CN105425832B - 一种自动追踪系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动控制技术领域，公开一种自动追踪系统，包括信号发射器和自动追踪行李车；自动追踪行李车包括车体、信号挡板、左右信号接收部件、中央控制器、左右驱动轮、左右驱动电机和一个或两个转向万向轮，左右信号接收部件分别连接中央控制器，中央控制器分别连接左右驱动电机；左右信号接收部件接收信号发射器发出的信号；中央控制器接收左右信号接收部件发出的信号并输出控制信号至左右驱动电机，调节左右驱动轮差速运动。本发明结构简单、设计合理、成本低、性能稳定，使用者随身携带信号发射器，将行李等放置在自动追踪行李车上，自动追踪行李车自动跟随使用者，从而减轻人们携带行李等的负担。

Description

一种自动追踪系统

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，具体涉及一种自动追踪系统。

背景技术

随着科学技术的进步，人们的双手不断得到解放，但在大家行走时，随身行李、书包等通常还是要自己拉着、背着，或通过手推车的方式来搬运，时间长了容量疲累。现有的自动追踪技术中，如导弹自动追踪技术价格昂贵，难以作为民用技术普及。而如中国专利CN201510344605.7虽然公开了一种基于机器人视觉系统和自动追踪系统的运输装置，其利用视觉识别锁定目标物与自身位置，在人多的场合中，现有视觉识别技术容易出错、故障，难以保证在整个运输过程中锁定目标物，且该装置结构复杂、成本太高，难以普及应用。因此，亟需开发一种成本低、性能稳定的自动追踪系统。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供了一种自动追踪系统。

本发明为实现上述目的，采取以下技术方案予以实现：

一种自动追踪系统，包括信号发射器和自动追踪行李车；所述自动追踪行李车包括车体、设置在车体中轴线上的信号挡板、分别设置在信号挡板两侧的左右信号接收部件、中央控制器、左右驱动轮、分别驱动左右驱动轮的左右驱动电机和一个或两个转向万向轮，所述左右信号接收部件分别连接中央控制器，所述中央控制器分别连接左右驱动电机；所述左右信号接收部件用于接收信号发射器发出的信号；所述中央控制器用于接收左右信号接收部件发出的信号并输出控制信号至左右驱动电机，调节左右驱动轮差速运动。

优选地，所述自动追踪行李车还包括用于屏蔽车体两侧或两侧与后方干扰信号的左右信号挡板。

优选地，所述中央控制器包括第一电源、第一电子开关和第二电子开关，所述第一电子开关和第二电子开关均连接第一电源；所述第一电子开关分别连接右信号接收部件与左驱动电机；所述第二电子开关分别连接左信号接收部件与右驱动电机。

优选地，所述左右信号接收部件设有触发阀值A；

当左信号接收部件接收到的信号强度大于等于触发阀值A，右信号接收部件接收到的信号强度低于触发阀值A时，左信号接收部件对第二电子开关输出高电平，右信号接收部件对第一电子开关输出低电平；第一电子开关切断第一电源与左驱动电机的连接，第二电子开关控制右驱动电机接通第一电源，自动追踪行李车向左偏转；

当右信号接收部件接收到的信号强度大于等于触发阀值A，左信号接收部件接收到的信号强度低于触发阀值A时，右信号接收部件对第一电子开关输出高电平，左信号接收部件对第二电子开关输出低电平；第一电子开关控制左驱动电机接通第一电源，第二电子开关切断第一电源与右驱动电机的连接，自动追踪行李车向右偏转；

当左右信号接收部件接收到的信号强度均大于等于触发阀值A时，左信号接收部件对第二电子开关输出高电平，右信号接收部件对第一电子开关输出高电平；第一电子开关控制左驱动电机接通第一电源，第二电子开关控制右驱动电机接通第一电源，自动追踪行李车向前运动。

优选地，当左信号接收部件接收到的信号强度与右信号接收部件接收到的信号强度之比大于设定值时，中央控制器控制右驱动轮速度大于左驱动轮，自动追踪行李车向左偏转；

当右信号接收部件接收到的信号强度与左信号接收部件接收到的信号强度之比大于设定值时，中央控制器控制左驱动轮速度大于右驱动轮，自动追踪行李车向右偏转；

当左右信号接收部件接收到的信号强度之比不超过设定值时，中央控制器控制左右驱动轮同速向前运动。

优选地，所述自动追踪行李车还设有与中央控制器连接的低灵敏度接收部件，所述低灵敏度接收部件设置有当信号发射器与低灵敏度接收部件距离小于等于设定值时即会触发的触发阀值B；当低灵敏度接收部件接收到的信号强度大于等于触发阀值B时，低灵敏度接收部件向中央控制器输出止动信号，中央控制器切断左右驱动电机与第一电源的连接。

实际使用中，触发阀值B为触发阀值A的至少两倍。

低灵敏度接收部件安装在自动追踪行李车上不会被车身其它部位阻挡信号的地方。这样的话，当自动追踪行李车距离信号发射器很近时，由于信号强度比较大(大于等于触发阀值B)，低灵敏度接收部件向中央控制器输出止动信号，左右驱动电机停止运动，自动追踪行李车停止前进，避免碰撞到持有信号发射器的人。

优选地，所述信号接收部件和低灵敏度接收部件均为红外线接收头；所述信号发射器发射的信号是红外光。

优选地，所述信号发射器包括依次连接的第二电源、震动检测延时开关和信号发射模块。信号发射模块是否发射信号受控于震动检测延时开关。当携带信号发射器的人走路时，震动检测延时开关因受震动而启动信号发射模块向外发射信号。震动检测延时开关能够设定静止时间，当信号发射器超过该静止时间不受震动时，则震动检测延时开关断开信号发射模块与第二电源的连接，信号发射模块停止向外发射信号。

信号发射器也可以是带有红外线发射功能的手机等设备。

优选地，所述车体设有水平安装平板，所述信号挡板和左右信号挡板均垂直固定在水平安装平板上表面，所述左右信号挡板分别与信号挡板形成不超过90°的夹角。更优选地，左右信号挡板分别与信号挡板形成45°的夹角。

信号挡板和左右信号挡板的安装位置最好具备屏蔽下方干扰信号的作用，即，水平安装平板最好具备信号挡板的作用。

优选地，所述左右信号接收部件均设置在水平安装平板上方，且相对于信号挡板对称设置；所述左右信号接收部件分别设置在靠近左右信号挡板与信号挡板连接处的位置。

优选地，所述自动追踪行李车还设有与中央控制器连接的接近检测开关，所述接近检测开关设置在自动追踪行李车车头；当接近检测开关检测到前方障碍物距离小于等于目标值时，接近检测开关向中央控制器输出止动信号，左右驱动电机停止运动，自动追踪行李车停止前进，避免碰撞到障碍物。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明结构简单、设计合理、成本低、性能稳定，使用者随身携带信号发射器，将行李等放置在自动追踪行李车上，自动追踪行李车自动跟随使用者，从而减轻人们携带行李等的负担。本发明在人多的场合使用，也能精准识别、跟踪，性能稳定、精度高。

附图说明

图1是本发明一种自动追踪系统的结构示意图；

图2是本发明信号发射器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例来对本发明作进一步的说明。

参见图1～2：一种自动追踪系统，包括信号发射器1和自动追踪行李车。自动追踪行李车包括车体2、设置在车体2中轴线上的信号挡板3、分别设置在信号挡板3两侧的左右信号接收部件4、5、用于屏蔽车体2两侧或两侧与后方干扰信号的左右信号挡板6、7、中央控制器8、左右驱动轮9、10、分别驱动左右驱动轮的左右驱动电机11、12和一个或两个转向万向轮。本实施例中设有两个转向万向轮13、14，分别设置在车体2前部两侧；左右驱动轮9、10设在车体2后部两侧。左右信号接收部件4、5分别连接中央控制器8，中央控制器8分别连接左右驱动电机11、12。左右信号接收部件4、5用于接收信号发射器1发出的信号。中央控制器8用于接收左右信号接收部件4、5发出的信号并输出控制信号至左右驱动电机11、12，调节左右驱动轮9、10差速运动。

作为本发明的优选方案之一：

信号接收部件4、5为红外线接收头，信号发射器1发射的信号是红外光。

中央控制器8包括第一电源81、第一电子开关82和第二电子开关83。第一电子开关82和第二电子开关83均连接第一电源81。第一电子开关82分别连接右信号接收部件5与左驱动电机11，第二电子开关83分别连接左信号接收部件4与右驱动电机12。电子开关接收到信号接收部件输出的高电平，则驱动电机接通第一电源；电子开关接收到信号输出部件输出的低电平，则断开驱动电机与第一电源的连接。

左右信号接收部件4、5设有触发阀值A(市面购买的红外线接收头即设有固定的触发阀值，将其视为触发阀值A)；

当信号发射器1在自动追踪行李车左前方时，由于信号挡板3对信号的阻挡作用，左信号接收部件4接收到的信号远远强于右信号接收部件5接收到的信号。左信号接收部件4接收到的信号强度大于等于触发阀值A，右信号接收部件5接收到的信号强度低于触发阀值A。此时，左信号接收部件4对第二电子开关83输出高电平，右信号接收部件5对第一电子开关82输出低电平；第一电子开关82断开左驱动电机11与第一电源81的连接，第二电子开关83控制右驱动电机12接通第一电源81，自动追踪行李车向左偏转；

当信号发射器1在自动追踪行李车右前方时，由于信号挡板3对信号的阻挡作用，右信号接收部件5接收到的信号远远强于左信号接收部件4接收到的信号。右信号接收部件5接收到的信号强度大于等于触发阀值A，左信号接收部件4接收到的信号强度低于触发阀值A。此时，右信号接收部件5对第一电子开关82输出高电平，左信号接收部件4对第二电子开关83输出低电平；第一电子开关82控制左驱动电机11接通第一电源81，第二电子开关83断开右驱动电机12与第一电源81的连接，自动追踪行李车向右偏转；

当信号发射器1在自动追踪行李车正前方时，左右信号接收部件接收到的信号强度均大于等于触发阀值A时，左信号接收部件对第二电子开关输出高电平，右信号接收部件对第一电子开关输出高电平；第一电子开关控制左驱动电机接通第一电源，第二电子开关控制右驱动电机接通第一电源，自动追踪行李车向前运动。

作为本发明的优选方案之二：

当信号发射器1在自动追踪行李车左前方时，由于信号挡板3对信号的阻挡作用，左信号接收部件4接收到的信号强度比右信号接收部件5接收到的信号强度大，中央控制器8控制右驱动轮10速度大于左驱动轮9，自动追踪行李车向左偏转；

当信号发射器1在自动追踪行李车右前方时，由于信号挡板3对信号的阻挡作用，右信号接收部件5接收到的信号强度比左信号接收部件4接收到的信号强度大，中央控制器8控制左驱动轮9速度大于右驱动轮10，自动追踪行李车向右偏转；

当左右信号接收部件4、5接收到的信号强度相同时，中央控制器8控制左右驱动轮9、10同速向前运动。

作为本发明的优选方案之三：

当信号发射器1在自动追踪行李车左前方时，由于信号挡板3对信号的阻挡作用，左信号接收部件4接收到的信号强度与右信号接收部件5接收到的信号强度之比大于设定值时，中央控制器8控制右驱动轮10速度大于左驱动轮9，自动追踪行李车向左偏转；

当信号发射器1在自动追踪行李车右前方时，由于信号挡板3对信号的阻挡作用，右信号接收部件5接收到的信号强度与左信号接收部件4接收到的信号强度之比大于设定值时，中央控制器8控制左驱动轮9速度大于右驱动轮10，自动追踪行李车向右偏转；

当左右信号接收部件4、5接收到的信号强度之比不超过设定值时，中央控制器8控制左右驱动轮9、10同速向前运动。

自动追踪行李车还可以设有与中央控制器8连接的低灵敏度接收部件15，低灵敏度接收部件15设置有当信号发射器与低灵敏度接收部件距离小于等于设定值时即会触发的触发阀值B；当低灵敏度接收部件接收到的信号强度大于等于触发阀值B时，低灵敏度接收部件向中央控制器输出止动信号，中央控制器切断左右驱动电机与第一电源的连接，自动追踪行李车停止前进。实际使用中，触发阀值B为触发阀值A的至少两倍。

低灵敏度接收部件15安装在自动追踪行李车上不会被车身其它部位阻挡信号的地方。这样的话，当自动追踪行李车距离信号发射器1很近时，由于信号强度比较大(大于等于触发阀值B)，低灵敏度接收部件15向中央控制器8输出止动信号，左右驱动电机11、12停止运动，自动追踪行李车停止前进，避免碰撞到持有信号发射器1的人。

如图2所示，信号发射器1包括依次连接的第二电源18、震动检测延时开关19和信号发射模块20。信号发射模块20是否发射信号受控于震动检测延时开关19。当携带信号发射器1的人走路时，震动检测延时开关19因受震动而启动信号发射模块20向外发射信号。震动检测延时开关19能够设定静止时间，当信号发射器1超过该静止时间不受震动时，则震动检测延时开关19断开信号发射模块20与第二电源18的连接，信号发射模块20停止向外发射信号。信号发射器也可以是带有红外线发射功能的手机等设备。

车体1设有水平安装平板16，信号挡板3和左右信号挡板6、7均垂直固定在水平安装平板16上表面，左右信号挡板6、7分别与信号挡板3形成不超过90°的夹角。本实施例中优选为45°夹角。

信号挡板和左右信号挡板的安装位置最好具备屏蔽下方干扰信号的作用，即，水平安装平板最好具备信号挡板的作用。

左右信号接收部件4、5均设置在水平安装平板16上方，且相对于信号挡板3对称设置。左右信号接收部件4、5可以紧贴水平安装平板16，也可以留有一定间隙。

左右信号接收部件4、5分别设置在靠近左右信号挡板6、7与信号挡板3连接处的位置。所谓的靠近包括直接接触或留存少许间隙两种情况。

自动追踪行李车还可以设有与中央控制器8连接的接近检测开关17。接近检测开关17设置在自动追踪行李车车头。当接近检测开关17检测到前方障碍物距离小于等于目标值时，接近检测开关17向中央控制器8输出止动信号，左右驱动电机11、12停止运动，自动追踪行李车停止前进，避免碰撞到障碍物。

本发明结构简单、设计合理、成本低、性能稳定，使用者随身携带信号发射器，将行李等放置在自动追踪行李车上，自动追踪行李车自动跟随使用者，从而减轻人们携带行李等的负担。本发明在人多的场合使用，也能精准识别、跟踪，性能稳定、精度高。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种自动追踪系统，其特征在于，包括信号发射器和自动追踪行李车；所述自动追踪行李车包括车体、设置在车体中轴线上的信号挡板、分别设置在信号挡板两侧的左右信号接收部件、中央控制器、左右驱动轮、分别驱动左右驱动轮的左右驱动电机和一个或两个转向万向轮，所述左右信号接收部件分别连接中央控制器，所述中央控制器分别连接左右驱动电机；所述左右信号接收部件用于接收信号发射器发出的信号；所述中央控制器用于接收左右信号接收部件发出的信号并输出控制信号至左右驱动电机，调节左右驱动轮差速运动；

所述中央控制器包括第一电源、第一电子开关和第二电子开关，所述第一电子开关和第二电子开关均连接第一电源；所述第一电子开关分别连接右信号接收部件与左驱动电机；所述第二电子开关分别连接左信号接收部件与右驱动电机；

所述左右信号接收部件设有触发阀值A；

当左信号接收部件接收到的信号强度大于等于触发阀值A，右信号接收部件接收到的信号强度低于触发阀值A时，左信号接收部件对第二电子开关输出高电平，右信号接收部件对第一电子开关输出低电平；第一电子开关切断第一电源与左驱动电机的连接，第二电子开关控制右驱动电机接通第一电源，自动追踪行李车向左偏转；

当右信号接收部件接收到的信号强度大于等于触发阀值A，左信号接收部件接收到的信号强度低于触发阀值A时，右信号接收部件对第一电子开关输出高电平，左信号接收部件对第二电子开关输出低电平；第一电子开关控制左驱动电机接通第一电源，第二电子开关切断第一电源与右驱动电机的连接，自动追踪行李车向右偏转；

当左右信号接收部件接收到的信号强度均大于等于触发阀值A时，左信号接收部件对第二电子开关输出高电平，右信号接收部件对第一电子开关输出高电平；第一电子开关控制左驱动电机接通第一电源，第二电子开关控制右驱动电机接通第一电源，自动追踪行李车向前运动。

2.根据权利要求1所述的一种自动追踪系统，其特征在于，所述自动追踪行李车还包括用于屏蔽车体两侧或两侧与后方干扰信号的左右信号挡板。

3.根据权利要求1所述的一种自动追踪系统，其特征在于，所述自动追踪行李车还设有与中央控制器连接的低灵敏度接收部件，所述低灵敏度接收部件设置有当信号发射器与低灵敏度接收部件距离小于等于设定值时即会触发的触发阀值B；当低灵敏度接收部件接收到的信号强度大于等于触发阀值B时，低灵敏度接收部件向中央控制器输出止动信号，中央控制器切断左右驱动电机与第一电源的连接。

4.根据权利要求3所述的一种自动追踪系统，其特征在于，所述信号接收部件和低灵敏度接收部件均为红外线接收头；所述信号发射器发射的信号是红外光。

5.根据权利要求1或2所述的一种自动追踪系统，其特征在于，所述信号发射器包括依次连接的第二电源、震动检测延时开关和信号发射模块。

6.根据权利要求1或2所述的一种自动追踪系统，其特征在于，所述车体设有水平安装平板，所述信号挡板和左右信号挡板均垂直固定在水平安装平板上表面，所述左右信号挡板分别与信号挡板形成不超过90°的夹角。

7.根据权利要求6所述的一种自动追踪系统，其特征在于，所述左右信号接收部件均设置在水平安装平板上方，且相对于信号挡板对称设置；所述左右信号接收部件分别设置在靠近左右信号挡板与信号挡板连接处的位置。