CN106647731A - 一种自动归位座椅及自动归位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种自动归位座椅及自动归位方法，应用于智能家居技术领域。所述自动归位座椅包括：声音传感器、控制器、超宽带UWB定位标签、无线保真WIFI模块、电动机、万向轮；所述声音传感器与所述控制器连接；所述控制器与所述超宽带UWB定位标签连接；所述无线保真WIFI模块与所述控制器连接；所述电动机与所述控制器连接；所述万向轮与所述电动机连接；通过声音传感器接收归位指令，通过UWB定位标签进行定位，通过WIFI模块接收UWB定位标签的位置信息，通过电动机控制万向轮向目标位置移动。实施本发明实施例，采用超宽带UWB定位技术可以对自动归位座椅进行精确定位，提高了归位的准确度与归位的灵活度。
Description
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种自动归位座椅及自动归位方法。
背景技术
在实验室、会议室、图书馆等场所，人们学习和工作离开后，时常会忘记将座椅摆放回原来的位置，显得参差不齐，既不美观也阻碍人们行走，因此需要有人将座椅摆放回原来的位置，这种工作则显得麻烦而费事。因此如何高效、方便的对座椅进行归位成为了一个非常具有意义和发展前景的方向。
目前，可以通过在地面安装导轨，将椅子安装在导轨上，若需要将椅子进行归位，则椅子可以通过导轨移动到初始位置。但是，采用地面铺设导轨的方式不仅增加了施工的难度，而且降低了归位的灵活度。
发明内容
本发明实施例提供了一种自动归位座椅及自动归位方法，采用超宽带UWB定位技术可以对自动归位座椅进行精确定位，提高了归位的准确度与归位的灵活度。
本发明实施例第一方面公开了一种自动归位座椅，所述自动归位座椅包括：声音传感器、控制器、超宽带UWB定位标签、无线保真WIFI模块、电动机、万向轮；
所述声音传感器与所述控制器连接；
所述控制器与所述超宽带UWB定位标签连接；
所述无线保真WIFI模块与所述控制器连接；
所述电动机与所述控制器连接；
所述万向轮与所述电动机连接；
所述声音传感器用于接收外界输入的音频信号，并将所述音频信号发送给所述控制器；
所述控制器用于对所述音频信号进行识别，判断所述音频信号是否是归位指令；并在所述音频信号是归位指令时，驱动所述超宽带UWB定位标签工作；
所述超宽带UWB定位标签用于向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号，其中，所述超宽带UWB传感器放置于房间中的固定位置；
所述控制器还用于通过所述无线保真WIFI模块接收所述超宽带UWB定位标签的位置信息，其中，所述超宽带UWB定位标签的位置信息由服务器根据所述超宽带UWB传感器发送的数据计算得到；
所述控制器还用于根据所述超宽带UWB定位标签的位置信息与目标位置之间的偏移矢量控制所述电动机转动，并由所述电动机驱动所述万向轮运动，以使所述自动归位座椅移动至所述目标位置。
作为一种可选的实施方式，所述自动归位座椅还包括位于椅座下方的压力传感器，其中：
所述压力传感器与所述控制器连接；
所述压力传感器用于获取所述椅座的压力值。
作为一种可选的实施方式，所述自动归位座椅还包括避障模块，其中：
所述避障模块与所述控制器连接；
所述避障模块用于在所述自动归位座椅移动过程中检测所述自动归位座椅周围是否存在障碍物；
所述控制器还用于在所述自动归位座椅周围存在障碍物时，根据所述障碍物的位置信息控制所述自动归位座椅改变方向从而规避所述障碍物。
作为一种可选的实施方式，所述自动归位座椅还包括角度传感器，其中：
所述角度传感器与所述控制器连接；
所述角度传感器用于根据所述超宽带UWB定位标签的位置信息与目标位置之间的偏移矢量计算所述万向轮的转动角度。
作为一种可选的实施方式，所述自动归位座椅还包括电池、充电插头，其中：
所述充电插头与所述电池连接。
本发明实施例第二方面公开了一种自动归位方法，应用于自动归位座椅，所述方法包括：
接收外界输入的音频信号；
对所述音频信号进行识别，判断所述音频信号是否是归位指令；
若所述音频信号是归位指令，则超宽带UWB定位标签向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号，其中，所述超宽带UWB传感器放置于房间中的固定位置；
接收服务器发送的所述超宽带UWB定位标签的位置信息，其中，所述超宽带UWB定位标签的位置信息由所述服务器根据所述超宽带UWB传感器发送的数据计算得到；
根据所述超宽带UWB定位标签的位置信息与目标位置之间的偏移矢量控制电动机转动，并由所述电动机驱动万向轮运动，以使自动归位座椅移动至所述目标位置。
作为一种可选的实施方式，所述超宽带UWB定位标签向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号之前，所述方法还包括：
获取所述自动归位座椅的椅座的压力值；
判断所述椅座的压力值是否超过预设压力值；
若所述椅座的压力值没有超过预设压力值，并且所述音频信号是归位指令，则执行所述超宽带UWB定位标签向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号。
作为一种可选的实施方式，所述方法还包括：
判断所述椅座的压力值的持续时间是否超过预设时间；
若所述椅座的压力值没有超过预设压力值，所述椅座的压力值的持续时间超过预设时间，并且所述音频信号是归位指令，则执行所述超宽带UWB定位标签向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号。
作为一种可选的实施方式，所述方法还包括：
检测所述自动归位座椅的周围是否存在障碍物；
若存在障碍物，则控制所述自动归位座椅改变方向规避所述障碍物。
作为一种可选的实施方式，所述方法还包括：
根据所述超宽带UWB定位标签的位置信息与目标位置之间的偏移矢量计算所述万向轮的转动角度；
控制所述万向轮按照所述转动角度进行移动。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：通过声音传感器接收外界输入的归位指令，由控制器驱动超宽带UWB定位标签向超宽带UWB定位传感器发送UWB脉冲信号，以使服务器根据UWB定位传感器接收到的UWB脉冲信号计算得到UWB定位标签的当前位置，通过UWB定位标签的当前位置与目标位置之间的偏移矢量，确定自动归位座椅的移动方向，从而控制电动机驱动万向轮运动，使自动归位座椅移动至目标位置。实施本发明实施例，采用超宽带UWB定位技术可以对自动归位座椅进行精确定位，提高了归位的准确度与归位的灵活度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种自动归位座椅的侧视图；
图2为本发明实施例公开的一种UWB定位技术的系统结构示意图；
图3为本发明实施例公开的一种自动归位方法的流程示意图；
图4为本发明实施例公开的另一种自动归位方法的流程示意图；
图5为本发明实施例公开的一种系统电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种自动归位座椅及自动归位方法，采用超宽带UWB定位技术可以对自动归位座椅进行精确定位，提高了归位的准确度与归位的灵活度。
请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种自动归位座椅的侧视图。其中，图1所示的自动归位座椅包括：
座椅靠背1、控制器2、声音传感器3、超宽带UWB定位标签4、转轴5、无线保真模块6、电动机7、万向轮8、压力传感器9、椅座10、座椅支柱11、避障模块12、角度传感器13、电池14、充电插头15；
自动归位座椅其外形与普通座椅相似，由座椅靠背1、椅座10、座椅支柱11及底座构成，座椅的椅座10下方设置有用于感知座椅是否处于使用状态的压力传感器9，本发明实施例中所指的使用状态指有人坐于椅座10上的状态。
椅座内部设有控制器2、声音传感器3、超宽带UWB定位标签4、无线保真模块5、避障模块12、角度传感器13、电池14、充电插头15，底部设有万向轮8，声音传感器3用于接收外界输入的语音信号，同时压力传感器9用于检测是否有人坐于椅座上，在外界输入的语音信号是归位指令，并且没有人坐于椅座上时，控制器2控制超宽带UWB定位标签4启动工作，向布设于超宽带UWB定位标签4周围的多个超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号，由超宽带UWB传感器计算脉冲信号的到达时间后将数据发送给服务器，由服务器计算超宽带UWB定位标签4的当前位置，通过无线保真模块5将数据发送给控制器2，控制器2根据当前位置与目标位置之间的偏移矢量，控制置于座椅支柱11内的电动机7工作，进而驱动万向轮8转动，使座椅移动至目标位置，座椅在转轴5的帮助下可以360°旋转。安装于座椅底面的充电插头15用来给座椅的电池14充电，并且充电插头15可以通过充电线伸长一定距离，不充电时收回座椅内部以免影响美观，电池14位控制器2等耗电器件供电。超宽带UWB定位标签4可设置于座椅的下方面板上，用来定位座椅的当前位置。
作为一种可选的实施方式，可以预先定义至少一个激活词，使用时，通过声音传感器3接收用户的语音信号，然后通过控制器2判断识别上述语音信号中是否包含激活词，若不包含关键词则不作任何处理，若包含关键词，则进一步判断该语音信号是否是归位指令，若是归位指令，则执行归位操作。通过加入至少一个激活词，可以提高识别的准确性，有效的避免误识别现象(电视播报声音、人与人之间的交流声音等)。
作为一种可选的实施方式，还可以通过声音传感器3接收用户的语音信号，通过控制器2判断是否需要对上述用户的声纹特征进行识别。其中，可以通过判断是否预存有声纹特征来确定是否需要对用户的声纹特征进行识别，例如，若预存有声纹特征，则判定需要对用户的声纹特征进行识别，若未预存有声纹特征，则判定不需要对用户的声纹特征进行识别；还可以根据用户的需求来确定是否需要对用户的声纹特征进行识别，例如，自动归位座椅中存储有用户A的声纹特征，因此仅在识别到用户A的语音控制指令时，才会执行相应的归位操作。当用户A不方便对自动归位座椅进行语音控制且需要用户B来对座椅进行语音控制时，可以控制座椅不对语音控制指令的声纹特征进行识别判断，进而能够保证用户B也可以通过语音控制自动归位座椅。
其中，通过判断是否需要对用户的声纹特征进行识别，使得自动归位座椅能够根据用户的意愿或实际的使用场景来选择是否通过识别声纹特征来执行语音控制指令，提高了自动归位座椅在使用时的灵活性，避免了在用户不需要识别声纹特征时也对用户的声纹特征进行识别而影响用户的使用。
其中，在判定需要对用户的声纹特征进行识别时，提取语音控制指令的声纹特征，将语音控制指令的声纹特征与预存储的声纹特征进行比对，在上述语音控制指令的声纹特征与预存储的声纹特征相匹配时，根据该语音控制指令对自动归位座椅进行归位控制。
其中，通过提取到的声纹特征与预存储的声纹特征相匹配时，根据语音控制指令对座椅进行归位，使得座椅能够仅响应指定用户的语音控制指令，即便接收到其它语音控制指令(如电视播报声音、人与人之间的交流声音等非指定用户的语音控制指令)，也能够通过对声纹特征的识别而不执行相应的归位操作，避免了误识别语音控制指令而进行非用户原意的操作，有效提高了对座椅进行语音控制时的准确性，有利于提升用户的使用体验。
作为一种可选的实施方式，还可以通过控制器2判断在预设时间内声音传感器3是否连续接收到预设次数的归位指令，若在预设时间内连续接收到预设次数的归位指令，则执行归位操作，例如，预设时间是3秒，预设次数是2次，若在3秒内连续接收到2次归位指令，则对自动归位座椅执行归位操作，避免了误识别语音控制指令而进行非用户原意的操作，有效提高了对座椅进行语音控制时的准确性，有利于提升用户的使用体验。
需要说明的是，上述列举的避免误识别，提高语音控制的准确性的方式，仅表示本发明实施例中的三种可选的实施方式，并不构成对本发明实施例的唯一性限定。
避障模块12可以包括超声波传感器、红外传感器或者激光传感器等的任意一种或多种的组合，同样也可以设置于座椅的下方面板上，其中，红外传感器中具有一对红外信号发射与接收二极管，发射管发射特定频率的红外信号，接收管接收这种频率的红外信号，根据发射与接收信号的时间差可以计算出障碍物与自动归位座椅之间的距离；超声波传感器以及激光传感器与红外传感器检测障碍物的原理相同，即都是利用发射信号与接收信号之间的时间差来计算障碍物与自动归位座椅之间的距离。
在自动归位座椅移动过程中，由于随时可能遇到障碍物，而且障碍物的大小、多少未知，所以能够顺利地到达目标位置，可以在自动归位座椅中使用多个避障模块12进行检测，使它们的信息能够相互补充。以自动归位座椅中包括两个避障模块为例，在进行障碍物检测过程中，若有一个检测到一个障碍物，另一个检测到另一个障碍物，可以做如下处理：如果两个避障模块同时检测到障碍物，那么认为是同一个物体；相反，如果两个避障模块不同时检测到障碍物时，那么认为是两个物体。显然，各个避障模块在检测的时候在角度上是离散的，存在一定的分辨力，很可能把两个相近的物体看成同一个物体，但这种情况并不影响自动归位座椅的移动，因为当两种物体相近时，自动归位座椅不可能从它们的间隙中走过，因此，把它们看成是同一物体是合理的，至少可以减少计算的复杂性。
障碍物的信息可以包括：避障模块中心到障碍物的最短距离和障碍物相对于自动归位座椅的方位，自动归位座椅移动过程中，实时采集每个方向上避障模块中心到障碍物边界的距离，进行比较划分找到其中最短的距离。避障算法可以采用如下方法：自动归位座椅以某一速度前进，如果某一避障模块检测的距离小于预设距离值，该预设距离值是预定义可编程的临界距离，那么自动归位座椅以某一角度偏转，从而绕开障碍物，否则，继续前进，偏移角度可以根据障碍物相对于自动归位座椅正面之间的方位进行确定。
在自动归位座椅移动的过程中，若障碍物的体积太小，避障模块无法识别，此时自动归位座椅中的万向轮可能会被障碍物阻挡而无法继续向前移动，可以控制自动归位座椅向后倒退一定距离后以某一角度偏转，从而绕开障碍物，偏移角度可以预先进行设定，在每次转换方向时都可以以设定的角度进行偏转。
若目标位置与自动归位座椅当前的位置之间的距离小于预设距离值，并且此时避障模块12检测到自动归位座椅前方存在障碍物，则可以认为该障碍物存在于目标位置周围，此时自动归位座椅可以认为无法归位到目标位置处，此时可以通过避障模块12检测的障碍物相对于自动归位座椅正面的方位调整自动归位座椅的移动方向，使得自动归位座椅归位到与目标位置邻近并且避开障碍物的位置处，自动归位座椅在检测到障碍物被移走之后，则自动归位到目标位置处。
优选的，在座椅上还安装有角度传感器13，角度传感器13用于计算和控制座椅向归位点移动时，万向轮8需要转过的角度，角度传感器13还可以用于判断并控制座椅到达归位点后，座椅的正面正对桌子，避免座椅只是位置归位，而摆放方式未归位。角度传感器13还可以配合电动机7进行归位控制。角度传感器13在确定座椅的当前位置和座椅的目标位置相差的角度后，通过控制器2控制电动机7驱动万向轮8以一定的角度向目标位置移动，直至到达目标位置。
作为一种可选的实施方式，可以预先记录目标位置的位置坐标，其中，可以通过在目标位置处安装一个超宽带UWB定位标签来确定目标位置的位置坐标，并通过控制器2记录该目标位置的位置坐标，在目标位置发生变化时，可以通过同样的方式再次确定目标位置的位置坐标。
本发明实施例采用超宽带(Ultra Wideband，UWB)技术对座椅的当前位置进行定位，相比于传统的全球定位系统(GlobalPositioning System，GPS)定位、基站定位、无线保真(WIreless-Fidelity，WIFI)定位、射频识别(RadioFrequency Identification，RFID)/二维码等标签识别定位、蓝牙定位、声波定位、场景识别定位等具有更高的定位精度。
其中，UWB是一种无载波通信技术，采用时间间隔极短(小于1ns)的脉冲进行通信，也称做脉冲无线电(Impulse Radio)、时域(Time Domain)或无载波(Carrier Free)通信。UWB通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号，能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。UWB技术最基本的工作原理是发送和接收脉冲间隔严格受控的高斯单周期超短时脉冲，超短时单周期脉冲决定了信号的带宽很宽，接收机直接用一级前端交叉相关器就把脉冲序列转换成基带信号，省去了传统通信设备中的中频级，极大地降低了设备复杂性。
利用UWB技术可以实现精确的定位，实现原理为：每个UWB定位标签可以反复发出脉冲数据包，由于每个标签是不同时发送以及每个标签发送的时间极短，因此可以避免数据包的碰撞，UWB传感器接收UWB定位标签发送的脉冲数据包，其中，UWB传感器可以部署在定位区域的边缘，三个U及以上的UWB传感器可以精确进行二维定位，四个及以上的UWB传感器可以精确进行三维定位。每一个UWB传感器使用高度敏感、高速度、短脉冲的监听器测量每个脉冲数据包到达其天线的精确时间。超宽带脉冲极宽的带宽使得UWB传感器测量脉冲数据包到达的时间可以精确到纳秒级。然后，可以通过服务器根据参考标签的坐标、脉冲数据包到达各个UWB传感器的时间差和多路径算法，精确地确定每个UWB定位标签的位置。
在本发明实施例中，将UWB定位标签安装于自动归位座椅上，安装位置可以根据需要确定，优选地可以安装于椅座下方，本发明实施例不作唯一性限定，UWB传感器可以放置于房间的任一位置，优选的，各个UWB传感器之间要能够互相通信，不能被遮挡，参考UWB标签可以放置于房间任一位置，只要满足每个UWB传感器可以接收参考UWB标签的脉冲信号即可，优选地可以放置于目标归位点，可以方便地记录目标位置，UWB传感器可以精确的计算出UWB定位标签发送的脉冲信号到达各个UWB传感器的时间，服务器与UWB传感器之间可以通过有线或无线方式连接，用来根据参考UWB标签的坐标、脉冲数据包到达UWB传感器的时间差和多路径算法，精确地确定出UWB定位标签的位置，即可以确定出自动归位椅子当前的位置，在自动归位座椅的移动过程中，UWB定位标签周期性(例如1ns)的发送UWB脉冲信号，从而可以实时测量自动归位座椅的位置，从而调整万向轮的移动方向。其中，图2表示UWB定位技术的系统结构示意图。需要说明的是，实际使用过程中，UWB传感器的数量可以更多或者更少，具体可以根据实际需要确定。
作为一种可选的实施方式，服务器可以是包括运行Android操作系统、iOS操作系统、Windows操作系统或其他操作系统的终端，例如移动电话、移动电脑、平板电脑、台式电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、等终端，本发明实施例后续不作复述。
请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种自动归位方法的流程示意图。其中，图3所示的方法应用于自动归位座椅，图3所示的自动归位方法可以包括以下步骤：
301：接收外界输入的音频信号；
本发明实施例中，可以通过声音传感器接收外界输入的音频信号，可选地，该音频信号可以是用户的说话声音，拍掌声音，或者击打物体发出的声音。
302：对上述音频信号进行识别，判断上述音频信号是否是归位指令；
本发明实施例中，预先存储有可以控制自动归位座椅归位的音频信号标识信息，在接收到音频信号之后，可以对该音频信号进行识别，解析出该音频信号的标识信息，并与预先存储的标识信息进行匹配，判断外界输入的音频信号是否是归位指令。其中，可以参照实施例1中的关于避免误识别，提高语音控制的准确性的实施方式，本发明实施例将不作复述。
303：若上述音频信号是归位指令，则超宽带UWB定位标签向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号，其中，上述超宽带UWB传感器放置于房间中的固定位置；
本发明实施例中，可以通过UWB定位技术获取座椅的当前位置，可以将UWB定位标签安装于座椅中，在上述音频信号是归位指令时，可以通过放置于房间固定位置处的多个UWB传感器接收UWB定位标签的脉冲信号，并通过UWB传感器可以精确的计算出UWB定位标签发送的脉冲信号到达各个UWB传感器的时间。
304：接收服务器发送的上述超宽带UWB定位标签的位置信息，其中，上述超宽带UWB定位标签的位置信息由服务器根据上述超宽带UWB传感器发送的数据计算得到；
其中，服务器与UWB传感器之间可以通过有线或无线方式连接，用来根据参考UWB标签的坐标、脉冲数据包到达UWB传感器的时间差和多路径算法，精确地确定出UWB定位标签的位置，即可以确定出自动归位椅子当前的位置。
可选地，服务器可以通过WIFI，通用分组无线服务(General PacketRadioService，GPRS)、蓝牙等方式将座椅的位置信息发送给座椅中的控制器。
305：根据上述超宽带UWB定位标签的位置信息与目标位置之间的偏移矢量控制电动机转动，并由电动机驱动万向轮运动，以使自动归位座椅移动至该目标位置。
本发明实施例中，可以通过UWB定位标签的位置信息计算与目标位置之间的偏移矢量，进而可以由角度传感器计算和控制座椅向归位点移动时，座椅上的万向轮需要转过的角度，还可以通过角度传感器判断并控制座椅到达归位点后，座椅的正面正对桌子，避免座椅只是位置归位，而摆放方式未归位。角度传感器可以配合电动机进行归位控制。角度传感器在确定座椅的当前位置和座椅的目标位置相差的角度后，可以通过控制器控制电动机驱动万向轮以一定的角度向目标位置移动，直至到达目标位置。其中，在座椅的移动过程中，座椅的当前位置也在不断的发送变化，UWB定位标签周期性(例如1ns)的发送UWB脉冲信号，从而可以实时测量自动归位座椅的位置，从而调整万向轮的移动方向。
作为一种可选的实施方式，还可能存在如下情况，例如，在开会时，或者无意之间，会出现鼓掌，无意的敲击某一物体等情况的发生，而此时，有人正在使用座椅，此时会出现误判断，因此可以在椅座下方安装压力传感器用来检测椅座的压力，具体实现步骤如下：
11)：获取自动归位座椅的椅座的压力值；
12)：判断上述椅座的压力值是否超过预设压力值；
13)：若上述椅座的压力值没有超过预设压力值，并且上述音频信号是归位指令，则执行上述超宽带UWB定位标签向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号。
其中，通过步骤11)和步骤12)可以判断座椅当前是否处于使用状态，并在座椅不是处于使用状态，并且接收到归位指令时，才对座椅进行归位操作。
作为一种可选的实施方式，若用户只是短暂时间的离开，此时不需要对座椅进行归位，因此可以通过判断椅座压力值的持续时间来避免上述误操作的发生，具体实现步骤如下：
21)：判断上述椅座的压力值的持续时间是否超过预设时间；
22)：若上述椅座的压力值没有超过预设压力值，上述椅座的压力值的持续时间超过预设时间，并且上述音频信号是归位指令，则执行上述超宽带UWB定位标签向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号。
其中，可以通过步骤21)判断椅座的压力值的持续时间，并在椅座的压力值没有超过预设压力值(即无人使用)，椅座的压力值的持续时间超过预设时间(即不是短暂离开)以及外界输入的音频信号是归位指令，三者都满足的情况下，才对座椅进行归位操作，若三者有一个不满足，则不执行归位操作。
请参阅图4，图4为本发明实施例提供的另一种自动归位方法的流程示意图。其中，图4所示的方法应用于自动归位座椅，图4所示的自动归位方法可以包括以下步骤：
401：接收外界输入的音频信号；获取自动归位座椅的椅座的压力值；判断上述椅座的压力值的持续时间是否超过预设时间；
402：若音频信号是归位指令，椅座的压力值没有超过预设压力值，并且椅座的压力值的持续时间超过预设时间，则UWB定位标签向UWB传感器发送UWB脉冲信号，其中，UWB传感器放置于房间中的固定位置；
其中，只有在音频信号是归位指令，椅座的压力值没有超过预设压力值，并且椅座的压力值的持续时间超过预设时间，三者都满足的情况下执行归位操作，若三者中有一个不满足，则不执行归位操作。可以避免误操作。
403：接收服务器发送的UWB定位标签的位置信息，其中，UWB定位标签的位置信息由服务器根据UWB传感器发送的数据计算得到；
404：根据UWB定位标签的位置信息与目标位置之间的偏移矢量计算万向轮的转动角度；
405：控制万向轮按照上述转动角度进行移动，以使自动归位座椅移动至该目标位置；
406：检测自动归位座椅的周围是否存在障碍物；
407：若存在障碍物，则控制自动归位座椅改变方向规避障碍物。
其中，在座椅移动的过程中，可以实时检测座椅的周围是否存在障碍物，可以通过超声波传感器、激光传感器、雷达测距传感器等对障碍物进行检测，例如，可以通过测距并设置距离阈值的方式，判断座椅前方障碍物距离与阈值的大小关系，控制座椅的启动和停车，或者转向，避开障碍物。例如，若测距小于某一个值，则发出座椅暂停信号，当前方障碍物被移走，测距将大于该值，座椅将再次启动移动，或者，若测距小于某一个值，对电动机发出转向控制信号，实现座椅的转向，从而绕开障碍物。
作为一种可选的实施方式，自动归位座椅中还安装有电池和充电插头，用来给座椅的电池充电，电池用来为座椅中的各个耗电部件充电，若电池的电量低于一定的值，则输出提示信息，提示用户进行充电。
请参阅图5，图5为本发明实施例公开的一种系统电路的结构示意图。其中，图5所示的系统电路中包括：作为实现整个归位方法的核心部件控制器501、与控制器501连接的声音传感器502、与控制器501连接的UWB定位标签503、与控制器501连接的无线保真模块504、与控制器501连接的电动机505、与控制器501连接的压力传感器506、与控制器501连接的避障模块507、与控制器501连接的角度传感器508、与控制器连接的电池509、与电池连接的充电插头510；
其中，声音传感器502接收外界输入的音频信号、压力传感器506用来检测椅座的压力值，并将音频信号检测到的压力值输入控制器501，控制器501对上述音频信号进行识别判断是否是归位指令，判断上述压力值是否超过预设压力值，以及判断上述压力值的持续时间是否超过预设时间，并在音频信号是归位指令，椅座的压力值没有超过预设压力值，并且椅座的压力值的持续时间超过预设时间时，驱动UWB定位标签503工作，周期性的向布置于UWB定位标签503周围的多个UWB传感器发送脉冲信号，并通过UWB传感器精确的计算出UWB定位标签发送的脉冲信号到达各个UWB传感器的时间，然后由与多个UWB传感器连接的服务器根据参考UWB标签的坐标、脉冲数据包到达UWB传感器的时间差和多路径算法，精确地确定出UWB定位标签的位置，即可以确定出自动归位椅子当前的位置。并由服务器通过WIFI，通用分组无线服务(General Packet Radio Service，GPRS)、蓝牙等其中的一种方式将座椅的位置信息发送给座椅中的控制器501；由控制器501根据UWB定位标签的位置信息计算与目标位置之间的偏移矢量，进而可以由角度传感器508计算和控制座椅向归位点移动时，座椅上的万向轮需要转过的角度，还可以通过角度传感器508判断并控制座椅到达归位点后，座椅的正面正对桌子，避免座椅只是位置归位，而摆放方式未归位。角度传感器508可以配合电动机505进行归位控制。角度传感器508在确定座椅的当前位置和座椅的目标位置相差的角度后，可以通过控制器501控制电动机505驱动万向轮以一定的角度向目标位置移动，直至到达目标位置。其中，在座椅的移动过程中，座椅的当前位置也在不断的发送变化，UWB定位标签503周期性(例如1ns)的发送UWB脉冲信号，从而可以实时测量自动归位座椅的位置，从而调整万向轮的移动方向。在座椅移动的过程中通过避障模块507判断座椅周围是否存在障碍物，若存在障碍物，则将障碍物的距离传输给控制器501，由控制器501驱动电动机505进行转向或停止等待障碍物被移除。
需要说明的是，图1、图5所示的器件仅仅标示了自动归位座椅用于执行本发明实施例公开的自动归位方法所需的组件，对于自动归位座椅能够具备的其他组件本发明实施例不作标示，因为这不影响本发明实施例的实现。
需要说明的是，图1所示的各个器件的安装位置，仅表示一种可能的实现方式，还可以安装于座椅的任一位置，只要保证各个器件的有效连接即可，还可以将所有器件集成到一个装置中，然后将该装置安装于座椅中。
需要说明的是，对于前述的各实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明的各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
本发明实施例中的元器件可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种自动归位座椅，其特征在于，所述自动归位座椅包括：声音传感器、控制器、超宽带UWB定位标签、无线保真WIFI模块、电动机、万向轮；
所述声音传感器与所述控制器连接；
所述控制器与所述超宽带UWB定位标签连接；
所述无线保真WIFI模块与所述控制器连接；
所述电动机与所述控制器连接；
所述万向轮与所述电动机连接；
所述声音传感器用于接收外界输入的音频信号，并将所述音频信号发送给所述控制器；
所述控制器用于对所述音频信号进行识别，判断所述音频信号是否是归位指令；并在所述音频信号是归位指令时，驱动所述超宽带UWB定位标签工作；
所述超宽带UWB定位标签用于向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号，其中，所述超宽带UWB传感器放置于房间中的固定位置；
所述控制器还用于通过所述无线保真WIFI模块接收所述超宽带UWB定位标签的位置信息，其中，所述超宽带UWB定位标签的位置信息由服务器根据所述超宽带UWB传感器发送的数据计算得到；
所述控制器还用于根据所述超宽带UWB定位标签的位置信息与目标位置之间的偏移矢量控制所述电动机转动，并由所述电动机驱动所述万向轮运动，以使所述自动归位座椅移动至所述目标位置。
2.根据权利要求1所述的自动归位座椅，其特征在于，所述自动归位座椅还包括位于椅座下方的压力传感器，其中：
所述压力传感器与所述控制器连接；
所述压力传感器用于获取所述椅座的压力值。
3.根据权利要求2所述的自动归位座椅，其特征在于，所述自动归位座椅还包括避障模块，其中：
所述避障模块与所述控制器连接；
所述避障模块用于在所述自动归位座椅移动过程中检测所述自动归位座椅周围是否存在障碍物；
所述控制器还用于在所述自动归位座椅周围存在障碍物时，根据所述障碍物的位置信息控制所述自动归位座椅改变方向从而规避所述障碍物。
4.根据权利要求3所述的自动归位座椅，其特征在于，所述自动归位座椅还包括角度传感器，其中：
所述角度传感器与所述控制器连接；
所述角度传感器用于根据所述超宽带UWB定位标签的位置信息与目标位置之间的偏移矢量计算所述万向轮的转动角度。
5.根据权利要求4所述的自动归位座椅，其特征在于，所述自动归位座椅还包括电池、充电插头，其中：
所述充电插头与所述电池连接。
6.一种自动归位方法，其特征在于，应用于自动归位座椅，所述方法包括：
接收外界输入的音频信号；
对所述音频信号进行识别，判断所述音频信号是否是归位指令；
若所述音频信号是归位指令，则超宽带UWB定位标签向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号，其中，所述超宽带UWB传感器放置于房间中的固定位置；
接收服务器发送的所述超宽带UWB定位标签的位置信息，其中，所述超宽带UWB定位标签的位置信息由所述服务器根据所述超宽带UWB传感器发送的数据计算得到；
根据所述超宽带UWB定位标签的位置信息与目标位置之间的偏移矢量控制电动机转动，并由所述电动机驱动万向轮运动，以使自动归位座椅移动至所述目标位置。
7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述超宽带UWB定位标签向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号之前，所述方法还包括：
获取所述自动归位座椅的椅座的压力值；
判断所述椅座的压力值是否超过预设压力值；
若所述椅座的压力值没有超过预设压力值，并且所述音频信号是归位指令，则执行所述超宽带UWB定位标签向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号。
8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述方法还包括：
判断所述椅座的压力值的持续时间是否超过预设时间；
若所述椅座的压力值没有超过预设压力值，所述椅座的压力值的持续时间超过预设时间，并且所述音频信号是归位指令，则执行所述超宽带UWB定位标签向超宽带UWB传感器发送UWB脉冲信号。
9.根据权利要求8所述方法，其特征在于，所述方法还包括：
检测所述自动归位座椅的周围是否存在障碍物；
若存在障碍物，则控制所述自动归位座椅改变方向规避所述障碍物。
10.根据权利要求9所述方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据所述超宽带UWB定位标签的位置信息与目标位置之间的偏移矢量计算所述万向轮的转动角度；
控制所述万向轮按照所述转动角度进行移动。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170510 |