[發明專利]一種基于UWB的自動調速跟隨與避障的旅行箱及跟隨算法

在審

• 申請號: 201810004565.5
• 申請日: 2018-01-03
• 公開（公告）號: CN108013563A
• 公開（公告）日: 2018-05-11
• 發明（設計）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）人: 山東農業大學
• 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所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 李茜

本發明公開了一種基于UWB的自動調速跟隨與避障的旅行箱，包括箱體，還包括安裝在箱體內的控制系統以及與控制系統電連接驅動裝置、UWB跟隨系統、避障系統、指紋開鎖模塊、防盜報警裝置，藍牙模塊，還包括為上述各個電器元件供電的供電系統。本裝置可對50米范圍內特定移動目標的全方位精準跟隨；還公開了旅行箱的跟隨算法；本裝置可根據避障系統的反饋信息，實現智能避障，從而保護旅行箱；本裝置可以調速，可根據主人速度的變化而調整跟隨速度，使智能跟隨實用性更高；本裝置具有雙重保護系統，一是在旅行箱側方安裝了指紋識別裝置防止他人打開；二是在旅行箱頂端安裝了超聲波傳感器，可實現對人體及其他物體的避障。

技術領域

本發明屬于生活用品技術領域，尤其涉及一種基于UWB的自動調速跟隨與避障的旅行箱及跟隨算法。

背景技術

目前國內對于旅行箱的智能跟隨系統的研究較少，故現在市場上還沒有銷售過此類跟隨旅行箱，并且國內的智能跟隨系統還不夠成熟，大多數還停留在藍牙控制前進以及利用攝像頭上位機捕捉不同人的一些行為進行特定目標的跟蹤，但是這些在旅行箱的實用性不高，無法投入到日常生活的正常應用。

發明內容

本發明針對上述技術的不足，提供一種基于UWB的自動調速跟隨與避障的旅行箱及跟隨算法，本發明可實現對于50m內特定移動目標的全方位跟隨；本裝置可根據激光測距傳感器的反饋信息，實現智能避障，從而保護旅行箱；本裝置的調速模塊，可根據主人速度的變化而調整跟隨速度，使智能跟隨實時性更高；本裝置具有雙重保護系統，一是在旅行箱側方安裝了指紋識別裝置防止他人打開；二是在旅行箱頂端安裝了超聲波模塊，可實現對人體及其他物體的避障。

本發明是通過如下技術方案實現的，本發明提供一種基于UWB的自動調速跟隨與避障的旅行箱，包括箱體，包括安裝在箱體內的控制系統以及與控制系統電連接的驅動裝置、UWB跟隨系統和供電系統；所述驅動裝置安裝在箱底的萬向輪上；所述UWB跟隨系統包括放置在人體上由UWB標簽構成的信號發射端和安裝在箱體上由UWB基站組構成的信號接收端；所述供電系統為驅動裝置、UWB跟隨系統供電。

作為優選，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。相鄰兩者間的間距為40cm，距離地面50cm。

UWB跟隨系統的使用：由5v電源給UWB標簽供電，打開開關后，UWB 標簽發射無線信號，安裝在箱體上的三個UWB基站接收到信號后，計算出與UWB標簽之間的距離，左右UWB基站將距離發送給中間UWB基站，通過計算得出UWB標簽相對于中間UWB基站的角度，單片機對距離及角度進行處理，然后單片機發出指令控制電機向相應的方向工作運行，從而實現跟隨功能。其最大跟隨距離為50m，跟隨角度為360度，不受周圍環境因素的干擾。

本發明通過控制系統、UWB跟隨系統和驅動裝置可以進行調速；當中間 UWB基站與UWB標簽距離超過15m時，控制系統設置占空比為70％，驅動裝置保持200m/min，當中間UWB基站與UWB標簽距離超過5m時，控制系統設置占空比為50％，驅動裝置保持150m/min，當中間UWB基站與 UWB標簽距離小于3m時，控制系統設置占空比為30％，驅動裝置保持 100m/min，當UWB標簽與UWB基站距離小于1m時，驅動裝置停止等待。

作為優選，所述驅動裝置包括對應安裝在箱底的左萬向輪和右萬向輪上的左電機和右電機。通過控制系統控制右電機運動實現箱體的右轉，通過控制左電機運動實現箱體的左轉，通過控制兩個電機同時運動實現箱體的向前直行。

作為優選，還包括與控制系統電連接的避障系統，所述避障系統包括激光測距避障系統和超聲波避障系統；所述避障系統與供電系統電連接。

作為優選，所述激光測距避障系統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。相鄰兩者間距為15cm，距離地面15cm從而實現基準避障。