智行包的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種智能包，尤其是一種基于慣性傳感器、無線自組網(wǎng)和分布式計算實現(xiàn)室內(nèi)定位、導(dǎo)航、導(dǎo)游、導(dǎo)購，基于慣性傳感器人體姿態(tài)動作捕捉和位移檢測系統(tǒng)進行智能體感控制，基于屏幕、振動、定向聲波傳輸實現(xiàn)人機交互、動態(tài)外觀、擬人表情和電子寵物，附加有電動滑板或作為普通滑板車智能改裝配件，作為智能城市交通系統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)終端件的智行包。
【背景技術(shù)】
[0002]—、智能手機是目前主流的智能終端。然而，智能手機人機交互的信息呈現(xiàn)方式是二維的信息瀏覽，受其屏幕亮度、電池續(xù)航能力和低頭瀏覽導(dǎo)致的安全隱患制約，智能手機并非適合出行的智能終端。
[0003]二、室內(nèi)定位是指在室內(nèi)環(huán)境中實現(xiàn)位置定位，主要采用無線通訊、基站定位、慣導(dǎo)定位等多種技術(shù)集成形成一套室內(nèi)位置定位體系，從而實現(xiàn)人員、物體等在室內(nèi)空間中的位置監(jiān)控。除通訊網(wǎng)絡(luò)的蜂窩定位技術(shù)外，常見的室內(nèi)無線定位技術(shù)還有:W1-F1、藍牙、紅外線、超寬帶、RFID、ZigBee和超聲波。目前商用技術(shù)基本采用WIF1、RFID等無線通訊基站方案，針對應(yīng)急救援主要采用慣性導(dǎo)航等技術(shù)方案。然而這些方案均存在各種問題:
1.基于專用設(shè)備的室內(nèi)定位:通過在指定區(qū)域部署大量的專用硬件設(shè)施的同時，還需要用戶佩戴專有設(shè)備以實現(xiàn)定位，部署成本和維護成本非常高。
[0004]2.基于W1-Fi信號測距:W1-Fi的信號強度隨著距離變大是在衰減的，通過衰減模型和三邊定位可以確定位置。但這種方法也難以投入使用，原因是這個衰減模型并非簡單線性，事實上用RSS來估測距離非常難，即使你通曉其衰減規(guī)律，建立了一個衰減模型，依然有很多參數(shù)等待實地考察來確定，而這些參數(shù)很容易受環(huán)境影響，所以成本依然很高，精度也不準(zhǔn)。
[0005]3.基于W1-Fi指紋的定位:這種方法是目前最普遍、最常見的了。比如你在位置A測到路由器12345的信號強度是abcde，那你在另一個位置B測出來的強度一般是不一樣的。于是你可以每隔幾米測一次，存到一個巨大的指紋數(shù)據(jù)庫里，對于下一次的輸入尋找余弦相似度最高的就夠了。但是這種方法部署難，維護強度大，成本高。而且一旦其中某路由器損壞或變化，指紋數(shù)據(jù)庫中有關(guān)該錨節(jié)點的數(shù)據(jù)項也就失效了，需要重新測量，無法時時刻刻保證定位的精度。
[0006]4.基于藍牙做定位，蘋果力推的iBeacon就是藍牙技術(shù)，使用藍牙定位的方法和W1-Fi定位類似，這些藍牙beacon需要專門部署，由于藍牙的傳輸距離一般在20?30米左右，覆蓋相同區(qū)域所需要的藍牙beacon要多于W1-Fi AP，而且藍牙beacon需用電池供電，這也意味著過一段時間就需要換電池。此時間視beacon的型號和設(shè)置而定，從幾個月到幾年不等，網(wǎng)絡(luò)部署難，維護成本高。
[0007]5.隨著手機升級，手機上的傳感器如MU(加速度傳感器、三軸陀螺儀、磁力計)、電子羅盤、氣壓計等也可用于定位，比較常用的方法是慣性導(dǎo)航，即基于已知位置，加速度，速度，方向信息，來估算下一位置信息的系統(tǒng)。由于每一個新的位置都是基于前一時刻的位置推算，而傳感器的測量結(jié)果有誤差，故慣導(dǎo)短距離比較精確，但是累計誤差比較大。
[0008]6.由于地磁信息測量容易受到室內(nèi)環(huán)境的干擾，在不同位置的磁力傳感器的數(shù)據(jù)也可以作為位置指紋。但這種技術(shù)使用麻煩，例如百度投資的indoorAtlas，首先需要用戶上傳建筑平面圖，然后還需要你拿著移動設(shè)備繞場地一周，記錄下各個位置的地磁信號特征，這些信息還需要上傳到服務(wù)商服務(wù)器。最后，還需要下載服務(wù)商的工具包開發(fā)一個應(yīng)用才能使用。用戶上傳的建筑平面圖難以覆蓋足夠范圍。隱私和安全問題也制約了用戶上傳數(shù)據(jù)，另一個問題是，建筑內(nèi)的商業(yè)生態(tài)是不斷變化的，用戶上傳的建筑平面圖難以驗證、難以保證時效。
[0009]7.因室內(nèi)一般也能搜索到2?3顆衛(wèi)星，谷歌方案主要依靠GPS、wifi信號、手機基站以及根據(jù)一些“盲點”-一即室內(nèi)無GPS、wifi或基站信號的地方一的具體位置完成室內(nèi)的定位。目前此方案的精度還不是很滿意，所以谷歌一直在努力獲取更多的建筑平面圖以提高室內(nèi)導(dǎo)航的精度。建筑平面圖是室內(nèi)導(dǎo)航的基礎(chǔ)，就如同GPS車用導(dǎo)航需要電子導(dǎo)航地圖一樣。和地磁方案一樣，谷歌目前解決數(shù)據(jù)源的方式是鼓勵用戶上傳建筑平面圖，因此也存在地磁方案的弊端。
[0010]其他方案如使用圖像來定位、手機聲波定位都難以復(fù)現(xiàn)，目前尚沒有真正商業(yè)化普及的室內(nèi)定位標(biāo)準(zhǔn)。
[0011]三、大量的電子防遺失產(chǎn)品幾乎都是一套子母機無線收發(fā)設(shè)備，利用測量無線信號強度值RSSI (Received Signal Strength Indicat1n)對子母機之間的距離進行判定，當(dāng)子母機之間距離超過預(yù)設(shè)值時，發(fā)出報警信息提醒。目前電子防遺失產(chǎn)品子機價格高，體積大，易誤報。通常子母機一一對應(yīng)，對多物品難以準(zhǔn)確定位識別。
[0012]四、無線自組網(wǎng)不需要固定設(shè)備支持，各節(jié)點即用戶終端自行組網(wǎng)，通信時，由其他用戶節(jié)點進行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。這種網(wǎng)絡(luò)形式突破了傳統(tǒng)無線蜂窩網(wǎng)絡(luò)的地理局限性，能夠更加快速、便捷、高效地部署。但目前各種無線自組網(wǎng)均存在安全性不高的弊端。
[0013]五、區(qū)塊鏈(blockchain)技術(shù)是維護一個不斷增長的數(shù)據(jù)記錄的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)通過密碼學(xué)技術(shù)和之前被寫入的所有數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，每一筆數(shù)據(jù)寫入均需要獲得每一個節(jié)點的認證，使得第三方甚至是節(jié)點的擁有者難以篡改。區(qū)塊鏈(BlockChain)分散建立在P2P網(wǎng)絡(luò)上，是一個去中心化的數(shù)據(jù)庫，個別數(shù)據(jù)庫節(jié)點被破壞不影響整個網(wǎng)絡(luò)。因此區(qū)塊鏈技術(shù)是一種通過去中心化和去信任的方式集體維護一個可靠數(shù)據(jù)庫的技術(shù)。目前區(qū)塊鏈技術(shù)主要應(yīng)用在電子貨幣領(lǐng)域。
[0014]六、目前電動滑板車的控制器是有線控制的轉(zhuǎn)把式、握把式、拇指扳機式、按鍵式或方向盤式控制器，有線控制器的控制線難以隱蔽，影響折疊電動車折疊效率。
[0015]目前電動滑板的控制器是無線遙控器。無線控制器和電動滑板的距離、角度的變化及四周電磁環(huán)境的變化，均會對控制精度產(chǎn)生影響。無線控制器是一個單獨的配件，容易遺失。無線控制器由紐扣電池供電，存在途中電量耗盡失控隱患。電動滑板以腳剎制動配合手持無線控制器調(diào)速，在滑行中注意力分散在手腳兩處，影響駕駛體驗和行車安全。
[0016]電動自平衡車運作原理是“動態(tài)穩(wěn)定”(Dynamic Stabilizat1n)，但“動態(tài)穩(wěn)定”控制算法不能在非失衡車輛結(jié)構(gòu)中使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]為解決上述問題，獲得一種基于無線自組網(wǎng)和慣性傳感器實現(xiàn)室內(nèi)定位、導(dǎo)航、導(dǎo)游、導(dǎo)購和多物品識遺功能，基于屏幕、振動、定向聲波傳輸實現(xiàn)人機交互、動態(tài)外觀、擬人表情和電子寵物功能，作為智能城市交通系統(tǒng)的物聯(lián)網(wǎng)終端件的智能包，并獲得一種附加基于慣性傳感器人體姿態(tài)動作捕捉實現(xiàn)智能體感控制的電動滑板車，本發(fā)明公開了一種智行包。
[0018]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
一種智行包，包括隨行包、電源、智能傳感器、網(wǎng)絡(luò)層、微處理器、人機交互裝置和應(yīng)用層。其特征是:
所述隨行包是隨身包或隨車包。所述隨車包是與車輛快拆卸連接的箱包或元器件的包裝殼。
[0019]所述智能傳感器、微處理器設(shè)置在隨行包內(nèi)。
[0020]當(dāng)隨行包是隨身包時，人機交互裝置設(shè)置在隨身包外，電源設(shè)置在隨身包內(nèi)或外。
[0021]當(dāng)隨行包是隨車包時，人機交互裝置設(shè)置在隨車包外或設(shè)置在車體構(gòu)件上，或者在隨車包和車體構(gòu)件上分別設(shè)置有人機交互裝置。電源設(shè)置在隨車包或設(shè)置在車體構(gòu)件上，或者在隨車包和車體構(gòu)件上分別設(shè)置有電源。
[0022]所述電源是電池、自發(fā)電裝置、能量收集裝置或上述機構(gòu)的排列組合。所述自發(fā)電裝置是發(fā)電機、溫差發(fā)電裝置或設(shè)置在包外的太陽能電池表皮。所述能量收集裝置是電磁式能量收集裝置、靜電式能量收集裝置或壓電式能量收集裝置。一種壓電式能量收集裝置是設(shè)置在隨行包內(nèi)的壓電懸臂梁結(jié)構(gòu)，其通過捕獲人類步行產(chǎn)生的動能或捕獲車輛振動產(chǎn)生的動能轉(zhuǎn)化為電能并存儲在電池內(nèi)。當(dāng)隨行包是隨車包時，一種發(fā)電機設(shè)置在車輛運動部，在人力驅(qū)動車輛時發(fā)電，一種電磁式能量收集裝置設(shè)置在車輛運動部回收車輛制動或下坡的動能轉(zhuǎn)化為電能并存儲在電池內(nèi)。
[0023]
所述網(wǎng)絡(luò)層是一個協(xié)議層，其負責(zé)無線自組網(wǎng)的建立和維護，網(wǎng)絡(luò)層通過接口為應(yīng)用層提供管理服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)連接有數(shù)據(jù)庫并承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)信息數(shù)據(jù)庫的管理和維護工作。
[0024]所述無線自組網(wǎng)是由網(wǎng)絡(luò)協(xié)議在若干智行包之間、智行包與智能手機之間、智行包與城市地標(biāo)之間、智行包與若干包內(nèi)物品之間以及智行包與人之間的直接或多跳通信，使節(jié)點之間自動、快速、動態(tài)的組建的一個專用短距離無線移動網(wǎng)絡(luò)，在此網(wǎng)絡(luò)中每一個節(jié)點可設(shè)置其同時兼具終端系統(tǒng)和中繼路由功能，既可以數(shù)據(jù)收發(fā)，還可以多跳轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)節(jié)點作為終端系統(tǒng)的時候，其作為主機運行相應(yīng)的程序；當(dāng)節(jié)點作為路由器的時候，則運行所需的路由協(xié)議并開始進行分組轉(zhuǎn)發(fā)和維護路由的任務(wù)。一種路由協(xié)議是基于蟻群算法的。
[0025]所述節(jié)點包括全功能節(jié)點和精簡功能節(jié)點。所述全功能節(jié)點包括移動節(jié)點和定位節(jié)點。
[0026]所述全功能節(jié)點同時兼具終端系統(tǒng)和中繼路由功能，既可以數(shù)據(jù)收發(fā)，還可以多跳轉(zhuǎn)發(fā)。
[0027]所述精簡功能節(jié)點是為降低成本僅部署數(shù)據(jù)收發(fā)或中繼路由功能的節(jié)點。一種僅數(shù)據(jù)收發(fā)的精簡功能節(jié)點是連接有rfid標(biāo)簽或iBeacon標(biāo)簽的包內(nèi)物品。一種精簡功能節(jié)點是包含商品信息的電子廣告。
[0028]所述移動節(jié)點是智行包或智能手機。
[0029]所述定位節(jié)點是城市地標(biāo)。一種定位節(jié)點是包含商業(yè)信息的電子店招。
[0030]所述各節(jié)點通過上述無線自組網(wǎng)結(jié)合時間戳交換彼此的位置坐標(biāo)信息、地理信息、地圖信息、W1-Fi指紋信息、地磁指紋信息、場景指紋信息、速度信息、加速度信息、方向信息、路線信息、目標(biāo)信息、事件變量數(shù)據(jù)、身份信息、權(quán)限信息、物品信息、周邊環(huán)境信息或上述信息排列組合。
[0031]獲取的信息傳送到當(dāng)前無線自組網(wǎng)中可感知的計算節(jié)點中分別計算或協(xié)同計算，計算結(jié)果經(jīng)應(yīng)用層過濾、編碼反饋在人機交互裝置，在本機實現(xiàn)室內(nèi)定位、導(dǎo)航、導(dǎo)游、導(dǎo)購和多物品識遺功能，或者將計算結(jié)果經(jīng)應(yīng)用層過濾、編碼反饋給無線自組網(wǎng)中的其他智行包的人機交互裝置，幫助其他節(jié)點實現(xiàn)室內(nèi)定位、導(dǎo)航、導(dǎo)游、導(dǎo)購和多物品識遺功能。形成人與智行包、智行包與智行包、智行包與包內(nèi)物品、智行包與智能手機、智行包與城市相連的物聯(lián)網(wǎng)。
[0032]所述計算節(jié)點是網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的移動節(jié)點、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議中的定位節(jié)點或與上述無線自組網(wǎng)節(jié)點跨網(wǎng)絡(luò)信息連接的其他計算機、分布式計算中心或云計算平臺。所述協(xié)同計算是隨智行包位置坐標(biāo)的變化，動態(tài)優(yōu)選上述計算節(jié)點臨時組網(wǎng)進行的計算。
[0033]所述應(yīng)用層位于無線自組網(wǎng)協(xié)議?？蚣艿淖铐攲?，通過開發(fā)各種不同功能的智行包應(yīng)用以完成各種既定的任務(wù)。
[0034]
一種無線自組網(wǎng)是點對點的移動AdHoc無線自組網(wǎng)，一種無線自組網(wǎng)是無線mesh網(wǎng)絡(luò)。一種無