.扶手辨识机构，与所述信号滤波设备连接，用于基于扶手的外形特征从所述当前滤波画面中辨识出对应的一个以上的扶手所在区域；
43.手体检测机构，与所述信号滤波设备连接，用于基于人体手形特征从所述当前滤波画面中辨识出对应的各个手体所在区域；
44.内容解析机构，分别与所述扶手辨识机构和所述手体检测机构连接，用于将所述一个以上的扶手所在区域中最靠近所述当前滤波画面中心位置的扶手所在区域作为待解析区域，对所述待解析区域执行以下动作：识别每一个手体所在区域到所述待解析区域的最少像素点数量，并在各个手体所述区域分别对应的最少像素点数量中的最小值大于等于预设数量时，发出扶手脱离信号；
45.锁死机构，分别与所述水上驱动电机和所述人工助力机构连接，用于在检测到所述水上驱动电机处于低速运转模式时，开放所述人工助力机构的传力设备以接受用户脚
踏脚蹬输力；
46.其中，所述内容解析机构还用于在各个手体所述区域分别对应的最少像素点数量中的最小值小于所述预设数量时，发出扶手把持信号；
47.其中，所述水上驱动电机还与所述内容解析机构连接，用于在接收到所述扶手脱离信号时，进入低速运转模式；
48.其中，根据用户的手握旋转圈数设定相应的实时驱动功率包括：用户的手握旋转圈数越少，设定的相应的实时驱动功率越小。
49.在所述水上自行车手自一体驱动系统中：
50.所述水上驱动电机还用于在接收到所述扶手把持信号时，进入正常运转模式。
51.在所述水上自行车手自一体驱动系统中：
52.所述水上驱动电机在低速运转模式下的最高输出功率小于所述水上驱动电机在正常运转模式下的最高输出功率。
53.在所述水上自行车手自一体驱动系统中：
54.所述锁死机构还用于在检测到所述水上驱动电机处于正常运转模式时，锁死所述人工助力机构的传力设备以不接受用户脚踏脚蹬输力。
55.在所述水上自行车手自一体驱动系统中：
56.所述人工助力机构的传力设备与所述水上自行车的驱动轮连接，用于通过所述驱动轮为所述水上自行车提供人工助力。
57.在所述水上自行车手自一体驱动系统中：
58.在所述水上自行车内，驱动轮设置在所述水上自行车的后端，随动轮设置在所述水上自行车的前端。
59.在所述水上自行车手自一体驱动系统中：
60.在所述水上自行车内，所述扶手结构与所述随动轮连接，用于控制所述随动轮的行进方向。
61.在所述水上自行车手自一体驱动系统中：
62.基于扶手的外形特征从所述当前滤波画面中辨识出对应的一个以上的扶手所在区域包括：扶手的外形特征为只包括单个扶手对象的成像图案；
63.其中，只包括单个扶手对象的成像图案不止一个且为分别从不同视角对单个扶手对象拍摄获得的只包括单个扶手对象的各个成像图案。
64.另外，在所述水上自行车手自一体驱动系统中，可以选择采用永磁发电机来实现所述水上驱动电机。永磁发电机具有体积小，损耗低，效率高等优点，在节约能源和环境保护日益受到重视的今天，对其研究就显得非常必要。在许多情况下可以实现无刷化，因此其多为小型和微型电动机所采用。采用变频电源供电时，永磁电动机亦可用于调速传动系统。随着永磁材料性能的不断提高和完善永磁电动机已在家用电器、医疗器械、汽车、航空和国防等各个领域内获得了广泛的应用。
65.永磁发电机作为车用电机有高效、节能、低碳、功率大和体积小等优点，但输出电压不易调节、高频铁损大电机温度高、启动转矩大等自身缺陷。永磁电动机的不足之处是，若使用不当，在过高温度或过低温度下工作时，在冲击电流所产生的电枢反应作用下，或者在剧烈的机械振动下. 有可能产生不可逆的退磁，使电动机的性能下降，甚至无法使用。
因此，使用永磁电动机时应特别予以注意。
66.采用本发明的水上自行车手自一体驱动系统，针对现有技术中水上自行车控制手段单一且无法处理紧急失控事件的技术问题，在进一步完善水上自行车手动控制和电动控制的基础上，根据扶手与手体的视觉检测距离判断是否存在扶手脱离手部控制的危险场景，从而降低水上事故的发生概率。
67.另外，本发明也可以适用于由多个设备(例如主机、接口设备、读出器、打印机等)构成的系统，也可以适用于由1个设备构成的装置。本发明不限于上述实施例，在本发明的范围内可以做各种变更和修改。因此，为了明确本发明的范围，申请了相应的权利请求。

技术特征：

1.一种水上自行车手自一体驱动系统，其特征在于，所述系统包括：旋转式手握机构，设置在水上自行车的扶手结构上，用于根据用户的手握旋转圈数设定相应的实时驱动功率，所述扶手结构设置在所述水上自行车的前端。2.如权利要求1所述的水上自行车手自一体驱动系统，其特征在于，所述系统还包括：人工助力机构，包括脚蹬和传力设备，用于在用户脚踏脚蹬输力时，为所述水上自行车提供人工助力。3.如权利要求2所述的水上自行车手自一体驱动系统，其特征在于，所述系统还包括：水上驱动电机，设置在水上自行车的后端，分别与旋转式手握机构以及水上自行车的驱动轮连接，用于基于接收到的实时驱动功率设定其输出功率以完成对所述驱动轮的电动推进；可视录拍机构，设置在水上自行车的侧面的支撑架上，用于面对所述扶手结构所在环境执行录拍动作，以获得当前时间戳对应的录拍画面；实时校正设备，设置在水上自行车的底部的防水盒体内，与所述可视录拍机构连接，用于对接收到的录拍画面执行几何校正操作，以获得对应的实时校正画面；数据调整设备，设置在所述防水盒体内，与所述实时校正设备连接，用于对接收到的实时校正画面执行动态范围拓展式调整，以获得对应的拓展调整画面；信号滤波设备，设置在所述防水盒体内，与所述数据调整设备连接，用于对接收到的拓展调整画面执行梯度锐化滤波操作，以获得对应的当前滤波画面；扶手辨识机构，与所述信号滤波设备连接，用于基于扶手的外形特征从所述当前滤波画面中辨识出对应的一个以上的扶手所在区域；手体检测机构，与所述信号滤波设备连接，用于基于人体手形特征从所述当前滤波画面中辨识出对应的各个手体所在区域；内容解析机构，分别与所述扶手辨识机构和所述手体检测机构连接，用于将所述一个以上的扶手所在区域中最靠近所述当前滤波画面中心位置的扶手所在区域作为待解析区域，对所述待解析区域执行以下动作：识别每一个手体所在区域到所述待解析区域的最少像素点数量，并在各个手体所述区域分别对应的最少像素点数量中的最小值大于等于预设数量时，发出扶手脱离信号；锁死机构，分别与所述水上驱动电机和所述人工助力机构连接，用于在检测到所述水上驱动电机处于低速运转模式时，开放所述人工助力机构的传力设备以接受用户脚踏脚蹬输力；其中，所述内容解析机构还用于在各个手体所述区域分别对应的最少像素点数量中的最小值小于所述预设数量时，发出扶手把持信号；其中，所述水上驱动电机还与所述内容解析机构连接，用于在接收到所述扶手脱离信号时，进入低速运转模式；其中，根据用户的手握旋转圈数设定相应的实时驱动功率包括：用户的手握旋转圈数越少，设定的相应的实时驱动功率越小。4.如权利要求3所述的水上自行车手自一体驱动系统，其特征在于：所述水上驱动电机还用于在接收到所述扶手把持信号时，进入正常运转模式。5.如权利要求4所述的水上自行车手自一体驱动系统，其特征在于：
所述水上驱动电机在低速运转模式下的最高输出功率小于所述水上驱动电机在正常运转模式下的最高输出功率。6.如权利要求5所述的水上自行车手自一体驱动系统，其特征在于：所述锁死机构还用于在检测到所述水上驱动电机处于正常运转模式时，锁死所述人工助力机构的传力设备以不接受用户脚踏脚蹬输力。7.如权利要求6所述的水上自行车手自一体驱动系统，其特征在于：所述人工助力机构的传力设备与所述水上自行车的驱动轮连接，用于通过所述驱动轮为所述水上自行车提供人工助力。8.如权利要求7所述的水上自行车手自一体驱动系统，其特征在于：在所述水上自行车内，驱动轮设置在所述水上自行车的后端，随动轮设置在所述水上自行车的前端。9.如权利要求8所述的水上自行车手自一体驱动系统，其特征在于：在所述水上自行车内，所述扶手结构与所述随动轮连接，用于控制所述随动轮的行进方向。10.如权利要求9所述的水上自行车手自一体驱动系统，其特征在于：基于扶手的外形特征从所述当前滤波画面中辨识出对应的一个以上的扶手所在区域包括：扶手的外形特征为只包括单个扶手对象的成像图案；其中，只包括单个扶手对象的成像图案不止一个且为分别从不同视角对单个扶手对象拍摄获得的只包括单个扶手对象的各个成像图案。

技术总结

本发明涉及一种水上自行车手自一体驱动系统，包括：旋转式手握机构，设置在水上自行车的扶手结构上，用于根据用户的手握旋转圈数设定相应的实时驱动功率；人工助力机构，包括脚蹬和传力设备，用于在用户脚踏脚蹬输力时，为所述水上自行车提供人工助力；水上驱动电机，分别与旋转式手握机构以及水上自行车的驱动轮连接，用于基于接收到的实时驱动功率设定其输出功率以完成对所述驱动轮的电动推进；内容解析机构，用于发出扶手脱离信号。通过本发明，在进一步完善水上自行车手动控制和电动控制的基础上，根据扶手与手体的视觉检测距离判断是否存在扶手脱离手部控制的危险场景，从而降低水上事故的发生概率。低水上事故的发生概率。