一种变速器挡位自动校准系统及控制方法

技术领域

本发明涉及自行车技术领域，特别涉及一种变速器挡位自动校准系统及控制方法。

背景技术

现有的校准方案采用人工手动进行挡位校准，用户需要按照特定的操作步骤进行校准，且用户需要裸眼瞄准变速器各个挡位上的导向轮与链条之间的位置与角度并进行微调，其对用户的调车经验和能力要求较高，因此现有的校准方案存在校准效率低，挡位调整精准度低，多车辆调试难以达到标准化等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种变速器挡位自动校准系统及控制方法，旨在解决现有校准方案的校准效率低，挡位调整精准度低等问题。

本发明实施例提供一种变速器挡位自动校准系统，用于对自行车的挡位进行自动校准，包括：后拨链器和机器视觉系统，所述后拨链器包括导向轮，所述机器视觉系统包括用于拍摄所述自行车的飞轮、所述自行车的链条以及所述导向轮的位置的摄像头，所述后拨链器和机器视觉系统均靠近所述飞轮设置。

进一步的，所述机器视觉系统包括固定件，所述固定件的一端与所述自行车的车架固连，所述固定件的另一端与所述机器视觉系统固连。

进一步的，所述机器视觉系统设置在所述车架内。

本发明实施例还提供一种变速器挡位自动校准系统的控制方法，包括：

获取目标校准挡位以及所述目标校准挡位对应的目标飞轮的第一位置信息；

根据所述第一位置信息控制所述机器视觉系统的摄像头对准所述目标飞轮；

通过所述摄像头获取所述导向轮的第二位置信息并根据所述第一位置信息与所述第二位置信息判断所述导向轮是否对准所述目标飞轮；

若对准，则结束操作；

若未对准，则根据所述第一位置信息与所述第二位置信息判断所述导向轮的位置是否偏低；

若是，则控制后拨链器进行微调加一挡操作，通过所述摄像头获取所述导向轮的第二位置信息；若否，则控制后拨链器进行微调减一挡操作，通过所述摄像头获取所述导向轮的第二位置信息。

进一步的，还包括：

通过所述机器视觉系统的摄像头获取所述链条的偏斜角度并通过所述偏斜角度判断所述导向轮与所述目标飞轮是否对准；

若对准，则结束操作；

若未对准，则通过所述机器视觉系统的摄像头获取所述链条的偏斜方向并根据所述偏斜方向判断所述导向轮的位置是否偏低；

若是，则控制所述后拨链器进行微调加一挡操作，通过所述摄像头获取所述导向轮的第二位置信息；若否，则控制所述后拨链器进行微调减一挡操作，通过所述摄像头获取所述导向轮的第二位置信息。

进一步的，所述获取目标校准挡位以及所述目标校准挡位对应的目标飞轮的第一位置信息之前包括：

获取用户选择的校准模式；

若用户选择的校准模式为单挡位校准模式，则获取用户选择的目标校准挡位以及所述目标校准挡位对应的目标飞轮的第一位置信息；

若用户选择的校准模式为多挡位校准模式，则依次对各个挡位进行校准处理。

进一步的，所述依次对各个挡位进行校准处理包括：

获取所述校准处理的处理模式；

若所述处理模式为挡位递增模式，则对当前挡位进行校准，待校准完成后，控制所述后拨链器进行加一挡操作，并对新的挡位进行校准；

若所述处理模式为挡位递减模式，则对当前挡位进行校准，待校准完成后，控制所述后拨链器进行减一挡操作，并对新的挡位进行校准。

进一步的，所述依次对各个挡位进行校准处理还包括：

获取用户选择的多个目标校准挡位；

获取所述校准处理的处理模式；

若所述处理模式为挡位递增模式，则对当前挡位进行校准，待校准完成后，获取与当前挡位相邻且递增的目标校准挡位的位置信息以及当前挡位的位置信息；

根据与当前挡位相邻且递增的目标校准挡位的位置信息以及当前挡位的位置信息计算出所述后拨链器的加挡次数，按照所述加挡次数控制所述后拨链器进行相应的加挡操作，待加挡完成后，对新的挡位进行校准；

若所述处理模式为挡位递减模式，则对当前挡位进行校准，待校准完成后，获取与当前挡位相邻且递减的目标校准挡位的位置信息以及当前挡位的位置信息；

根据与当前挡位相邻且递减的目标校准挡位的位置信息以及当前挡位的位置信息计算出所述后拨链器的减挡次数，按照所述减挡次数控制所述后拨链器进行相应的减挡操作，待减挡完成后，对新的挡位进行校准。

进一步的，还包括：

通过所述机器视觉系统的摄像头获取所述链条的实时数据；

根据所述实时数据判断所述链条是否处于目标挡位上；

若是，则结束操作；

若否，则提醒用户转动踏板。

进一步的，还包括：

获取所述变速器挡位自动校准系统未校准的时间；

判断所述时间是否达到预定时间；

若达到，则对各个挡位重新进行校准；

若未达到，则继续获取所述变速器挡位自动校准系统未校准的时间。

本发明公开了一种变速器挡位自动校准系统，用于对自行车的挡位进行自动校准，包括：后拨链器和机器视觉系统，所述后拨链器包括导向轮，所述机器视觉系统包括用于拍摄所述自行车的飞轮、所述自行车的链条以及所述导向轮的位置的摄像头，所述后拨链器和机器视觉系统均靠近所述飞轮设置。本发明通过设置机器视觉系统，并通过机器视觉系统获取导向轮和飞轮的位置信息，再根据导向轮和飞轮的位置信息对后拨链器进行微调，使得导向轮与相应挡位的飞轮对齐，实现了挡位的自动校准，大大降低了挡位校准的操作难度，提高了校准的准确性和效率，以及提升了变挡效果和用户的体验，本发明还提供了一种变速器挡位自动校准系统的控制方法，具有与上述相同的效果，对此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为变速器挡位自动校准系统的结构示意图；

图2为变速器挡位自动校准系统的控制方法的流程示意图；

图3为变速器挡位自动校准系统处于校准视角的结构示意图。

附图标记如下：

1、机器视觉系统；2、导向轮；3、飞轮；4、链条；5、固定件；6、车架；7、后上叉；8、后下叉。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本发明说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

请参阅图1，本实施例提供了一种变速器挡位自动校准系统，用于对自行车的挡位进行自动校准，包括：后拨链器和机器视觉系统1，后拨链器包括导向轮2，机器视觉系统1包括用于拍摄自行车的飞轮3、自行车的链条4以及导向轮2的位置的摄像头，后拨链器和机器视觉系统1均靠近飞轮3设置。

本实施例通过设置机器视觉系统1，并通过机器视觉系统1获取导向轮2和飞轮3的位置信息，再根据导向轮2和飞轮3的位置信息对后拨链器进行微调，使得导向轮2与相应挡位的飞轮3对齐，实现了挡位的自动校准，大大降低了挡位校准的操作难度，提高了校准的准确性和效率，以及提升了变挡效果和用户的体验。

本实施例中，机器视觉系统1包括固定件5，固定件5的一端与自行车的车架6固连，固定件5的另一端与机器视觉系统1固连，固定件5的设置能够实现机器视觉系统1的稳固连接。

具体的，车架6包括：后上叉7和后下叉8，固定件5的一端与后上叉7固连，固定件5的另一端与机器视觉系统1固连；或者，固定件5的一端与后下叉8固连，固定件5的另一端与机器视觉系统1固连，固定件5的设置能够实现机器视觉系统1的稳固连接。

其中，本实施例的固定件5采用机械臂的结构设计，机械臂的结构设计能够确保机器视觉系统1能够安装在极佳的位置，以较好地获取导向轮2和飞轮3的位置信息，并提升挡位校准的准确性。

进一步的，为降低机器视觉系统1被撞击的可能性，提升机器视觉系统1的使用寿命，本实施例的机器视觉系统1设置在车架6内，通过车架6对机器视觉系统1的遮掩能够降低机器视觉系统1被撞击的可能性。

请参阅图2和图3，本实施例还提供了一种变速器挡位自动校准系统的控制方法，包括：

S101：获取目标校准挡位以及所述目标校准挡位对应的目标飞轮的第一位置信息；

S102：根据所述第一位置信息控制所述机器视觉系统的摄像头对准所述目标飞轮；

S103：通过所述摄像头获取所述导向轮的第二位置信息；

S104：根据所述第一位置信息与所述第二位置信息判断所述导向轮是否对准所述目标飞轮；

具体的，若对准，则结束操作；若未对准，则执行步骤S105。

S105：根据所述第一位置信息与所述第二位置信息判断所述导向轮的位置是否偏低；

具体的，若是，则执行步骤S106，接着执行步骤S103；若否，则执行步骤S107，接着执行步骤S103。

S106：控制后拨链器进行微调加一挡操作；

S107：控制后拨链器进行微调减一挡操作。

其中，微调的操作过程为：当后拨链器接收到“微调+1”或者“微调-1”的指令信号之后，立马响应指令，驱动后拨链器的马达进行微调，使导向轮向相应的方向移动，经过若干次微调后，当导向轮对准目标飞轮时，链条角度处于正常状态，即导向轮与飞轮、链条的对准线重合时，则当前挡位校准完成。

本实施例还设置有通过摄像头获取链条的偏移角度的方式来实现挡位的自动校准，具体为：通过机器视觉系统的摄像头获取链条的偏斜角度并通过偏斜角度判断导向轮与目标飞轮是否对准；若对准，则结束操作；若未对准，则通过机器视觉系统的摄像头获取链条的偏斜方向并根据偏斜方向判断导向轮的位置是否偏低；若是，则控制后拨链器进行微调加一挡操作，接着通过摄像头获取后拨链器微调后的导向轮的第二位置信息；若否，则控制后拨链器进行微调减一挡操作，接着通过摄像头获取后拨链器微调后的导向轮的第二位置信息。

在一个实施例中，在判断出调整方向后，还可将通过获取的链条的偏斜角度计算出导向轮所需移动的距离，接着直接控制后拨链器进行相应距离的调整，如此能够实现更为精准的挡位校准。

本实施例还可将通过获取第一位置信息和第二位置信息来实现挡位自动校准以及通过获取链条偏移角度的方式结合使用，以获取更精准的校准效果。

本实施例还设置有两种校准模式，用户可通过APP选择相应的模式进行挡位校准，具体的，获取目标校准挡位以及目标校准挡位对应的目标飞轮的第一位置信息之前包括：获取用户选择的校准模式；若用户选择的校准模式为单挡位校准模式，则获取用户选择的目标校准挡位以及目标校准挡位对应的目标飞轮的第一位置信息；若用户选择的校准模式为多挡位校准模式，则依次对各个挡位进行校准处理。

其中，单挡位校准模式用于当所有挡位中，只有个别挡位不准确，其他挡位都准确，不需要重新校准，则需要针对单个挡位进行校准时，采用单挡位校准模式，校准完当前的目标挡位，即完成本次的校准任务；多挡位校准模式则用于当有较多挡位或所有挡位都需要校准时，采用多挡位校准模式，此模式下，系统会对所有挡位或者所需校准挡位进行校准，当所有挡位校准或者所需校准挡位完成之后，才完成本次的校准任务。

通过设置单挡位校准模式和多挡位校准模式，扩展出不同的校准方式，提高了校准方法的灵活性，提升了挡位自动校准的效率。

其中，针对多挡位校准模式中的依次对各个挡位进行校准处理，本实施例还设置有两种不同的校准方法，一种是不管该挡位是否需要校准，直接对所有挡位进行校准，该校准方法无需用户选择所需校准的挡位，用户只需选择多挡位校准模式即可，用户的操作简单，方便，体验更佳，但由于需对所有挡位进行校准，校准所需时间较多，校准效率较低；另一种为只对所需校准的挡位进行校准，该校准方法只需对所需校准的挡位进行校准，校准的挡位数量相比所有挡位要少，所需校准时间少，因此校准的效率更高，但其需要用户选择所需校准挡位，所以用户所需操作的步骤相对繁琐，用户的操作体验较差。

本实施例中，直接对所有挡位进行校准的方法的具体步骤为：获取校准处理的处理模式；若处理模式为挡位递增模式，则对当前挡位进行校准，待校准完成后，控制后拨链器进行加一挡操作，并对新的挡位进行校准；若处理模式为挡位递减模式，则对当前挡位进行校准，待校准完成后，控制后拨链器进行减一挡操作，并对新的挡位进行校准。

其中，在校准完成后，还可设置间隔一定的时间再控制后拨链器进行换挡操作，例如当校准完成，等待2秒，接着发出换挡指令并控制后拨链器进行换挡操作，如此能够使得整个校准的过程更加顺畅，避免由于换挡过快导致出现卡顿感。

本实施例中，只对所需校准的挡位进行校准的方法的具体步骤为：获取用户选择的多个目标校准挡位；获取校准处理的处理模式；若处理模式为挡位递增模式，则对当前挡位进行校准，待校准完成后，获取与当前挡位相邻且递增的目标校准挡位的位置信息以及当前挡位的位置信息；根据与当前挡位相邻且递增的目标校准挡位的位置信息以及当前挡位的位置信息计算出后拨链器的加挡次数，按照加挡次数控制后拨链器进行相应的加挡操作，待加挡完成后，对新的挡位进行校准；若处理模式为挡位递减模式，则对当前挡位进行校准，待校准完成后，获取与当前挡位相邻且递减的目标校准挡位的位置信息以及当前挡位的位置信息；根据与当前挡位相邻且递减的目标校准挡位的位置信息以及当前挡位的位置信息计算出后拨链器的减挡次数，按照减挡次数控制后拨链器进行相应的减挡操作，待减挡完成后，对新的挡位进行校准。

在一个具体应用场景中，用户所需校准的挡位为1挡、3挡、5挡、7挡以及9挡，当用户选择挡位递减模式时，先对9挡进行校准，接着计算出相邻的且递减的目标校准挡位，即7挡，计算出9挡换7挡相差两个挡位，接着控制后拨链器进行加两挡的操作，如此依次对5挡、3挡以及1挡进行相应校准，反之，当用户选择挡位递增模式也是类似操作，只是挡位递增模式是进行加挡操作。

本实施例中，可能出现导向轮已经经过微调对准飞轮，但链条还是处于偏歪状态，这不是最佳状态，此时需要链条保持传动状态，直至链条处于目标挡位上，例如，当前校准完成第三挡，链条处于第三挡，后拨链器加1挡，到第四挡，此时，就需要转动踏板，让链条挂上第四挡的飞轮，如果由于第四挡的挡位不准确无法挂到第四挡，则需要保持链条传动，直到第四挡的挡位数据得到校准，链条顺利挂到第四挡的飞轮上为止，为确保链条处于目标挡位上，本实施例在步骤S106和步骤S107后还设置有：S108：通过机器视觉系统的摄像头获取链条的实时数据；S109：根据实时数据判断链条是否处于目标挡位上；若是，则结束操作；若否，则执行步骤S110：提醒用户转动踏板，通过该方法，本实施例确保整个校准过程链条始终能够处于传动状态，确保了整个校准的准确性。

在一些实施例中，当用户长时间未进行挡位校准时，在长期的骑行过程中，车架、飞轮以及后拨链器之间可能会发生微小的位置或形变，从而导致在一些挡位上，链条处于偏移状态，如此会导致骑行过程出现卡顿感，同时还对链条造成一定的损坏，进而降低链条的使用寿命，为此还设置有定期自动校准的功能，具体的，还包括：获取变速器挡位自动校准系统未校准的时间；判断时间是否达到预定时间；若达到，则对各个挡位重新进行校准；若未达到，则继续获取变速器挡位自动校准系统未校准的时间。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的。

包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。