CN105717927A - 承载装置及用于所述承载装置的控制方法 - Google Patents

承载装置及用于所述承载装置的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种承载装置及用于所述承载装置的控制方法。其中该承载装置包括装置本体和设置于所述装置本体的底部、能够朝多方向移动的运动机构，且所述承载装置还包括：跟随物信息检测器，设置于所述装置本体上，用于采集所述装置本体的前方区域物体的物体信息；动力机构，与所述运动机构连接，用于驱动所述运动机构的移动；控制机构，用于根据所述物体信息，确定目标跟随物的位置，向所述动力机构输出控制指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动。本发明所述承载装置能够识别目标跟随物，具备完全自主行走能力，跟随目标跟随物行走。

Description

承载装置及用于所述承载装置的控制方法
技术领域
本发明涉及智能控制技术领域，尤其是指一种承载装置及用于所述承载装置的控制方法。
背景技术
通常，人们外出购物、出差旅行时需要携带箱包或推车，该些日常使用的箱包和推车多为手提或拉杆式，需要使用者行走过程中手拎或者拉动，使用时耗费体力，较为不便。若箱包或者推车能够自动跟随外出出行人员，则能够解放出行人员的双手，大大提高便利性。
发明内容
本发明提供一种承载装置及用于所述承载装置的控制方法，能够识别使用用户，自动跟随使用用户行走。
本发明提供一种承载装置，其中，包括装置本体和设置于所述装置本体的底部、能够朝多方向移动的运动机构，且所述承载装置还包括：
跟随物信息检测器，设置于所述装置本体上，用于采集所述装置本体的前方区域物体的物体信息；
动力机构，与所述运动机构连接，用于驱动所述运动机构的移动；
控制机构，用于根据所述物体信息，确定目标跟随物的位置，向所述动力机构输出控制指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动。
优选地，上述所述的承载装置，其中，所述跟随物信息检测器包括：
距离传感器，用于获取所述装置本体的前方区域物体的距离信号；
其中所述控制机构包括第一控制器，用于根据所述距离信号，确定目标跟随物的位置。
优选地，上述所述的承载装置，其中，所述跟随物信息检测器包括：
距离传感器，用于获取所述装置本体的前方区域物体的距离信号；
图像采集结构，用于获取前方区域物体的当前图像；
其中所述控制机构包括第二控制器，用于根据所述距离信号和所述当前图像，确定目标跟随物的位置。
优选地，上述所述的承载装置，其中，所述运动机构包括多个麦克纳姆轮。
优选地，上述所述的承载装置，其中，所述动力机构包括轮毂电机和与所述轮毂电机连接的驱动器，其中所述轮毂电机与所述麦克纳姆轮连接，所述驱动器与所述控制机构连接。
优选地，上述所述的承载装置，其中，所述距离传感器为超声波传感器。
优选地，上述所述的承载装置，其中，所述控制机构通过RS232接口与所述距离传感器连接。
优选地，上述所述的承载装置，其中，所述控制机构通过USB接口与所述图像采集结构连接。
优选地，上述所述的承载装置，其中，所述装置本体包括用于承载物体的容纳空间。
本发明另一方面还提供一种用于如上任一项所述承载装置的控制方法，其中，所述控制方法包括：
获取所述跟随物信息检测器所采集的所述物体信息；
根据所述物体信息，确定目标跟随物的位置，向所述动力机构输出控制指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动。
优选地，上述所述的控制方法，其中，当所述跟随物信息检测器包括距离传感器时，所述根据所述物体信息，确定目标跟随物的位置，向所述动力机构输出控制指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动的步骤包括：
根据所述距离传感器所采集的所述装置本体的前方区域物体的距离信号，进行物体轮廓特征模拟，将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据匹配结果确定目标跟随物的当前方位；
判断所述当前方位是否位于预设跟随范围内，当判断结果为否时，向所述动力机构输出运动状态调整指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动。
优选地，上述所述的控制方法，其中，所述将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据区配结果确定目标跟随物的当前方位的步骤包括：
判断模拟获得的其中一物体的轮廓特征是否与目标跟随物的预存模型相对应，当判断结果为是时，确定与目标跟随物的预存模型相对应轮廓特征为目标计算轮廓；计算所述目标计算轮廓的中心点相对于所述距离传感器之间的距离和角度，确定为目标跟随物的所述当前方位；
当判断结果为否时，确定目标跟随物的当前方位位于预设跟随范围之外。
优选地，上述所述的控制方法，其中，所述向所述动力机构输出运动状态调整指令的步骤包括：
向所述动力机构输出移动速度调整指令和/或转动方向调整指令。
优选地，上述所述的控制方法，其中，在所述判断所述当前方位是否位于预设跟随范围内的步骤中，当判断所述当前方位是位于所述预设跟随范围内时，所述控制方法还包括：
根据所述当前方位，判断当前目标跟随物的距离是否小于预设数值，当判断结果为是时，向所述动力机构输出跟随停止指令。
优选地，上述所述的控制方法，其中，当所述跟随物信息检测器包括距离传感器和图像采集结构时，所述获取所述跟随物信息检测器所采集的所述物体信息的步骤包括：
获取所述距离传感器所采集的前方区域检测物的第一距离信号和所述图像采集结构所采集的前方区域物体的当前图像；
其中，所述根据所述物体信息，确定目标跟随物的位置，向所述动力机构输出控制指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动的步骤包括：
根据所述第一距离信号进行物体轮廓特征模拟，将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据匹配结果确定目标跟随物的当前方位；
当所述当前方位是位于预设跟随范围内时，则将所述当前图像与目标跟随物的预存图像信息进行匹配，确定所述当前图像中是否存在所述预存图像信息；
当确定所述当前图像中未存在所述预存图像以及所述当前方位未位于所述预设跟随范围内时，向所述动力机构输出运动状态调整指令。
优选地，上述所述的控制方法，其中，所述将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据区配结果确定目标跟随物的当前方位的步骤包括：
判断模拟获得的其中一物体的轮廓特征是否与目标跟随物的预存模型相对应，当判断结果为是时，确定与目标跟随物的预存模型相对应轮廓特征为目标计算轮廓；计算所述目标计算轮廓的中心点相对于所述距离传感器之间的距离和角度，确定为目标跟随物的所述当前方位；
当判断结果为否时，确定目标跟随物的当前方位位于预设跟随范围之外。
优选地，上述所述的控制方法，其中，所述向所述动力机构输出运动状态调整指令的步骤包括：
向所述动力机构输出移动速度调整指令和/或转动方向调整指令。
优选地，上述所述的控制方法，其中，在所述获取所述距离传感器所采集的前方区域物体的第一距离信号和所述图像采集结构所采集的前方区域物体的当前图像的步骤之前，所述控制方法还包括：
接收一开启指令；
根据所述开启指令，获取所述距离传感器所采集的位于前方区域的目标跟随物的第二距离信号；
根据所述第二距离信号进行特征模拟，获得所述预存模型并保存。
优选地，上述所述的控制方法，其中，在所述根据所述第二距离信号进行特征模拟，获得所述预存模型并保存的步骤之后，所述控制方法还包括：
向所述动力机构输出转动方向调整指令，使所述运动机构转动方向，所述图像采集结构朝向目标跟随物，并采集目标跟随物的图像信息，保存为所述预存图像信息。
优选地，上述所述的控制方法，其中，在采集目标跟随物的图像信息的步骤之后，所述控制方法还包括：
判断是否已存在保存图像，在判断结果为是时，删除已保存图像后，将当前所采集的图像信息，保存为所述预存图像信息。
优选地，上述所述的控制方法，其中，在所述判断所述当前方位是否位于预设跟随范围内的步骤中，当判断所述当前方位是位于所述预设跟随范围内时，所述控制方法还包括：
根据所述当前方位，判断当前目标跟随物的距离是否小于预设数值，当判断结果为是时，向所述动力机构输出跟随停止指令。
本发明具体实施例上述技术方案中的至少一个具有以下有益效果：
通过设置能够实现朝多方向(横向、斜向等多角度)直接移动的运动机构，利用跟随物信息检测器检测装置本体的前方区域物体的物体信息，控制机构能够根据跟随物信息检测器确定目标跟随物的位置，使动力机构控制运动机构朝目标跟随物的方向移动，并跟随目标跟随物移动，从而使承载装置能够识别目标跟随物，具备完全自主行走能力，跟随目标跟随物行走。
附图说明
图1为本发明所述承载装置的一种实施例的外观结构示意图；
图2为本发明所述承载装置第一实施例的电路结构示意图；
图3为本发明所述承载装置第二实施例的电路结构示意图；
图4为采用第一实施例的电路结构的控制方法流程图；
图5为采用第二实施例的电路结构的控制方法流程图。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例提供一种承载装置，包括装置本体和设置于装置本体的底部、能够朝多方向移动的运动机构，且该承载装置还包括:
跟随物信息检测器，设置于装置本体上，用于采集装置本体的前方区域物体的物体信息；
动力机构，与运动机构连接，用于驱动运动机构的移动；
控制机构，用于获取物体信息，确定目标跟随物的位置，向动力机构输出控制指令，使运动机构带动装置本体跟随目标跟随物移动。
上述结构的承载装置，通过设置能够实现朝多方向(横向、斜向等多角度)直接移动的运动机构，利用跟随物信息检测器检测装置本体的前方区域物体的物体信息，控制机构能够根据跟随物信息检测器确定目标跟随物的位置，使动力机构控制运动机构朝目标跟随物的方向移动，并跟随目标跟随物移动，从而使承载装置能够识别目标跟随物，具备完全自主行走能力，跟随目标跟随物行走。
本发明具体实施例所述承载装置中，上述能够朝多方向移动的运动机构、跟随物信息检测器、动力机构和控制机构该几部分结构的组合是使承载装置识别目标跟随物，自动跟随目标跟随物行走的技术关键。
另一方面，本发明所述承载装置可以包括用于承载物体的容纳空间，用于装载物体同时跟随行走，该承载装置可以为箱包、行李箱、手推车等外出购物、旅行用品。
以下将以本发明所述承载装置为行李箱进行举例，说明能够实现自动跟随功能的承载装置的具体结构。
图1所示为本发明所述承载装置的一种实施例的外观结构示意图。参阅图1，所述承载装置包括：
装置本体100，也即行李箱的箱体，包括用于承载物体的容纳空间；
运动机构，设置于装置本体100的底部，本发明实施例中，运动机构包括多个麦克纳姆轮110。麦克纳姆轮包括多个在轮缘上斜向分布的小滚子，利用各个小滚子的转动方向和速度，最终合成为在任一方向上产生的合力矢量从而保证整个装置在最终的合力矢量的方向上能够自由地移动，而不用改变与各个小滚子相连接的机轮自身的方向。利用上述原理，麦克纳姆轮能够实现前行、横移、斜行、旋转及其组合等全方位移动，因此，在将麦克纳姆轮安装于本发明所述承载装置的装置本体100的底部时，无需改变装置本体100的自身方向，即能够实现多个方向的全方位移动。
另外，为保证装置本体100利用麦克纳姆轮实现全方位的平稳移动，所设置麦克纳姆轮110的数量为至少四个。
另一方面，本发明实施例所述承载装置中，所述装置本体100还包括设置于顶部的拉杆120，以方便人工推拉使用时的方便。
进一步地，如图2和图3所示，本发明所述承载装置还包括：
跟随物信息检测器，设置于所述装置本体100上，用于采集装置100本体的前方区域物体的物体信息；具体地，该跟随物信息检测器可以设置于如图1所示箱体式装置本体100的第一端面130，该第一端面130形成为装置本体100跟随目标跟随物移动时的前端面，也即朝向目标跟随物的端面；
动力机构，与运动机构连接，也即本实施例中与多个麦克纳姆轮相连接，用于驱动麦克纳姆轮的移动；具体地，该动力机构可以设置于装置本体100的底部、靠近麦克纳姆轮的位置；
控制机构，用于获取跟随物信息检测器所检测的物体信息，确定目标跟随物的位置，向动力机构输出控制指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动；具体地，该控制机构可以包括与上述动力机构连接的控制芯片，设置于装置本体100上。
如图2所示，本发明所述承载装置的其中一种实施例中，上述跟随物信息检测器包括：
距离传感器，用于获取所述装置本体的前方区域物体的距离信号；
其中所述控制机构包括第一控制器，用于根据所述距离信号，确定目标跟随物的位置。
具体地，所述距离传感器可以为超声波传感器，且超声波传感器的数量可以为多个，设置于不同位置，其中第一控制器根据超声波传感器所获得的距离信号，确定目标跟随物的位置。
另外，该实施例中，所述动力机构包括轮毂电机和与所述轮毂电机连接的驱动器，其中轮毂电机与图1所示的麦克纳姆轮110连接，驱动器与控制机构连接；本实施例中，驱动器与第一控制器连接，且可以通过RS485接口或者以太网与第一控制器相连接，轮毂电机可以安装在麦克纳姆轮110的轮毂内部，以达到节约空间的目的。
具体地，本实施例中，控制机构也即第一控制器通过RS232接口与超声波传感器连接，用于保证第一控制器与超声波传感器之间数据传输的传输速率及准确性。
在上述实施例中，控制机构所包括的第一控制器可以为一控制芯片，通过获取超声波传感器所检测的距离信号，确定目标跟随物的位置，之后根据所确定的目标跟随物的位置，向动力机构的驱动器输出控制指令，进一步使驱动器产生速度调整指令和/或转动方向调整指令，输出至轮毂电机，从而控制麦克纳姆轮110的转速和/或移动方向变化，以与目标跟随物的移动同步，能够自动跟随行走。
进一步，本发明所述承载装置还提供另一种电路实施结构。如图3所示，本发明所述承载装置的另一种实施例中，上述跟随物信息检测器包括：
距离传感器，用于获取所述装置本体的前方区域物体的距离信号；
图像采集结构，用于获取前方区域物体的当前图像；
其中所述控制机构包括第二控制器，用于根据所述距离信号和所述当前图像，确定目标跟随物的位置。
具体地，所述距离传感器可以为超声波传感器，且超声波传感器的数量可以为多个，设置于不同位置，图像采集结构可以为摄像头，其中第二控制器根据超声波传感器所获得的距离信号和摄像头所采集的当前图像，确定目标跟随物的位置。
另外，与上述实施例相同，该实施例中，所述动力机构包括轮毂电机和与所述轮毂电机连接的驱动器，其中轮毂电机与图1所示的麦克纳姆轮110连接，驱动器与控制机构连接；本实施例中，驱动器与第二控制器连接，且可以通过RS485接口或者以太网与第二控制器相连接，轮毂电机可以安装在麦克纳姆轮110的轮毂内部，以达到节约空间的目的。
具体地，本实施例中，控制机构也即第二控制器通过RS232接口与超声波传感器连接，通过USB接口与摄像头连接，该第二控制器与超声波传感器和摄像头之间的连接方式能够保证各采集数据的传输速率及准确性。
同样，在本实施例中，控制机构所包括的第二控制器也可以为一控制芯片，通过获取超声波传感器所检测的距离信号和摄像头所采集的当前图像，确定目标跟随物的位置，之后根据所确定的目标跟随物的位置，向动力机构的驱动器输出控制指令，进一步使驱动器产生速度调整指令和/或转动方向调整指令，输出至轮毂电机，从而控制麦克纳姆轮110的转速和/或移动方向变化，以与目标跟随物的移动同步，能够自动跟随行走。
此外，上述所述承载装置的第一实施例和第二实施例的电路控制结构中，较佳地，控制机构、轮毂电机和驱动器设置于装置本体100的底部，且装置本体100的底部还设置有电源，为各电子结构件提供电能。
以下将对本发明实施例所述承载装置采用以上两种实施例的控制电路结构时的具体控制方法进行详细描述。
所述承载装置采用图2所示第一实施例的控制电路结构时，根据物体信息确定目标跟随物的位置，向动力机构输出控制指令，使运动机构带动装置本体跟随目标跟随物移动的具体方法包括以下步骤，如图4所示：
S410，获取距离传感器(也即为超声波传感器)所采集的装置本体100的前方区域物体的距离信号；
具体地，多个超声波传感器向装置本体100的前方区域发射超声波信号，且所发射超声波信号为多束，朝向不同方向，不同位置，之后接收超声波信号被前方区域物体反射后的反射超声波信号，因此该距离信号包括多个反射超声波信号。
S420，根据所接收的距离信号，进行物体轮廓特征模拟；
具体地，可以理解的是，超声波信号经同一物体反射后具有相同的特征，在获取反射超声波信号的信号数据之后，利用中值滤波算法滤除掉反射超声波的信号数据中的杂质数据点，之后对去除杂质数据点的反射超声波的信号数据进行处理，利用最近邻算法进行聚类分析，将反射超声波的信号数据的数据点进行分类，可以模拟出反射超声波信号的物体轮廓。
S430，将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据匹配结果确定目标跟随物的当前方位；可以理解的是，不同物体的外形轮廓不相同，当承载装置为行李箱时，根据通常行李箱的高度，设置于行李箱上的超声波传感器能够发射超声波信号至腿部位置，而不同使用者的腿型各有不同；本发明所述承载装置中，通过对目标跟随物的预存模型进行存储，也即预存行李箱使用者的腿部外形轮廓图形，且存储为控制器所能够读取的格式，当将模拟获得的各物体的轮廓特征与该预存模型进行匹配时，与预存模型中所展示的外形轮廓相一致的物体轮廓即为行李箱所跟随的使用者的腿部轮廓，确定为目标计算轮廓；之后利用与目标计算轮廓相对应的反射超声波信号的被接收时间和发射时间之间的差值以及超声波信号的传输速度，计算目标计算轮廓的中心点相对于超声波传感器之间的距离和角度，确定为目标跟随物的当前方位；
基于以上，具体地，该步骤包括：
判断模拟获得的其中一物体的轮廓特征是否与目标跟随物的预存模型相对应，当判断结果为是时，确定与目标跟随物的预存模型相对应轮廓特征为目标计算轮廓；计算所述目标计算轮廓的中心点相对于所述距离传感器之间的距离和角度，确定为目标跟随物的所述当前方位；
当判断结果为否时，确定目标跟随物的当前方位位于预设跟随范围之外。
S440，根据所述当前方位，向动力机构输出运动状态调整指令；
具体包括：
当确定目标跟随物的当前方位位于预设跟随范围之外时，先向动力机构输出转动方向调整指令，同时超声波传感器持续向装置本体100的前方区域发射超声波信号，第一控制器根据所接收的距离信号，进行物体轮廓特征模拟，且将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，直至模拟获得的物体外形轮廓中存在与预存模型相匹配一致的外形轮廓，确定已搜索到目标跟随物，使目标跟随物位于预设跟随范围之内；
当确定目标跟随物的当前方位与装置本体100之间的距离大于预设跟随范围所设定的距离范围时，向动力机构输出移动速度提高指令，使麦克纳姆轮110的转动速度提高，装置本体100与目标跟随物之间的距离进入预设跟随范围之内；
当确定目标跟随物的当前方位与装置本体100之间的距离小于预设数值时，或者当判断目标跟随物的当前移动速度小于预设速度时，向动力机构输出移动速度降低指令或者跟随停止指令，使装置本体100与目标跟随物之间的距离保持稳定在预定范围之内，或者随着目标跟随物的停止而停止。
上述第一实施例的电路结构的控制方法，提供一种与现有技术不同的目标跟随物识别方法，通过采用超声波测距技术，并利用多个超声波传感器相融合的方法，统计多个超声波传感器的距离信号，进行跟踪物外形轮廓模拟，通过与目标跟随物的预存模型进行匹配，用于识别出目标跟随物，使承载装置能够跟随特定的目标跟随物，且跟踪更加准确有效。
此外，采用上述第一实施例的电路结构的控制方法，在使用前，可以利用超声波传感器对所跟踪的特定的目标跟踪物的进行外形轮廓扫描，以获得所述预存模型并进行存储。
所述承载装置采用图3所示第一实施例的控制电路结构时，根据物体信息确定目标跟随物的位置，向动力机构输出控制指令，使运动机构带动装置本体跟随目标跟随物移动的具体方法包括以下步骤，如图5所示：
S510，获取距离传感器(也即为超声波传感器)所采集的装置本体100的前方区域物体的距离信号；
具体地，多个超声波传感器向装置本体100的前方区域发射超声波信号，且所发射超声波信号为多束，朝向不同方向，不同位置，之后接收超声波信号被前方区域物体反射后的反射超声波信号，因此该距离信号包括多个反射超声波信号。
S520，根据所接收的距离信号，进行物体轮廓特征模拟；
具体地，可以理解的是，超声波信号经同一物体反射后具有相同的特征，在获取反射超声波信号的信号数据之后，利用中值滤波算法滤除掉反射超声波的信号数据中的杂质数据点，之后对去除杂质数据点的反射超声波的信号数据进行处理，利用最近邻算法进行聚类分析，将反射超声波的信号数据的数据点进行分类，可以模拟反射超声波信号的物体轮廓。
S530，将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配；
S531，判断模拟获得的其中一物体的轮廓特征是否与目标跟随物的预存模型相对应，当判断结果为是时，确定与目标跟随物的预存模型相对应轮廓特征为目标计算轮廓，则向下执行步骤S540；
当判断结果为否时，确定目标跟随物的当前方位位于预设跟随范围之外，向下执行步骤S570。
S540，获取图像采集结构所采集的前方区域物体的当前图像；
该图像采集结构可以包括至少一个摄像头，用于拍摄前方区域物体的当前图像；
S550，将当前图像与目标跟随物的预存图像信息进行匹配，确定所述当前图像中是否存在所述预存图像信息；
当确定摄像头所拍摄的当前图像中未存在预存图像信息时，则确定目标计算轮廓并非为目标跟随物的轮廓，步骤S530的判断有误，向下执行步骤S570；当确定摄像头所拍摄的当前图像中存在预存图像信息时，则确定目标计算轮廓为目标跟随物的轮廓，步骤S530的判断正确，向下执行步骤S560；
S560，计算目标计算轮廓的中心点相对于所述距离传感器之间的距离和角度，确定为目标跟随物的当前方位，并根据当前方位，判断是否需要输出运动状态调整指令，当判断结果为是时向下执行步骤S570；
S570，向动力机构输出运动状态调整指令
具体包括：
当确定目标跟随物的当前方位位于预设跟随范围之外以及摄像头所拍摄的当前图像中未存在预存图像信息时，先向动力机构输出转动方向调整指令，同时超声波传感器持续向装置本体100的前方区域发射超声波信号，第二控制器根据所接收的距离信号，进行物体轮廓特征模拟，且将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，直至模拟获得的物体外形轮廓中存在与预存模型相匹配一致的外形轮廓，确定已搜索到目标跟随物，且摄像头所拍摄的当前图像中存在与预存图像相一致的图像时，确定目标跟随物位于预设跟随范围之内；
当确定目标跟随物的当前方位与装置本体100之间的距离大于预设跟随范围所设定的距离范围时，向动力机构输出移动速度提高指令，使麦克纳姆轮110的转动速度提高，装置本体100与目标跟随物之间的距离进入预设跟随范围之内；
当确定目标跟随物的当前方位与装置本体100之间的距离小于预设数值时，或者当判断目标跟随物的当前移动速度小于预设速度时，向动力机构输出移动速度降低指令或者跟随停止指令，使装置本体100与目标跟随物之间的距离保持稳定在预定范围之内，或者随着目标跟随物的停止而停止。
另一方面，在上述的控制方法中，在使用承载装置之前，还可以包括：
通过承载装置上的一控制开关接收一开启指令；
根据该开启指令，获取超声波传感器所采集的前方区域的目标跟随物的第二距离信号；
根据第二距离信号进行特征模拟，获得预存模型并保存；
之后向动力机构输出转动方向调整指令，使运动机构自动转动方向，摄像头朝向目标跟随物，并采集目标跟随物的图像信息，保存为预存图像信息；
较佳地，在采集目标跟随物的图像信息之后，还可以包括步骤：
判断是否已存在保存图像，在判断结果为是时，删除已保存图像后，将当前所采集的图像信息，保存为所述预存图像信息；当判断结果为否时，直接将目标跟随物的图像信息保存为预存图像信息。
通过以上的步骤，在使用承载装置之前，利用一控制按键进行触发，可以自动完成对目标跟随物的身份特征的采集并保存，以用于跟踪过程中的身份验证。
利用上述第二实施例的电路结构的控制方法，采用超声波测距技术，利用多个超声波传感器相融合的方法，统计多个超声波传感器的距离信号，进行跟踪物外形轮廓模拟，并结合摄像头拍摄技术对超声波采集信号所模拟的跟踪物外形轮廓进行验证，将图像处理算法与超声波人体识别算法相融合，能够进一步保证跟踪的准确、有效。
基于以上，本发明实施例另一方面还提供一种用于上述结构的承载装置的控制方法，具体包括：
获取所述跟随物信息检测器所采集的所述物体信息；
根据所述物体信息，确定目标跟随物的位置，向所述动力机构输出控制指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动。
具体地，根据图2与图4，当跟随物信息检测器包括距离传感器，如该距离传感器包括多个超声波传感器时，上述的根据所述物体信息，确定目标跟随物的位置，向动力机构输出控制指令，使运动机构带动装置本体跟随目标跟随物移动的步骤包括：
根据距离传感器所采集的装置本体的前方区域物体的距离信号，进行物体轮廓特征模拟，将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据匹配结果确定目标跟随物的当前方位；
判断所述当前方位是否位于预设跟随范围内，当判断结果为否时，向所述动力机构输出运动状态调整指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动。
其中，将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据区配结果确定目标跟随物的当前方位的步骤包括：
判断模拟获得的其中一物体的轮廓特征是否与目标跟随物的预存模型相对应，当判断结果为是时，确定与目标跟随物的预存模型相对应轮廓特征为目标计算轮廓；计算所述目标计算轮廓的中心点相对于所述距离传感器之间的距离和角度，确定为目标跟随物的所述当前方位；
当判断结果为否时，确定目标跟随物的当前方位位于预设跟随范围之外。
另外，上述向动力机构输出运动状态调整指令的步骤包括：
向所述动力机构输出移动速度调整指令和/或转动方向调整指令。
另外，在所述判断所述当前方位是否位于预设跟随范围内的步骤中，当判断所述当前方位是位于所述预设跟随范围内时，所述控制方法还包括：
根据所述当前方位，判断当前目标跟随物的距离是否小于预设数值，当判断结果为是时，向动力机构输出跟随停止指令。
利用上述方式，当判断承载装置与目标跟随物之间的距离小于预设数值时，使承载装置自动停止移动，以避免发生相撞事故。
采用上述实施例的控制方法，用超声波测距技术，使承载装置能够跟随特定的目标跟随物，且跟踪更加准确有效。
根据图3与图5，当所述跟随物信息检测器包括距离传感器和图像采集结构时，所述获取所述跟随物信息检测器所采集的所述物体信息的步骤包括：
获取所述距离传感器所采集的前方区域检测物的第一距离信号和所述图像采集结构所采集的前方区域物体的当前图像；
其中，所述根据所述物体信息，确定目标跟随物的位置，向所述动力机构输出控制指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动的步骤包括：
根据所述第一距离信号进行物体轮廓特征模拟，将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据匹配结果确定目标跟随物的当前方位；
当所述当前方位是位于预设跟随范围内时，则将所述当前图像与目标跟随物的预存图像信息进行匹配，确定所述当前图像中是否存在所述预存图像信息；
当确定所述当前图像中未存在所述预存图像以及所述当前方位未位于所述预设跟随范围内时，向所述动力机构输出运动状态调整指令。
具体地，所述将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据区配结果确定目标跟随物的当前方位的步骤包括：
判断模拟获得的其中一物体的轮廓特征是否与目标跟随物的预存模型相对应，当判断结果为是时，确定与目标跟随物的预存模型相对应轮廓特征为目标计算轮廓；计算所述目标计算轮廓的中心点相对于所述距离传感器之间的距离和角度，确定为目标跟随物的所述当前方位；
当判断结果为否时，确定目标跟随物的当前方位位于预设跟随范围之外。
另外，所述向所述动力机构输出运动状态调整指令的步骤包括：
向所述动力机构输出移动速度调整指令和/或转动方向调整指令。
较佳地，在所述获取所述距离传感器所采集的前方区域物体的第一距离信号和所述图像采集结构所采集的前方区域物体的当前图像的步骤之前，所述控制方法还包括：
接收一开启指令；
根据所述开启指令，获取所述距离传感器所采集的位于前方区域的目标跟随物的第二距离信号；
根据所述第二距离信号进行特征模拟，获得所述预存模型并保存；
之后，向所述动力机构输出转动方向调整指令，使所述运动机构转动方向，所述图像采集结构朝向目标跟随物，并采集目标跟随物的图像信息，保存为所述预存图像信息。
较佳地，在采集目标跟随物的图像信息的步骤之后，所述控制方法还包括：
判断是否已存在保存图像，在判断结果为是时，删除已保存图像后，将当前所采集的图像信息，保存为所述预存图像信息。
通过以上的步骤，在使用承载装置之前，利用一控制按键进行触发，可以自动完成对目标跟随物的身份特征的采集并保存，以用于跟踪过程中的身份验证。
进一步，在所述判断所述当前方位是否位于预设跟随范围内的步骤中，当判断所述当前方位是位于所述预设跟随范围内时，所述控制方法还包括：
根据所述当前方位，判断当前目标跟随物的距离是否小于预设数值，当判断结果为是时，向所述动力机构输出跟随停止指令。
利用上述方式，当判断承载装置与目标跟随物之间的距离小于预设数值时，使承载装置自动停止移动，以避免发生相撞事故。
采用上述实施例的控制方法，采用超声波测距技术并结合摄像头拍摄技术，进一步保证跟踪的准确、有效。
本发明具体实施例上述结构的承载装置及用于上述承载装置的控制方法，通过布置可以实现全向直接移动的运动机构，如为多个麦克纳姆轮，能够实现承载装置移动的便利性，并方便控制结构控制承载装置朝多方向的移动，以扩大跟随物信息检测器搜索目标跟随物的视野范围；另外，利用超声波测距技术进行跟踪物外形轮廓模拟，并结合拍摄技术对超声波采集信号所模拟的跟踪物外形轮廓进行验证，进一步保证跟踪的准确、有效，此外还能够进一步提高跟踪物的识别速度，保证自动跟随行走的自主、精确和有效性。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种承载装置，其特征在于，包括装置本体和设置于所述装置本体的底部、能够朝多方向移动的运动机构，且所述承载装置还包括：
跟随物信息检测器，设置于所述装置本体上，用于采集所述装置本体的前方区域物体的物体信息；
动力机构，与所述运动机构连接，用于驱动所述运动机构的移动；
控制机构，用于根据所述物体信息，确定目标跟随物的位置，向所述动力机构输出控制指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动。
2.如权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述跟随物信息检测器包括：
距离传感器，用于获取所述装置本体的前方区域物体的距离信号；
其中所述控制机构包括第一控制器，用于根据所述距离信号，确定目标跟随物的位置。
3.如权利要求1所述的承载装置，其特征在于，所述跟随物信息检测器包括：
距离传感器，用于获取所述装置本体的前方区域物体的距离信号；
图像采集结构，用于获取前方区域物体的当前图像；
其中所述控制机构包括第二控制器，用于根据所述距离信号和所述当前图像，确定目标跟随物的位置。
4.如权利要求1至3任一项所述的承载装置，其特征在于，所述运动机构包括多个麦克纳姆轮。
5.如权利要求4所述的承载装置，其特征在于，所述动力机构包括轮毂电机和与所述轮毂电机连接的驱动器，其中所述轮毂电机与所述麦克纳姆轮连接，所述驱动器与所述控制机构连接。
6.如权利要求2或3所述的承载装置，其特征在于，所述距离传感器为超声波传感器。
7.如权利要求2或3所述的承载装置，其特征在于，所述控制机构通过RS232接口与所述距离传感器连接。
8.如权利要求3所述的承载装置，其特征在于，所述控制机构通过USB接口与所述图像采集结构连接。
9.如权利要求1至3任一项所述的承载装置，其特征在于，所述装置本体包括用于承载物体的容纳空间。
10.一种用于权利要求1至9任一项所述承载装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：
获取所述跟随物信息检测器所采集的所述物体信息；
根据所述物体信息，确定目标跟随物的位置，向所述动力机构输出控制指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动。
11.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，当所述跟随物信息检测器包括距离传感器时，所述根据所述物体信息，确定目标跟随物的位置，向所述动力机构输出控制指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动的步骤包括：
根据所述距离传感器所采集的所述装置本体的前方区域物体的距离信号，进行物体轮廓特征模拟，将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据匹配结果确定目标跟随物的当前方位；
判断所述当前方位是否位于预设跟随范围内，当判断结果为否时，向所述动力机构输出运动状态调整指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动。
12.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据区配结果确定目标跟随物的当前方位的步骤包括：
判断模拟获得的其中一物体的轮廓特征是否与目标跟随物的预存模型相对应，当判断结果为是时，确定与目标跟随物的预存模型相对应轮廓特征为目标计算轮廓；计算所述目标计算轮廓的中心点相对于所述距离传感器之间的距离和角度，确定为目标跟随物的所述当前方位；
当判断结果为否时，确定目标跟随物的当前方位位于预设跟随范围之外。
13.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述向所述动力机构输出运动状态调整指令的步骤包括：
向所述动力机构输出移动速度调整指令和/或转动方向调整指令。
14.如权利要求11所述的控制方法，其特征在于，在所述判断所述当前方位是否位于预设跟随范围内的步骤中，当判断所述当前方位是位于所述预设跟随范围内时，所述控制方法还包括：
根据所述当前方位，判断当前目标跟随物的距离是否小于预设数值，当判断结果为是时，向所述动力机构输出跟随停止指令。
15.如权利要求10所述的控制方法，其特征在于，当所述跟随物信息检测器包括距离传感器和图像采集结构时，所述获取所述跟随物信息检测器所采集的所述物体信息的步骤包括：
获取所述距离传感器所采集的前方区域检测物的第一距离信号和所述图像采集结构所采集的前方区域物体的当前图像；
其中，所述根据所述物体信息，确定目标跟随物的位置，向所述动力机构输出控制指令，使所述运动机构带动所述装置本体跟随目标跟随物移动的步骤包括：
根据所述第一距离信号进行物体轮廓特征模拟，将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据匹配结果确定目标跟随物的当前方位；
当所述当前方位是位于预设跟随范围内时，则将所述当前图像与目标跟随物的预存图像信息进行匹配，确定所述当前图像中是否存在所述预存图像信息；
当确定所述当前图像中未存在所述预存图像以及所述当前方位未位于所述预设跟随范围内时，向所述动力机构输出运动状态调整指令。
16.如权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述将模拟获得的各物体的轮廓特征与目标跟随物的预存模型进行匹配，根据区配结果确定目标跟随物的当前方位的步骤包括：
判断模拟获得的其中一物体的轮廓特征是否与目标跟随物的预存模型相对应，当判断结果为是时，确定与目标跟随物的预存模型相对应轮廓特征为目标计算轮廓；计算所述目标计算轮廓的中心点相对于所述距离传感器之间的距离和角度，确定为目标跟随物的所述当前方位；
当判断结果为否时，确定目标跟随物的当前方位位于预设跟随范围之外。
17.如权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述向所述动力机构输出运动状态调整指令的步骤包括：
向所述动力机构输出移动速度调整指令和/或转动方向调整指令。
18.如权利要求15所述的控制方法，其特征在于，在所述获取所述距离传感器所采集的前方区域物体的第一距离信号和所述图像采集结构所采集的前方区域物体的当前图像的步骤之前，所述控制方法还包括：
接收一开启指令；
根据所述开启指令，获取所述距离传感器所采集的位于前方区域的目标跟随物的第二距离信号；
根据所述第二距离信号进行特征模拟，获得所述预存模型并保存。
19.如权利要求18所述的控制方法，其特征在于，在所述根据所述第二距离信号进行特征模拟，获得所述预存模型并保存的步骤之后，所述控制方法还包括：
向所述动力机构输出转动方向调整指令，使所述运动机构转动方向，所述图像采集结构朝向目标跟随物，并采集目标跟随物的图像信息，保存为所述预存图像信息。
20.如权利要求19所述的控制方法，其特征在于，在采集目标跟随物的图像信息的步骤之后，所述控制方法还包括：
判断是否已存在保存图像，在判断结果为是时，删除已保存图像后，将当前所采集的图像信息，保存为所述预存图像信息。
21.如权利要求15所述的控制方法，其特征在于，在所述判断所述当前方位是否位于预设跟随范围内的步骤中，当判断所述当前方位是位于所述预设跟随范围内时，所述控制方法还包括：
根据所述当前方位，判断当前目标跟随物的距离是否小于预设数值，当判断结果为是时，向所述动力机构输出跟随停止指令。
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