CN103076803A - 一种车辆自动跟随系统、装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种车辆自动跟随方法，是在车体上装有三个车载蓝牙，通过获取车载蓝牙接收到蓝牙终端返回信号所花的时间；根据返回信号的传播速率，计算出车载蓝牙到蓝牙终端的距离参数；根据该距离参数定位所述蓝牙终端的空间位置信息；根据所述空间位置信息发送执行指令；从而精确的定位人车的相对距离，以便自动跟随的控制。

Description

一种车辆自动跟随系统、装置及方法

技术领域

本发明涉及自动化控制领域，特别涉及一种车辆自动跟随系统、装置及方法。

背景技术

随着经济的发展，人们对生活品质的要求越来越高，个人电动交通工具的使用越发频繁，同时对交通工具的智能化要求也日渐升高，电动车辆在给人们提供便捷的交通方式的同时也带来大量站用精力、携带困难等问题。

蓝牙自动跟随设备，可利用安装于车体上的蓝牙信号源，及车主随身携带的手机、电脑、耳机、车钥匙等蓝牙信号源，实现精确确定车辆与车主相对位置。并利用车载智能控制设备驱动电动车实现自动跟随蓝牙信号源移动。

该设备基于蓝牙即时信息传递、测向、测距、精确定位及智能控制技术通过日常使用的手机、电脑、耳机、车钥匙等蓝牙终端实现电动车辆自动跟随，其具有很大的发展前景。

但自动跟随设备有很多困难需要克服。其中最重要的一点就是如何精确确定人车相对位置，并保证电动车准确、稳定跟随移动。

然而，如何提供一种能够精确确定人车相对位置的自动跟随装置、系统以及方法，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明解决的问题是能够精确确定人车相对位置的自动跟随装置，进而并保证车辆准确、稳定跟随移动。

为解决上述问题，本发明提供一种车辆自动跟随方法，在车体上装有三个车载蓝牙，包括以下步骤：获取车载蓝牙接收到蓝牙终端返回信号所花的时间；根据返回信号的传播速率，计算出车载蓝牙到蓝牙终端的距离参数；根据该距离参数定位所述蓝牙终端的空间位置信息；根据所述空间位置信息发送执行指令。

在获取车载蓝牙接收到蓝牙终端返回信号所花的时间之前还包括：预先设定跟随距离。

所述空间位置信息进一步包括：所述空间位置信息在所述车载蓝牙所在平面上的投影位置信息，以确定蓝牙终端的移动路径，以及蓝牙终端与所述车载蓝牙中心点之间的实际距离。

优选地，所述根据所述空间位置信息发送执行指令的步骤，进一步包括：判断所述投影位置信息是否在所述预先设定跟随距离之内；如果临界于该预先设定跟随距离，则发送加速或减速指令；如果所述投影位置信息远离该预先设定跟随距离，则发送制动并锁车指令，同时蓝牙终端发出震动和/或报警。

优选地，所述投影位置信息不在车辆正前方时，发送转向调整指令。

与现有技术相比，本发明在车体上装有三个车载蓝牙，通过获取各个车载蓝牙接收到蓝牙终端返回信号所花的时间；根据返回信号的传播速率，计算出车载蓝牙到蓝牙终端的距离参数；根据该距离参数定位所述蓝牙终端的空间位置信息；根据所述空间位置信息发送执行指令，从而实现人车相对距离的精确定位。也就是说，采用多点车载，一点人载的方式，通过计算处理，能够充分满足精确定位的需要，从而实现精确定位人车相对位置，以及距离的精确控制，始终保持车人距离在10米以内，进而保证车体准确、稳定跟随移动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例和现有技术中的技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种车辆自动跟随方法的流程图；

图2是本发明提供的一种车辆自动跟随方法的另一流程图；

图3是本发明提供的一种车辆自动跟随方法的原理示意图；

图4是本发明提供的一种车辆自动跟随系统的结构示意图；

图5是本发明提供的一种车辆自动跟随装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将接合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1所示，图1为本发明提供的一种车辆自动跟随方法的流程图。

本发明提供的一种车辆自动跟随方法，在车体上装有三个车载蓝牙11，首先，步骤11为获取各个车载蓝牙11接收到蓝牙终端10返回信号所花的时间；步骤12为根据返回信号的传播速率，计算出车载蓝牙11到蓝牙终端10的距离参数；步骤13为根据该距离参数定位所述蓝牙终端10的空间位置信息；步骤14为根据所述空间位置信息发送执行指令。

参考图2以及图3所示，图2是本发明提供的一种车辆自动跟随方法的原理示意图；图3是本发明提供的一种车辆自动跟随方法的原理示意图。

其中，以车体建立空间坐标，O为车体的中心位置，A1、A2、A3分别为位于车体上的蓝牙信号源，B为可以与所述蓝牙信号源(车载蓝牙11)进行数据交互的蓝牙终端10，蓝牙终端10收到来自车载蓝牙11发送的蓝牙信号后立即向车载蓝牙11发出返回信号，因为蓝牙终端10所述的空间位置与所述车载蓝牙11上的三个蓝牙信号源的距离不一致，所以返回信号的时间也不同，因此，需要根据该各个车载蓝牙11返回信号时间计算出各个车载蓝牙11到蓝牙终端10B的距离参数，即：A1B、A2B、A3B；根据该三个距离参数计算出蓝牙终端10B相对于车体中心点O的空间位置，进而对蓝牙终端10进行精确的定位，并根据该空间位置向执行装置发送执行指令。空间位置的计算公式，可实现的数学方法有多种，且为公知，所以此处不再赘述。

本发明的一种车辆自动跟随方法中采用蓝牙作为定位信息载体。其LSB位的计数周期是312.5us，即时钟频率为3.2kHz。完全能够满足及定位的需要。

该方法通过采用多点车载，一点人载的方式，通过计算处理，能够充分满足精确定位的需要，从而实现精确定位人车相对位置，以及距离的精确控制，始终保持车人距离在10米以内，进而保证车体准确、稳定跟随移动。

本发明可以通过在蓝牙终端10或车载蓝牙11上，根据具体需求来设置车体预定跟随的范围。所述空间位置信息进一步包括：所述空间位置信息在所述车载蓝牙11所在平面上的投影位置信息(b点)，以确定蓝牙终端10的移动路径，进而确定蓝牙终端10与所述车载蓝牙11之间的实际距离，也就是说，是从蓝牙终端10到车载蓝牙11默认的参照中心点的实际距离，即Ob的长度。

如图3所示的步骤142当所述投影位置信息临界于所述预先设定跟随距离也就是，如图中车体外围S2到S1的距离时(该距离可人为的通过终端蓝牙或者车体随机设定)，则向执行装置发送加速或减速指令；具体地，当投影位置信息略微大于所述预先设定跟随距离时；进行步骤143再判断所述投影位置信息是否位于车体正前方，如果是，则向执行装置发送加速指令，车体执行装置使车辆加速行驶，以达到预设的跟随距离内；反之，当投影位置信息略微小于所述预先设定跟随距离范围时，进行步骤143再判断所述投影位置信息是否位于车体正前方，如果是，则进行步骤145向执行装置发送减速指令，车体执行装置使车辆减速行驶，以达到预设的跟随距离内。

如果投影位置信息不在车体正前方，则进行步骤146向执行装置发送调整指令，执行装置调整车头位置，使蓝牙终端10的位置位于车头正前方，之后执行加速或减速指令的执行。

如图3所述步骤144所示，如果所述投影位置信息远离该预先设定跟随距离范围，则发送制动并锁车指令，同时蓝牙终端10发出震动和/或报警；具体地，当投影位置信息严重大于或小于所述预先设定跟随距离范围的上限值时，发送制动并锁车指令，执行装置根据该执行信息，对车体采取制动措施，并在制动完毕后进行锁车，于此同时，蓝牙终端10发出震动和/或报警信息。

所述投影位置信息，具体地，以车载蓝牙11信号所在平面(XY平面)为基面，通过连续定点蓝牙终端10信号所在空间位置坐标，在该基面上的投影位置b描绘个人终端移动路径。

由于蓝牙终端10的移动具有很大的随机性，以及定位的频率较高，而造成精确定位的实际路线会有较多的震荡，因此，需要采用模糊处理对车辆进行预计移动路线的调整，进而减少这方面的影响。对精确路径模糊处理后，通过车辆控制器控制车辆延该路径做跟随移动。

另外，当所述空间位置信息不在车辆正前方时，发送转向调整指令。当对于已确定个人信号终端空间位置不在车辆正前方时，定位及指令处理器通过车辆控制器控制电动车转向调整为正面向个人信号终端方向，调整角度为原理图中＜bOX。

也就是说，当以X轴的正方向为车体前进方向时，如果投影位置坐标x为负值，则判断蓝牙终端10位于所述车体的后方。如果x值为正，y值不为零时，终端位置在车前方偏移一定角度，x为负值y不为零时，终端在车后方偏移一定角度，这时需要根据投影位置到所述中心点的距离与所述X轴的夹角调整车头位置。投影位置坐标中，当且仅当X为正值且y为零时，蓝牙终端10所在位置在车正前方，则直接发送跟随指令。

本发明提供的一种车辆自动跟随方法，当超出预先设定的跟随范围或遇到障碍时，也就是说，执行装置进行执行加速或减速时，车辆不能正常根据执行指令继续移动，便说明车体前方出现障碍或者是车体自身出现驱动问题，这时执行装置需要对车体进行自动锁闭报警及向蓝牙终端10发出提醒等操作，从而保证车体的自身安全和路面交通安全，同时蓝牙终端10用户也可以获知车体的现存状态。

参考图4所示，图4是本发明提供的一种车辆自动跟随系统的结构图。

图4是本发明提供的一种车辆自动跟随系统，包括：至少三个车载蓝牙11、控制装置、执行装置以及蓝牙终端10；

其中，所述控制装置包括：获取单元，获取各个车载蓝牙11分别接收到蓝牙终端10返回信号所花的时间；处理单元，根据返回信号的传播速率，计算出各个车载蓝牙11分别到蓝牙终端10的距离参数；根据该距离参数，确定蓝牙终端10的空间位置信息，并根据所述空间位置信息向所述执行装置发出执行指令。

所述处理单元进一步包括：在所述蓝牙终端10或车辆上，预先设定跟随距离。当所述空间位置信息在所述车载蓝牙11所在平面上的投影位置信息，临界于所述预先设定跟随距离时，向所述执行装置发送加速或减速的指令；当所述投影位置信息远离该预先设定跟随距离范围时，则向所述执行装置发送制动并锁车指令，同时蓝牙终端10发出震动和/或报警。

另外，请参考图5所示，图5是本发明提供的一种车辆自动跟随装置的结构示意图。本发明还提供一种车辆自动跟随装置，包括：至少三个车载蓝牙、控制器、处理器、执行器以及蓝牙终端10；其中，控制器获取各个车载蓝牙分别接收到蓝牙终端返回信号所花的时间，根据该返回信号的传播速率，计算出各个车载蓝牙分别到蓝牙终端的距离参数；根据该距离参数，确定蓝牙终端的空间位置信息，并根据所述空间位置信息向所述执行装置发出执行指令。

该装置体积小巧安装方便，将个人通信终端(例如：各种手机、电脑、车钥匙等产品)作为蓝牙信号源，携带方便操作简单。通过蓝牙信号，实现高频率的精确定位。

目前灵活性极高的双轮同轴自平衡电动车已经上市，此类车辆驱动控制频率高达200HZ，最高时速不低于20公里，完全能够满足自动跟随车辆的机动性需要。本发明应用于该产品上，完全可以满足自动跟随的目的，为使用者提供了便利。

以上所述仅为本发明提供的一种车辆自动跟随系统、装置及方法的优选实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。该实施例中的部件数量并不局限于实施例中所采用的方式，任何在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种车辆自动跟随方法，其特征在于，在车体上装有三个车载蓝牙，之后包括以下步骤：

11.获取车载蓝牙接收到蓝牙终端返回信号所花的时间；

12.根据返回信号的传播速率，计算出车载蓝牙到蓝牙终端的距离参数；

13.根据该距离参数定位所述蓝牙终端的空间位置信息；

14.根据所述空间位置信息发送执行指令。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤11之前，进一步包括：预先设定跟随距离。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述空间位置信息进一步包括：所述空间位置信息在所述车载蓝牙所在平面上的投影位置信息，以确定蓝牙终端的移动路径，以及蓝牙终端与所述车载蓝牙中心点之间的实际距离。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤14进一步包括：

判断所述投影位置信息是否在所述预先设定跟随距离之内；如果临界于该预先设定跟随距离，则发送加速或减速指令；如果所述投影位置信息远离该预先设定跟随距离，则发送制动并锁车指令，同时蓝牙终端发出震动和/或报警。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述投影位置信息不在车辆正前方时，发送转向调整指令。

6.一种车辆自动跟随系统，其特征在于，包括：至少三个车载蓝牙、控制装置、执行装置以及蓝牙终端；

其中，所述控制装置包括：获取单元，获取各个车载蓝牙分别接收到蓝牙终端返回信号所花的时间；处理单元，根据返回信号的传播速率，计算出各个车载蓝牙分别到蓝牙终端的距离参数；根据该距离参数，确定蓝牙终端的空间位置信息，并根据所述空间位置信息向所述执行装置发出执行指令。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述处理单元进一步包括：在所述蓝牙终端或车辆上，预先设定跟随范围。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述处理单元进一步包括：当所述空间位置信息在所述车载蓝牙所在平面上的投影位置信息，临界于所述预先设定跟随距离的范围时，向所述执行装置发送加速或减速的指令；当所述投影位置信息远离该预先设定跟随距离范围时，则向所述执行装置发送制动并锁车指令，同时蓝牙终端发出震动和/或报警。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述处理单元进一步包括：所述空间位置信息不在车辆正前方时，向执行装置发送转向调整指令。

10.一种车辆自动跟随装置，其特征在于，包括：至少三个车载蓝牙、控制器、处理器、执行器以及蓝牙终端；其中，控制器获取各个车载蓝牙分别接收到蓝牙终端返回信号所花的时间，根据该返回信号的传播速率，计算出各个车载蓝牙分别到蓝牙终端的距离参数；根据该距离参数，确定蓝牙终端的空间位置信息，并根据所述空间位置信息向所述执行装置发出执行指令。

Images