[實用新型]一種基于超聲波測距的自動跟隨系統

有效

• 申請號: 201821328969.1
• 申請日: 2018-08-16
• 公開（公告）號: CN208636719U
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發明（設計）人: 葉宇智
• 申請（專利權）人: 江門鐳沃斯光電科技有限公司
• 主分類號: G05D1/12
• 分類號: G05D1/12;G01S15/08
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 梁嘉琦

本實用新型公開了一種基于超聲波測距的自動跟隨系統，使用超聲波作為測量手段，測量精度高，跟隨效果好，采用小型麥克風陣作為超聲波接收器，相對于傳統的超聲換能器而言，安裝體積可以大大縮小，適用的范圍也得到了擴展，并且安裝簡單。

技術領域

本實用新型涉及超聲波技術，特別是一種基于超聲波測距的自動跟隨系統。

背景技術

目前的自動跟隨技術包括3種：1、基于無線通訊跟隨；2、基于攝像頭圖像識別跟隨；3、基于超聲換能器跟隨，基于無線通訊跟隨的方式是利用跟隨端安裝的兩個無線接收模塊接收發射端同一個發射模塊的信號，通過分析兩個有一定安裝距離的接收模塊的信號強度，計算出兩個接收模塊分別與發射模塊的距離和距離差，再根據這兩個距離差計算出跟隨端設備與發射端之間的角度，而接收強度直接反映出跟隨端和發射端之間的距離，該方法缺點是無線收發模塊之間信號強度一致性不好，分辨率低，跟隨的方向性和距離都不理想。

基于攝像頭圖像識別跟隨的方式對系統要求高，需要高性能處理器，成本高，功耗高，對被跟隨目標方向角度亮度都有要求，適用范圍窄。

基于超聲換能器的跟隨技術，是根據超聲波發射器發出的超聲信號到達兩個用于接收的超聲換能器的時間差，反算出超聲波發射器到兩個接收器之間距離差，計算出接收器和超聲波發射器之間的夾角。由于接收端使用超聲換能器，體積大，為了達到足夠的精度，兩個接收器之間距離要相距數厘米，甚至幾十厘米。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型的目的在于提供一種基于超聲波測距的自動跟隨系統，采用小型麥克風陣作為接收端，相對于傳統超聲換能接收器，安裝體積可以大大縮小，應用范圍擴大。

本實用新型解決其問題所采用的技術方案是：

一種基于超聲波測距的自動跟隨系統，包括安裝在被跟隨端之上的超聲波發聲源、安裝在跟隨物上的超聲波接收器以及驅動跟隨物移動的跟隨執行機構，所述超聲波發聲源發射超聲波信號到超聲波接收器，所述跟隨執行機構根據超聲波接收器輸出的信號驅動跟隨物移動；所述超聲波接收器包括一個以上，所述超聲波接收器為小型麥克風陣。

進一步，所述超聲波接收器包括第一接收器和第二接收器，所述第一接收器和第二接收器位于同一水平面或同一垂直面上。超聲波接收器設置為二維場景，可以應用在玩具車、嬰兒車等跟隨設備中。

進一步，所述超聲波接收器還包括第三接收器，所述第三接收器與第一接收器或第二接收器所處的平面，垂直于所述第一接收器和第二接收器所處的平面。超聲波接收器設置為三維場景，可以應用到飛行器、無人機等設備上。

進一步，所述小型麥克風陣為電容式麥克風或MEMS硅麥克風。小型麥克風陣的體積較小，可以應用到大多數物體上，應用范圍廣。

進一步，所述跟隨執行機構包括用于接收小型麥克風陣的輸出的第二微處理器以及用于驅動跟隨物移動的驅動機構，所述第二微處理器與驅動機構連接。第二微處理器處理小型麥克風陣的輸出信號并輸出控制信號到驅動機構。

進一步，所述驅動機構為轉向電機或舵機。

進一步，所述超聲波發聲源包括壓電超聲波換能器或電磁喇叭。

進一步，還包括用于實現收發同步的同步模塊，所述同步模塊包括安裝在被跟隨端之上的發射模塊以及安裝在跟隨物上的接收模塊，所述發射模塊和接收模塊數據連接。同步模塊可以保證收發同步，同時還可以和相鄰空間里的其他跟隨系統組網通訊，達到多機同時使用的目的。

進一步，所述同步模塊為無線通訊模塊或紅外收發模塊。

本實用新型的有益效果是：本實用新型采用的一種基于超聲波測距的自動跟隨系統，采用小型麥克風陣作為超聲波接收器，可以大大的縮小接收端的體積，使得應用范圍可以更廣，大到嬰兒車、旅行箱，小到玩具車、無人機等設備均可以使用。