CN110162056A - 一种光引导追踪装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的光引导追踪装置及方法,涉及嵌入式系统领域,包括移动终端、连接于移动终端的光引导机构和光追踪机构;光引导机构有用于引导光追踪机构运动的引导光源模块,光追踪机构设置有用于追踪光引导机构实现其跟随运动的追光模块;本发明中移动终端动态规划光引导机构的运动,灵活地调整光追踪机构的路径;光追踪机构上安装的追光模块通过检测其受引导光源模块光线照射强度大小,判断光引导机构的移动方向,实时修正光追踪机构的路径偏差;光追踪机构上还安装有测距模块,能实时测定光引导机构与光追踪机构之间的距离,避免装置间发生碰撞。

Description

一种光引导追踪装置及方法
技术领域
本发明涉及嵌入式系统领域,具体涉及一种光引导追踪装置及方法。
背景技术
随着科学技术水平的不断发展,自动引导小车(Automated Guided Vehicle,简称AGV,通常也称为AGV小车)在工业生产、物流等领域中得到了日益广泛的应用。自动引导小车是指装备有电磁或光学等自动引导装置,能够沿着规定的引导路径行驶,具有安全保护及各种移载功能的运输车。自动引导小车的运用降低了操作人员的劳动,显著提高了生产效率。但是现有的自动引导小车存在较多的局限:第一,只能沿着规定的轨迹进行运动,不能灵活地选取合适的路径;第二,现有的自动引导小车多采用电磁或激光引导装置,成本较高,部署复杂;第三,现有的自动引导小车没有良好的轨迹偏差纠正机制,当小车偏离轨道运动时,容易造成小车或产品的损坏。
发明内容
本发明目的在于提供一种光引导追踪装置及方法,应于用自动引导小车时,能动态地规划光引导及光追踪小车的运动路径,降低引导成本,且实时纠正运动路径偏差。
为达成上述目的,本发明提出如下技术方案:一种光引导追踪装置及方法,所述光引导追踪装置包括移动终端、光引导机构和若干光追踪机构;所述光引导机构包括连接于移动终端的无线通信模块、第一电源模块、第一控制模块和用于引导光追踪机构运动的引导光源模块,所述第一电源模块、无线通信模块和引导光源模块分别连接于第一控制模块,且第一电源模块用于给第一控制模块、无线通信模块和引导光源模块供电;所述无线通信模块,用于接收移动终端发送的动作命令;所述第一控制模块读取动作命令并根据动作命令控制光引导机构发生相应的动作;所述光追踪机构设置在引导光源模块的光传播路径上,包括用于感应引导光源模块向光追踪机构各方向光线照射强度的追光模块、第二电源模块和第二控制模块;所述第二电源模块和追光模块分别连接于第二控制模块,且第二电源模块用于给第二控制模块和追光模块供电;所述第二控制模块根据追光模块感应的光追踪机构各方向光线照射强度控制光追踪机构追踪光引导机构,并向光引导机构的跟随运动;即通过移动终端动态地规划光引导机构的运动路径,进而动态调整光追踪机构的运动路径。
进一步的,本发明所述光引导追踪装置及方法应用在自动引导中时,光引导机构设置为光引导小车,光追踪机构设置为光追踪小车,所述光引导小车和光追踪小车上均设置有车体驱动模块;所述光引导小车上的车体驱动模块分别连接于第一电源模块和第一控制模块,用于驱动光引导小车运动;所述光追踪小车上的车体驱动模块分别连接于第二电源模块和第二控制模块,用于驱动光追踪小车运动;通过规划选择光引导小车的运动路径,若干光追踪小车向光引导小车跟随运动的方式降低铺设自动引导装置的成本,并在光追踪小车运动的过程中实时纠正运动轨迹偏差,避免光引导及光追踪小车由于偏离运动轨道导致的损坏。
进一步的,所述追光模块包括设置在光追踪机构各方向的若干光敏电阻传感器,光敏电阻传感器用于实时感应引导光源模块在光追踪机构对应方向上光线照射强度;所述第二控制模块用于读取追光模块实时感应的表示光线照射强度的数据,判断光追踪机构上光线照射强度最强的方向,并控制光追踪机构向光线照射强度最强的方向运动,追踪光引导机构;即实时判断光线照射强度最大的方向为光引导机构运动方向,实时纠正运动光追踪机构的轨迹偏差。
进一步的,所述光追踪机构上还设置有用于实时监测光追踪机构和光引导机构之间距离的测距模块,所述测距模块连接于第二控制模块;所述第二控制模块内设置有光追踪机构和光引导机构之间距离的安全阈值;当第二控制模块经测距模块监测到光追踪机构和光引导机构之间距离大于安全阈值时,则控制光追踪机构向光线照射强度最大的方向运动,追踪光引导机构;当第二控制模块经测距模块监测到光追踪机构和光引导机构之间距离小于或等于安全阈值时,则控制光追踪机构停止运动直至测距模块监测到光追踪机构和光引导机构之间距离大于安全阈值;通过测距模块避免光引导机构和光追踪机构的相互碰撞,保护光引导及光追踪机构的安全。
进一步的,所述引导光源模块设置在光引导机构的外表面,定义光追踪机构靠近光引导机构上引导光源模块的一端为前端;所述追光模块设置在光追踪机构的前端,包括三个光敏电阻传感器,所述光敏电阻传感器设置在光追踪机构外表面上的同一水平高度的圆周面上,且光敏电阻传感器与光引导机构上的引导光源模块位于同一水平高度上,有利于追光模块更好地接收引导光源模块光源发出的光线。
进一步的,所述测距模块设置在光追踪机构的前端面,且测距模块与追光模块中任一光敏电阻传感器在垂直于水平面方向具有高度差,避免测距模块影响追光模块接收光源照射的光线强度。
进一步的,所述同一水平高度圆周面上的相邻光敏电阻传感器之间的夹角为θ,0°<θ≤90°。
进一步的,所述移动终端设置有若干用于控制光引导机构动作的动作命令,移动终端用于动态地规划光引导机构的运动路径;所述移动终端的动作命令包括“前进”、“后退”、“左转”、“右转”、“停止”、“加速”、“减速”、“打开光源”和“关闭光源”。
进一步的,所述测距模块为超声波传感器模块,所述超声波传感器的型号为HC-SR04。
此外,本发明还提供一种采用上述光引导追踪装置的光引导追踪方法,所述方法包括如下步骤:1)光引导机构和光追踪机构的系统初始化准备,包括开启光引导机构和光追踪机构上的第一电源模块和第二电源模块,各机构的控制模块程序进行初始化设置;2)光引导机构上的无线通信模块连接于移动终端,移动终端向光引导机构发送任一动作命令,动态规划光引导机构的运动路径;3)光引导机构的第一控制模块读取并解析接收的任一动作命令,并根据动作命令控制光引导机构作出相应的动作;4)光追踪机构的测距模块和追光模块实时采集计算光追踪机构上各方向接收的光线照射强度数据和其与光引导机构之间的距离数据,第二控制模块判断距离数据是否大于第二控制模块内设定的安全阈值;5)当第二控制模块判距离数据大于安全阈值,则第二控制模块进一步判断光追踪机构接收光线照射强度最大的方向,控制光追踪机构向光线照射强度最大的方向运动;当第二控制模块判读距离数据小于或等于安全阈值,则控制光追踪机构停止运动;6)光追踪机构循环执行步骤4)和步骤5)。
由以上技术方案可知,本发明的技术方案提供的基于蓝牙控制的光引导及光追踪小车系统,获得了如下有益效果:
本发明提供的光引导追踪装置及方法,包括移动终端、连接于移动终端的光引导机构和若干光追踪机构;光引导机构有用于引导光追踪机构运动的引导光源模块,光追踪机构设置有用于追踪光引导机构实现其跟随运动的追光模块;本发明通过移动终端控制光引导机构的运动,实现灵活地规划光追踪机构的运动路径;光追踪机构上安装的追光模块通过检测其受引导光源模块光线照射强度大小,判断光引导机构的移动方向,不断修正光追踪机构路径偏差,与光引导机构保持同一运动路径。本发明的光追踪机构上还安装有测距模块,能实时测定光引导机构与光追踪机构之间的距离,始终保持安全距离,避免发生碰撞而造成装置及装置上装载的产品损坏。此外,本发明中引导光源模块采用普通的可见光点光源作为引导光源,利用光敏电阻作为追光模块中的感光元件,使得整体系统成本低且方便高效,部署方便,且能够部署多辆光追踪小车,进一步降低运输成本。
应当理解,前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。
结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见,或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。
附图说明
附图不意在按比例绘制。在附图中,在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见,在每个图中,并非每个组成部分均被标记。现在,将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例,其中:
图1为本发明系统实施例光引导及光追踪小车组成图;
图2为本发明系统实施例功能模块图;
图3为本发明系统实施例光追踪小车追光模块示意图;
图4为本发明系统实施例工作流程图。
图中,各标记的具体意义为:
1-光引导小车,1.1-第一车体,1.2-第一电源模块、1.3-第一控制模块,1.4-蓝牙通信模块,1.5-引导光源模块,1.6-光源,2-光追踪小车,2.1-第二车体,2.2-第二电源模块,2.3-第二控制模块,2.4-追光模块,2.5-光敏电阻传感器,2.6-测距模块,3-移动终端。
具体实施方式
为了更了解本发明的技术内容,特举具体实施例并配合所附图式说明如下。
在本公开中参照附图来描述本发明的各方面,附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不定义包括本发明的所有方面。应当理解,上面介绍的多种构思和实施例,以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施,这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外,本发明公开的一些方面可以单独使用,或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。
基于现有技术中的自动引导小车只能从预先设定的轨道行驶,并采用电磁或激光引导机构进行行驶引导,成本高,并且当自动引导小车出现偏离轨道运动的情况时,由于没有轨迹偏差纠正机制容易导致自动引导小车发生碰撞,使得小车及小车上的产品损坏;本发明旨在提出一种光引导追踪装置及方法,应用于自动引导设备中时,能动态地规划光引导及光追踪机构的运动路径,降低自动引导装置成本,且实时纠正装置运动路径偏差。
下面结合附图所示的实施例,对本发明的光引导追踪装置及方法作进一步具体介绍。
一种光引导追踪装置,包括移动终端3、光引导机构和若干光追踪机构。
所述光引导机构包括无线通信模块、第一电源模块1.2、第一控制模块1.3和用于引导光追踪机构运动的引导光源模块1.5,所述无线通信模块用于连接移动终端3,所述引导光源模块1.5用于引导光追踪机构运动。
具体的,所述第一电源模块1.2、无线通信模块和引导光源模块1.5分别连接于第一控制模块1.3,且第一电源模块1.2用于给第一控制模块1.3、无线通信模块和引导光源模块1.5供电。
所述无线通信模块用于接收移动终端3发送的动作命令,所述第一控制模块1.3读取动作命令并根据动作命令控制光引导机构发生相应的动作。
所述光追踪机构设置在引导光源模块1.5的光传播路径上,包括追光模块2.4、第二电源模块2.2和第二控制模块2.3,其中,追光模块2.4用于感应引导光源模块1.5向光追踪机构各方向光线照射强度。
所述第二电源模块2.2和追光模块2.4分别连接于第二控制模块2.3,且第二电源模块2.2用于给第二控制模块2.3和追光模块2.4供电。
所述第二控制模块2.3根据追光模块2.4感应的光追踪机构各方向光线照射强度控制光追踪机构追踪光引导机构,并向光引导机构跟随运动。
需要说明的是,本发明的实施例为光引导追踪装置应用于自动引导小车设备中的一种具体实施情况,因此结合图1所示,光引导机构为光引导小车1,光追踪机构为光追踪小车2,光追踪小车2根据追光模块2.4感应的光线照射强度追踪光引导小车1,实现向光引导小车1的跟随运动,并随光引导小车1路径变化调整自身路径,进而灵活地规划光追踪小车2的路径,使得光追踪小车1不再需要铺设固定轨道的单一路径,还可以降低运输成本。在一些其他的实施例中,光引导机构和光追踪机构也可以是其他的设备设施。
结合图2所示,其具体为,所述光引导小车1还包括第一车体1.1和用于驱动光引导小车1的车体驱动模块。所述光追踪小车2还包括第二车体2.1和用于驱动光追踪小车2的车体驱动模块。所述光引导小车1上的车体驱动模块分别连接于第一电源模块1.2和第一控制模块1.3,光追踪小车2上的车体驱动模块分别连接于第二电源模块2.2和第二控制模块2.3。其中,光引导小车1和光追踪小车2的车体上均设置有用于小车运动的四个麦克纳姆轮,麦克纳姆轮设置在车体底部四个角落,且车体驱动模块包括用于控制麦克纳姆轮转动的四个直流电机模块和一个电机驱动模块,直流电机模块分别与麦克纳姆轮一一对应连接,电机驱动模块同时驱动四个直流电机模块。电机驱动模块接,带动收与其连接的控制模块发送的控制命令,同时驱动受其控制的四个直流电机模块,直流电机模块启动带动和其对应连接的四个麦克纳姆轮转动,实现小车的驱动。
在附图所示的实施例中,光引导小车1上的第一控制模块1.3和光追踪小车2上的第二控制模块2.3均选择Arduino UNO R3控制器,电机驱动模块的型号为L293D。在具体实施过程中,光引导及所有光追踪小车的左侧两个电机设为一组,右侧两个电机设为一组,每组电机由同样的电信号控制。当然,第一控制模块1.3、第二控制模块2.3和电机驱动模块选用其他控制器或其他型号只要能实现上述功能,也可以应用在本发明中。
所述光引导小车1上的无线通信模块设置为蓝牙通信模块1.4,因此移动终端3上对应设置有蓝牙控制软件,蓝牙通信模块1.4采用蓝牙通信协议受控于移动终端上的蓝牙控制软件。所述蓝牙控制软件内设置有若干用于控制光引导小车1动作的动作命令,移动终端3向光引导小车1发送任一动作命令,蓝牙通信模块1.4用于接收移动终端3发送的动作命令,第一控制模块1.3读取动作命令并根据命令控制光引导小车1的运动状态,实现移动终端3动态地规划光引导小车1的运动路径。附图所示的实施例中选用的蓝牙通信模块1.4为HC-05。
本发明中无线通信模块目的在于实现移动终端3和光引导机构的通信,因此无线通信模块还可以是其他包括WIFI、3G、4G或宽带卫星系统等中的任一种通信方式。
所述光追踪小车2的所述追光模块2.4包括设置在光追踪小车2不同方向的若干光敏电阻传感器2.5,光敏电阻传感器2.5用于实时感应引导光源模块1.5在光追踪小车2在该方向上照射的光线照射强度,第二控制模块2.3读取追光模块2.4感知的表示光线照射强度的数据,判断光追踪小车2上光线照射强度最强的方向,并控制光追踪小车2向光线照射强度最强的方向运动,实时追踪光引导小车1,光追踪小车2的运动随光引导小车1运动变化而变化,始终保持向光引导小车1的跟随运动。
进一步结合图1和图2所示的实施例,所述光追踪小车2上还设置有用于实时监测光追踪小车2和光引导小车1之间车距的测距模块2.6,所述测距模块2.6连接于第二控制模块2.3。
所述第二控制模块2.3内设置有光追踪小车2和光引导小车1之间车距的安全阈值。当第二控制模块2.3经测距模块2.6监测到光追踪小车2和光引导小车1之间车距大于安全阈值时,则控制光追踪小车2向光线照射强度最强的方向运动,追踪光引导小车1。当第二控制模块2.3经测距模块2.6监测到光追踪小车2和光引导小车1之间车距小于或等于安全阈值时,则控制光追踪小车2刹车停止运动直至测距模块2.6监测到车距大于安全阈值。本发明通过设置测距模块2.6始终保持光追踪小车2和光引导小车1之间的车距处于安全车距,避免光追踪小车2和光引导小车1发生碰撞而造成小车及小车上装载的产品损坏。
附图所示的实施例中,所述测距模块2.6设置为超声波传感器模块,所述超声波传感器的型号选用HC-SR04,HC-SR04超声波传感器会先发送超声波,超声波遇到物体后会反射回来,通过测得超声波的往返时间T和已知的空气中的声速V,即可测得距离D=V*T/2;测距模块2.6也可以选用其他的功能结构,如距离传感器等。
结合图3所示的实施例,所述引导光源模块1.5设置在光引导小车1的外表面,包括光源1.6。定义光追踪小车2靠近光引导小车1上引导光源模块1.5的一端为前端,所述追光模块2.4设置在光追踪小车2的前端,包括三个光敏电阻传感器2.5,所述光敏电阻传感器2.5设置在光追踪小车2外表面上的同一水平高度的圆周面上,且光敏电阻传感器2.5与光引导小车1上的引导光源模块1.5位于同一水平高度,有利于追光模块2.4更好地接收引导光源模块1.5中光源1.6发出的光线。并且所述同一水平高度圆周面上的相邻光敏电阻传感器2.5之间的夹角为θ,0°<θ≤90°;图2所示的实施例中,θ等于30°。由于光追踪小车2上安装的追光模块2.4能通过检测引导光源模块1.5对光追踪小车2的光线照射强度变化,第二控制器2.3通过判断光线照射强度最强的方向来判断确认光引导小车1的移动方向,进而不断修正光追踪小车2运动的路径偏差,始终与光引导小车1保持同一运动路径。
进一步结合图1所示的实施例,所述引导光源模块1.5的光源1.6选用可见光点光源,所述测距模块2.6设置在光追踪小车2的前端面,且测距模块2.6与追光模块2.4中任一光敏电阻传感器2.5在垂直于水平面方向具有高度差,其目的在于避免测距模块2.6在光追踪小车2上对追光模块2.4造成遮挡影响追光模块2.4接收点光源光线照射强度,造成光追踪小车2各方向光线照射强度测定结果不准确,使光追踪小车2偏离光引导小车1的引导路线。
附图所示的实施例中,移动终端3可以选用手机端,蓝牙控制软件安装在手机端内,具体控制光引导小车1状态的命令包括“前进”、“后退”、“左转”、“右转”、“停止”、“加速”、“减速”、“打开光源”和“关闭光源”。在具体实施过程中,所述蓝牙控制软件中设置有调速滑动条,蓝牙控制软件采用调节调速滑动条实现控制光引导小车1状态的“加速”和“减速”命令。
为解决现有的自动引导小车只能从预先设定的轨道行驶,运行成本高及不能实时纠正运动偏差的技术问题,还提出了一种基于上述光引导追踪装置的光引导追踪方法;因此,结合图4所示的本发明具体实施例光引导及光追踪小车的工作流程图,所述光引导追踪方法包括如下步骤:1)光引导机构和光追踪机构的系统初始化准备,包括开启光引导机构和光追踪机构上的第一电源模块1.2和第二电源模块2.2,各机构的控制模块程序进行初始化设置;2)光引导机构上的无线通信模块连接于移动终端3,移动终端3向光引导机构发送任一动作命令,动态规划光引导机构的运动路径;3)光引导机构的第一控制模块1.3读取并解析接收的任一动作命令,并根据动作命令控制光引导机构作出相应的动作;4)光追踪机构的测距模块2.6和追光模块2.4实时采集计算光追踪机构上各方向接收的光线照射强度数据和其与光引导机构之间的距离数据,并判断距离数据是否大于第二控制模块2.3内设定的安全阈值;5)当第二控制模块2.3判读距离数据大于安全阈值,第二控制模块2.3进一步判断光追踪机构接收光线照射强度最大的方向,控制光追踪机构向光线照射强度最大的方向运动;当第二控制模块2.3判读距离数据小于或等于安全阈值,则控制光追踪机构停止运动;6)光追踪机构循环执行步骤4)和步骤5)。
图4所示的例中,光引导小车1和光追踪小车2启动后,首先将光引导小车1与移动终端3无线连接,连接后接收移动终端3发送的动作命令,包括如打开引导光源模块1.5的光源1.6、前进、左转、右转等,以此来进行光引导小车1的路径规划;其次光追踪小车2的追光模块2.4和测距模块2.6进行距离数据和光线照射强度数据计算,当光引导小车1与光追踪小车之间的距离数据大于光追踪小车2设定的安全阈值,则控制光追踪小车2向其接收的光线照射强度最大的方向运动,实现向光引导小车1的跟随运动;当光引导小车1与光追踪小车之间的距离数据小于或等于光追踪小车2设定的安全阈值,则控制光追踪小车2停止运动;光追踪小车2上的追光模块2.4和测距模块2.6持续感应计算光线照射强度数据和距离数据,并循环判断光追踪小车2上光线照射强度最大的方向、和光引导小车1之间的距离数据与安全阈值的大小,始终保持光追踪小车2箱光引导小车1的跟随运动,且在行驶运动过程中,循环判断光线照射强度最大的方向,调整光追踪小车2的运动轨迹偏差。
例如一些实施例中,光引导小车1和光追踪小车2位于同一直线上,光引导小车1在前方,光追踪小车2在后方,光引导小车1上的光源1.6为开启状态,当光引导小车1向前运动,此时光追踪小车2上中间的光敏电阻传感器2.5感知的光线照射强度最强,则光追踪小车2也向前运动。当光引导小车1向左运动时,此时光追踪小车2上左侧光敏电阻传感器2.5感知的光线照射强度最强,则光追踪小车2也向左运动。同理,当光引导小车1向右运动时,光追踪小车2也会向右运动。在追踪运动中,光追踪小车2会持续判断与光引导小车1的车距与程序设定的安全阈值的大小,以及持续判断其受光源1.6照射的光线照射强度最强的方向,车距判断和光线照射强度判断的过程一直处于不断循环之中。
本发明公开了一种光引导追踪装置,将光源1.6置于光引导机构上,通过移动终端3规划光引导机构的运动,对光引导机构能够实现灵活有效的路径规划;在光追踪机构上安装超声波传感器和光敏电阻传感器2.5来进行测距及追光,实现对光引导机构上光源1.6追踪,对光引导机构的路径跟随,且能够不断纠正光追踪机构的轨迹偏差,防止装置间碰撞。并且整体系统部署简单,灵活高效,能够通过在点光源的光传播路径上部署多个光追踪机构,进一步降低运输成本。
某些实施例中,也可以通过固定若干光引导机构,区别设置光引导机构上的引导光源模块1.5的光照强度,光追踪机构根据不同位置光照强度不同始终向光照强度最强的那个光引导机构运动,即移动终端3调节各固定的光引导机构上的光引导模块1.5的光照强度,直接规划光追踪机构的运动路径。另一些实施例中,当光追踪机构的运动路径无需规划调整,只需要光追踪机构向既定的某方向运动时,光引导机构可以保持静止,其上的引导光源模块1.5开启,逐渐增强引导光源模块1.5的光线照射强度,即能控制光追踪机构往光引导机构的直线运动。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上,然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。因此,本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (10)

1.一种光引导追踪装置,包括移动终端,其特征在于,还包括光引导机构和若干光追踪机构;
所述光引导机构包括无线通信模块、第一电源模块、第一控制模块和引导光源模块,所述无线通信模块用于连接移动终端,所述引导光源模块用于引导光追踪机构运动;所述第一电源模块、无线通信模块和引导光源模块分别连接于第一控制模块,且第一电源模块用于给第一控制模块、无线通信模块和引导光源模块供电;所述无线通信模块用于接收移动终端发送的动作命令,所述第一控制模块读取动作命令并根据动作命令控制光引导机构发生相应的动作;
所述光追踪机构设置在引导光源模块的光传播路径上,包括追光模块、第二电源模块和第二控制模块,所述追光模块用于感应引导光源模块向光追踪机构各方向光线照射的强度;所述第二电源模块和追光模块分别连接于第二控制模块,且第二电源模块用于给第二控制模块和追光模块供电;所述第二控制模块根据追光模块感应的光追踪机构各方向光线照射强度控制光追踪机构追踪光引导机构,并向光引导机构跟随运动。
2.根据权利要求1所述的光引导追踪装置,其特征在于,所述追光模块包括设置在光追踪机构各方向的若干光敏电阻传感器,光敏电阻传感器用于实时感应引导光源模块在光追踪机构对应方向上光线照射强度;所述第二控制模块用于读取追光模块实时感应的表示光线照射强度的数据,判断光追踪机构上光线照射强度最强的方向,并控制光追踪机构向光线照射强度最强的方向运动,追踪光引导机构。
3.根据权利要求2所述的光引导追踪装置,其特征在于,所述光追踪机构上还设置有用于实时监测光追踪机构和光引导机构之间距离的测距模块,所述测距模块连接于第二控制模块,所述第二控制模块内设置有光追踪机构和光引导机构之间距离的安全阈值;
当第二控制模块经测距模块监测到光追踪机构和光引导机构之间距离大于安全阈值时,则控制光追踪机构向光线照射强度最大的方向运动,追踪光引导机构;
当第二控制模块经测距模块监测到光追踪机构和光引导机构之间距离小于或等于安全阈值时,则控制光追踪机构停止运动直至测距模块监测到光追踪机构和光引导机构之间距离大于安全阈值。
4.根据权利要求3所述的光引导追踪装置,其特征在于,所述引导光源模块设置在光引导机构的外表面,定义光追踪机构靠近光引导机构上引导光源模块的一端为前端;所述追光模块设置在光追踪机构的前端,包括三个光敏电阻传感器,所述光敏电阻传感器设置在光追踪机构外表面上同一水平高度的圆周面上,且光敏电阻传感器与光引导机构上的引导光源模块位于同一水平高度上。
5.根据权利要求4所述的光引导追踪装置,其特征在于,所述测距模块设置在光追踪机构的前端面,且测距模块与追光模块中任一光敏电阻传感器在垂直于水平面方向具有高度差。
6.根据权利要求4所述的光引导追踪装置,其特征在于,所述同一水平高度圆周面上的相邻光敏电阻传感器之间的夹角为θ,0°<θ≤90°。
7.根据权利要求3所述的光引导追踪装置,其特征在于,所述移动终端设置有若干用于控制光引导机构动作的动作命令,移动终端用于向光引导机构发送任一动作命令,动态地规划光引导机构的运动路径;所述移动终端的动作命令包括“前进”、“后退”、“左转”、“右转”、“停止”、“加速”、“减速”、“打开光源”和“关闭光源”。
8.根据权利要求3所述的光引导追踪装置,其特征在于,所述光引导机构设置为光引导小车,光追踪机构设置为光追踪小车,所述光引导小车和光追踪小车上均设置有车体驱动模块;所述光引导小车上的车体驱动模块分别连接于第一电源模块和第一控制模块,用于驱动光引导小车运动;所述光追踪小车上的车体驱动模块分别连接于第二电源模块和第二控制模块,用于驱动光追踪小车运动。
9.根据权利要求3所述的光引导追踪装置,其特征在于,所述测距模块为超声波传感器模块,所述超声波传感器的型号为HC-SR04。
10.一种光引导追踪方法,其特征在于,所述方法采用权利要求3至9中任一项所述的光引导追踪装置,具体包括如下步骤:
1)光引导机构和光追踪机构的系统初始化准备,包括开启光引导机构和光追踪机构上的第一电源模块和第二电源模块,各机构的控制模块程序进行初始化设置;
2)光引导机构上的无线通信模块连接于移动终端,移动终端向光引导机构发送任一动作命令,动态规划光引导机构的运动路径;
3)光引导机构的第一控制模块读取并解析接收的任一动作命令,并根据动作命令控制光引导机构作出相应的动作;
4)光追踪机构的测距模块和追光模块实时采集计算光追踪机构上各方向接收的光线照射强度数据和其与光引导机构之间的距离数据,第二控制模块判断距离数据是否大于第二控制模块内设定的安全阈值;
5)当第二控制模块判距离数据大于安全阈值,则第二控制模块进一步判断光追踪机构接收光线照射强度最大的方向,控制光追踪机构向光线照射强度最大的方向运动;当第二控制模块判读距离数据小于或等于安全阈值,则控制光追踪机构停止运动;
6)光追踪机构循环执行步骤4)和步骤5)。
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