基于距離測(cè)量的人體自動(dòng)跟隨裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及智能控制領(lǐng)域，尤其是一種基于距離測(cè)量的人體自動(dòng)跟隨裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]如何自動(dòng)跟隨是一個(gè)有實(shí)用價(jià)值的問(wèn)題。機(jī)器人技術(shù)中一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是讓機(jī)器人跟隨人移動(dòng)。無(wú)人駕駛汽車中一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是后車跟隨前車行駛。一些智能行李箱也需要解決自動(dòng)跟隨問(wèn)題。常用的自動(dòng)跟隨技術(shù)是通過(guò)無(wú)線測(cè)量和幾何定位來(lái)完成，如藍(lán)牙定位。其需要一套定位裝置和若干個(gè)定位器，當(dāng)定位裝置和定位器處于一定距離范圍內(nèi)，定位裝置測(cè)量各定位器間距離，通過(guò)幾何方法計(jì)算出人與物體的位置關(guān)系，控制動(dòng)力裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟隨。缺點(diǎn)是定位精度不夠，誤差較大；人需要攜帶定位器，且需跟物體保持在一定范圍內(nèi)，使用不方便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供了一種不需要攜帶任何定位設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)人體自動(dòng)跟隨。
[0004]實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的的具體技術(shù)方案是:
[0005]—種基于距離測(cè)量的人體自動(dòng)跟隨裝置，特點(diǎn)是它包括承載板、車輪、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制模塊、測(cè)距裝置及支架，所述承載板底部設(shè)有數(shù)個(gè)車輪，車輪帶有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制模塊連接，控制模塊設(shè)置于承載板上；測(cè)距裝置安裝在支架上并與控制模塊連接，支架安裝在承載板前端。
[0006]所述測(cè)距裝置由數(shù)個(gè)測(cè)距傳感器并聯(lián)，數(shù)個(gè)測(cè)距傳感器處于同一個(gè)平面且按一條直線排列。
[0007]所述測(cè)距傳感器為超聲波距離傳感器。
[0008]所述控制模塊為單片機(jī)。
[0009]所述控制模塊為FPGA。
[0010]所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)。
[0011]所述支架高度可調(diào)整。
[0012]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)勢(shì):
[0013]跟隨簡(jiǎn)單有效。采用超聲波測(cè)距裝置測(cè)量支架與人腰部或腹部之間的距離，將距離信息傳送到控制模塊，然后控制模塊對(duì)信息進(jìn)行處理，再直接對(duì)各個(gè)車輪發(fā)出指令，控制每個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和方向，保證距離始終在設(shè)定的閾值范圍，實(shí)現(xiàn)人體跟隨。本實(shí)用新型不需要人體主動(dòng)參與控制，不需要攜帶任何定位器和定位裝置，更加方便。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為圖1的左視圖；
[0016]圖3為人體在本實(shí)用新型正前方行走時(shí)測(cè)距裝置進(jìn)行距離測(cè)量的示意圖；
[0017]圖4為人體在左轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)距裝置對(duì)人體腰部或腹部進(jìn)行距離測(cè)量的示意圖；
[0018]圖5為人體在右轉(zhuǎn)時(shí)測(cè)距裝置對(duì)人體腰部或腹部進(jìn)行距離測(cè)量的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述:
[0020]參閱圖1-2，本實(shí)用新型包括承載板1，該承載板I在底部分布有數(shù)個(gè)車輪2，每個(gè)車輪2均帶有一個(gè)獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)3，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3為步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3與控制模塊4相連接，控制模塊4還與測(cè)距裝置5相連接，測(cè)距裝置5位于支架6上、控制模塊4和驅(qū)動(dòng)電機(jī)3分別置于承載板I的前端和底部。
[0021]本實(shí)用新型支架6的垂直高度是可以調(diào)節(jié)的。當(dāng)人體的高度存在差異時(shí)，保證測(cè)距裝置5測(cè)量其與人體腰部或腹部距離。
[0022]測(cè)量腰部是人在前，本實(shí)用新型在后；測(cè)量腹部是人在后，本實(shí)用新型在前。實(shí)施例
[0023]在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)3的數(shù)量為3個(gè)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)3對(duì)應(yīng)一個(gè)車輪2。
[0024]測(cè)距裝置5包含超聲波傳感器的數(shù)量為4個(gè)或者4個(gè)以上，且呈直線型分布。傳感器數(shù)量越多，精度越高。
[0025]本實(shí)施例的工作過(guò)程如下:
[0026]超聲波傳感器呈直線型且均勻分布，測(cè)量前方人體的腰部或腹部到該裝置的距離信息SI，S2, S3, S4。控制模塊4對(duì)該信息做出處理，給每個(gè)帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)3的車輪2發(fā)出指令，控制車輪的轉(zhuǎn)速與方向。
[0027]參閱圖3，當(dāng)直線行走時(shí)，計(jì)算SI，S2，S3，S4兩兩差值，當(dāng)差值的絕對(duì)值小于閾值(如2cm)，由此判斷人體是在直線行走。當(dāng)人與本實(shí)用新型速度不匹配，SI，S2，S3，S4變大或變小。但通過(guò)控制模塊4對(duì)各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)發(fā)出調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)方向的指令，調(diào)速，保證SI，S2, S3, S4在一個(gè)閾值(如30cm)，就實(shí)現(xiàn)跟隨。
[0028]參閱圖4-5，當(dāng)左轉(zhuǎn)彎行走或右轉(zhuǎn)彎行走時(shí)，斜線表示轉(zhuǎn)彎時(shí)腰部與傳感器距離發(fā)生變化的情況。S1，S2，S3，S4的值之間存在圖示線性關(guān)系，通過(guò)控制模塊4計(jì)算斜線相對(duì)于傳感器所處直線的斜率，即計(jì)算了人體轉(zhuǎn)彎時(shí)的轉(zhuǎn)角。然后對(duì)各個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)3發(fā)出調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)方向的指令，調(diào)整本實(shí)用新型角度。保證SI，S2，S3，S4在一個(gè)閾值(如30cm)，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)彎跟隨。
[0029]本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，輕巧，容易加工成型，應(yīng)用廣泛等特點(diǎn)，采用超聲波測(cè)距裝置測(cè)量支架與人體的距離，將距離信息傳送到控制模塊，然后控制模塊對(duì)信息進(jìn)行處理，再直接對(duì)各個(gè)車輪發(fā)出指令，控制每個(gè)車輪的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和方向，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟隨。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于距離測(cè)量的人體自動(dòng)跟隨裝置，其特征在于，它包括承載板(I)、車輪(2)、驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)、控制模塊(4)、測(cè)距裝置(5)及支架(6)，所述承載板(I)底部設(shè)有數(shù)個(gè)車輪(2)，車輪(2)帶有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)與控制模塊(4)連接，控制模塊(4)設(shè)置于承載板(I)上；測(cè)距裝置(5)安裝在支架(6)上并與控制模塊(4)連接，支架(6)安裝在承載板(I)前端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于距離測(cè)量的人體自動(dòng)跟隨裝置，其特征在于所述測(cè)距裝置(5)由數(shù)個(gè)測(cè)距傳感器并聯(lián)，數(shù)個(gè)測(cè)距傳感器處于同一個(gè)平面且按一條直線排列。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于距離測(cè)量的人體自動(dòng)跟隨裝置，其特征在于，所述測(cè)距傳感器為超聲波距離傳感器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于距離測(cè)量的人體自動(dòng)跟隨裝置，其特征在于，所述控制模塊(4)為單片機(jī)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于距離測(cè)量的人體自動(dòng)跟隨裝置，其特征在于，所述控制模塊(4)為FPGA。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于距離測(cè)量的人體自動(dòng)跟隨裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(3)為步進(jìn)電機(jī)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于距離測(cè)量的人體自動(dòng)跟隨裝置，其特征在于，所述支架(6)高度可調(diào)整。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于距離測(cè)量的人體自動(dòng)跟隨裝置，它包括承載板、車輪、驅(qū)動(dòng)電機(jī)、控制模塊、測(cè)距裝置及支架，所述承載板底部設(shè)有數(shù)個(gè)車輪，車輪帶有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制模塊連接，控制模塊設(shè)置于承載板上；測(cè)距裝置安裝在支架上并與控制模塊連接，支架安裝在承載板前端。本實(shí)用新型基于多點(diǎn)超聲波測(cè)量人體腰部或腹部與裝置間的距離，對(duì)距離數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，控制電機(jī)速度和方向，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟隨。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低，便于制造，使用方便，應(yīng)用廣泛。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號(hào)】CN204740463
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520379979
【發(fā)明人】田應(yīng)洪, 解軍一
【申請(qǐng)人】華東師范大學(xué)
【公開日】2015年11月4日
【申請(qǐng)日】2015年6月4日