[發(fā)明專利]一種基于UWB的自動調(diào)速跟隨與避障的旅行箱及跟隨算法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810004565.5
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108013563A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉雙喜;趙斌;王漢城;葛忠迪;高志明;李軍賢;任可雨
• 申請（專利權(quán)）人: 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A45C5/04
• 分類號: A45C5/04;A45C13/00
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務(wù)所(普通合伙企業(yè)) 37240
• 代理人: 李茜

1.一種基于UWB的自動調(diào)速跟隨與避障的旅行箱，包括箱體，其特征在于：包括安裝在箱體內(nèi)的控制系統(tǒng)以及與控制系統(tǒng)電連接的驅(qū)動裝置、UWB跟隨系統(tǒng)和供電系統(tǒng)；所述驅(qū)動裝置安裝在箱底的萬向輪上；所述UWB跟隨系統(tǒng)包括放置在人體上由UWB標(biāo)簽構(gòu)成的信號發(fā)射端和安裝在箱體上由UWB基站組構(gòu)成的信號接收端；所述供電系統(tǒng)為驅(qū)動裝置、UWB跟隨系統(tǒng)供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB的自動調(diào)速跟隨與避障的旅行箱，其特征在于：所述UWB基站組包括位于箱體正面并排的左右兩個UWB基站以及箱體背面的一個UWB基站，三者作為信號接收端處于同一水平高度，且呈等邊三角形分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB的自動調(diào)速跟隨與避障的旅行箱，其特征在于：還包括與控制系統(tǒng)電連接的避障系統(tǒng)，所述避障系統(tǒng)包括激光測距避障系統(tǒng)和超聲波避障系統(tǒng)；所述避障系統(tǒng)與供電系統(tǒng)電連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于UWB的自動調(diào)速跟隨與避障的旅行箱，其特征在于：所述激光測距避障系統(tǒng)包括在箱體底部位置并排安裝的左中右三個激光測距傳感器(6)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于UWB的自動調(diào)速跟隨與避障的旅行箱，其特征在于：所述超聲波避障系統(tǒng)包括在箱體上部位置并排安裝有左中右三個超聲波傳感器(3)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB的自動調(diào)速跟隨與避障的旅行箱，其特征在于：還包括與控制系統(tǒng)電連接的指紋開鎖模塊，所述指紋開鎖模塊包括安裝在箱體上的指紋識別模塊(13)，指紋匹配模塊和減速馬達，所述減速馬達與位于箱體側(cè)面的密碼鎖(4)連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB的自動調(diào)速跟隨與避障的旅行箱，其特征在于：還包括與控制系統(tǒng)電連接的防盜報警裝置，所述防盜報警裝置包括安裝在箱體底部的紅外線測距模塊(17)和安裝在箱體一側(cè)的蜂鳴器，所述紅外線測距模塊(17)由紅外信號發(fā)射端與紅外信號接收端組成。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于UWB的自動調(diào)速跟隨與避障的旅行箱，其特征在于：還包括與控制系統(tǒng)電連接的藍牙模塊(11)，所述藍牙模塊(11)安裝在箱體的一側(cè)，所述控制系統(tǒng)通過藍牙模塊(11)與移動設(shè)備無線通信。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于UWB的自動調(diào)速跟隨與避障的旅行箱的跟隨算法，其特征在于：三個UWB基站同時接收UWB標(biāo)簽發(fā)出的無線信號，同時左右UWB基站將距離傳送給中間UWB基站，通過三個UWB基站之間的安裝距離以及距離UWB標(biāo)簽的距離，運用三邊測量定位算法進行角度、距離的確定。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于UWB的自動調(diào)速跟隨與避障的旅行箱的跟隨算法，其特征在于：所述三邊測量定位算法的具體步驟如下：建立以中間UWB基站所在位置為坐標(biāo)原點，以所在點的豎直方向為x軸，水平方向為y軸的直角坐標(biāo)系，定義左UWB基站、右UWB基站的位置分別為(x1,y1),(x2,y2)，定義UWB標(biāo)簽所在位置為(x,y)，左中右UWB基站距離UWB標(biāo)簽的距離分別為d1,d,d2，UWB標(biāo)簽在以左UWB基站為圓心，以d1為半徑的圓上，同理，UWB標(biāo)簽在以中間UWB基站為圓心，以d為半徑的圓上，UWB標(biāo)簽也在以右UWB基站為圓心，以d2為半徑的圓上；三個圓會相交與一點，交點即UWB標(biāo)簽所在位置，即：

( x - x 1 ) 2 + ( y - y 1 ) 2 = d 1 2 x 2 + y 2 = d 2 ( x - x 2 ) 2 + ( y - y 2 ) 2 = d 2 2 ]]>

angle＝arctan-1(y/x)。