CN112572557A

CN112572557A - 一种机场共享跟随行李车

Info

Publication number: CN112572557A
Application number: CN202011607533.8A
Authority: CN
Inventors: 王明伟; 黄灵文; 刘宜胜; 柯俊; 周新淳; 钟昊; 孙旭锋
Original assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Current assignee: Zhejiang University of Technology ZJUT
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2021-03-30

Abstract

一种机场共享随行行李车，包括包括行李车本体、设置在所述行李车本体内的控制单元以及与所述控制单元连接并驱动所述行李车本体的电机驱动模块；其中，所述控制单元包括单片机、超声波模块、毫米波雷达避障模块、智能跟随模块、通讯模块、安全模块，所述单片机均与超声波模块、毫米波雷达避障模块、智能跟随模块、通讯模块、安全模块相连；从而达到人们在乘坐飞机出行时，不再花费较大的精力来看管、运输自己的行李，同时解放双手，极大提高出行质量的目的。

Description

一种机场共享跟随行李车

技术领域

本发明涉及机械控制、机电一体化，具体为一种机场共享跟随行李车。

背景技术

随着时代的发展，各行各业对于智能化程度要求的提升，越来越多的移动机器得到普及，与传统的跟随设备相比，智能小车具有更好的机动性、安全性和实用性。如今随着我国国民经济的增长，民航业迅速发展，飞机以其高效，舒适等的特点，逐渐成为人们外出旅行的常见选择。现代机场规模较大，人们乘机时需要长时间、远距离携带行李办理各种乘机手续，同时为了防止行李丢失，还需花费时间和精力去看管自己的行李，这都大大地增加旅客的疲惫感，影响人们的出行质量。考虑到目前国内机场的行李车主要以人力为主，因此研发一款使用手机APP控制的共享运输小车迫在眉睫。

目前市面上关于行李运输的解决方案主要有手推车和智能行李箱两个方向。手推车运输行李虽然可以在一定程度上省力，但其仍然存在着控制不便、耗费精力的问题。智能行李箱是目前国内外市场上较为成熟的智能行李运输设备。2016年，美国Bluesmart公司首次面向公众推出了第一代智能行李箱，拥有定位追踪、手机操控等功能。随后，多家科技型创业公司相继推出了类似的产品，如灵动科技OVIS、爱途仕、酷哇等。该设备实现了行李箱自动跟随用户行走，遇到障碍物自动改变方向，随时监测物体重量，指纹解锁等安全可靠的功能。但其也有一些不足之处：首先，其锂电池和电机都占据了大量的空间，使得空间利用率不高；OVIS和爱途仕的锂电池都采用了外挂式的设计不仅十分不便还具有一定的危险性。另外，考虑到可带上飞机的锂电池的总容量不可超过160Wh，且要保证行李箱的轻便，其锂电池容量较小，不能长时间续航。其次，价格高昂，低则三千高则上万的价格，使得大多数旅客望而却步。最后，飞机上要确保绝对的安全，锂电池可能存在的任何危险都不被允许。

发明内容

针对现有技术本发明提供一种机场共享随行行李车。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述方案得以解决：

一种机场共享随行行李车，包括行李车本体、设置在所述行李车本体内的控制单元以及与所述控制单元连接并驱动所述行李车本体的电机驱动模块；

所述行李车本体包括行李承重装置和储物装置，所述行李承重装置包括车体、设置在所述车体下部的滚轮装置，所述滚轮装置包括设置在所述车体下部前方的相对称的前驱动轮和设置在所述车体下部后方的相对称的后驱动轮，所述前驱动轮和所述后驱动轮均通过万向驱动轴驱动，所述万向驱动轴与所述电机驱动模块连接；所述储物装置设置在所述车体一端上且所述储物装置的一侧表面设置有二维码；

所述控制单元包括单片机、超声波模块、毫米波雷达避障模块、智能跟随模块、通讯模块、安全模块，所述单片机均与超声波模块、毫米波雷达避障模块、智能跟随模块、通讯模块、安全模块相连；

所述超声波模块用于测量并计算所述行李车本体前方障碍物的距离，并将距离数据上传至单片机；

所述毫米波雷达避障模块通过雷达天线向外发射毫米波，接受目标反射信号，经过信号处理器，迅速准确的获取行李车本体周围环境的物理信息，确定行李车本体与被探测物体之间的相对距离、相对速度、运动方向、以及两者之间的角度，并将获取的数据上传至单片机；

所述智能跟随模块包括UWB定位和PID控制、PWM系统，所述UWB定位系统由标签节点、定位基站、和服务器组成，其中，所述标签节点由被用户携带，其位置是未知的，所述定位基站与所述服务器相连，所述定位基站的位置固定且已知，由所述定位基站每隔一段时间发送其检测到的标签节点信号，服务器接收到信号后在经过PID控制系统算法计算出标签节点所在的位置坐标信息，并且将运算结果传输到单片机，所述单片机通过PWM系统实现对电机驱动模块的控制，从而达到跟随的目的并且控制行李车本体与节点标签的距离；

所述通讯模块包括基于手机上的APP，所述APP通过5G与所述单片机相连，通过点击手机上的APP实现控制行李车本体运行；

所述安全模块包括接收设置于车体的压力传感器所检测的重量信息，进行处理。

进一步地，所述电机驱动模块包括设置在所述车体内的伺服电机，所述伺服电机与所述滚轮装置相连。

进一步地，所述行李车本体还包括电源，所述电源与所述控制单元相连。

进一步地，所述述通讯模块还包括标签节点。

与现有技术相比较，本发明的有益效果如下：

本发明通过机械结构、控制单元、电机驱动模块、超声波模块与毫米波雷达避障模块、与手机APP连接的通讯模块、以及电源，达到人们在乘坐飞机出行时，不再花费较大的精力来看管、运输自己的行李，同时解放双手，极大提高出行质量的目的。

附图说明

图1为本发明机场共享跟随行李车的正视结构示意图；

图2为本发明机场共享跟随行李车的侧视结构示意图；

图3为本发明机场共享跟随行李车各个模块联系图；

图4为本发明机场共享跟随行李车避障模块流程图；

图5为本发明机场共享跟随行李车避障原理流程图；

图6为本发明机场共享跟随行李车跟随功能流程图；

图7为本发明机场共享跟随行李车APP功能流程图；

图中所示：10、车体，11、前驱动轮，12、后驱动轮。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、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。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特征细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

本发明提供一种机场共享随行行李车。

如图1-5所示，一种机场共享随行行李车，包括行李车本体、设置在所述行李车本体内的控制单元以及与所述控制单元连接并驱动所述行李车本体的电机驱动模块；具体地如图1和图2所示，所述行李车本体包括行李承重装置和储物装置，所述行李承重装置包括车体10、设置在所述车体10下部的滚轮装置，其中，所述滚轮装置包括设置在所述车体10下部前方相对称的前驱动轮11和设置在所述车体下部后方相对称的后驱动轮12，所述前驱动轮11和所述后驱动轮12均通过万向驱动轴驱动，所述万向驱动轴与所述电机驱动模块连接；从而通过电机驱动模块带动滚轮装置进行移动，进而使得行李车本体通过滚轮装置实现移动；优选地，后驱动轮12和前驱动轮11均为麦克纳姆轮，所述车体10的上部两侧固定设置有圆角挡板，防止放置在车体10上的行李掉落等安全隐患。

进一步地，所述储物装置设置在所述车体10一端上，所述储物装置的上端开设有向所述储物装置内凹的储物格，用于放置用户的小型物品，其中储物装置的一侧表面设置有二维码，通过手机扫描二维码进而控制行李车本体的移动。

进一步地如图3所示，所述控制单元包括单片机、超声波模块、毫米波雷达避障模块、智能跟随模块、通讯模块、安全模块，所述单片机均与超声波模块、毫米波雷达避障模块、智能跟随模块、通讯模块、安全模块相连；其中；所述，单片机包括信号处理器。

进一步地，超声波模块用于测量并计算所述行李车本体前方障碍物的距离，并将距离数据上传至单片机；具体地，超声波模块包括超声波发射器、超声波接收器、定时器，其中，超声波探测器测量精度高、运行稳定、作用距离长，从而当超声波发射器发出一个脉冲时，定时器启动，遇到障碍物及时反弹，超声波接收器接受到返回脉冲时，定时器停止。

此时记录的时间为T:

D＝CT/2

C＝(331.4+273t)m/s

从而得到所述行李车本体前方障碍物的距离，上次至单片机；具体地如图4所示，当超声波发射器发出一个脉冲时，定时器启动，遇到障碍物及时反弹，超声波接收器接受到返回脉冲时，定时器停止，得到行李车本体前方障碍物的距离并上传至信号处理器，信号处理器进行计算分析、算法芯片进行处理，然后通过电机驱动模块(控制系统)控制行李车本体进行制动或减速运行，其中，超声波模块还包括报警装置，通过报警装置提醒用户。

进一步地，所述毫米波雷达避障模块包括毫米波雷达发射器、天线、无线收发开关、毫米波雷达接收器，所述毫米波雷达避障模块通过雷达天线向外发射毫米波，接受目标反射信号，经过信号处理器，迅速准确的获取行李车本体周围环境的物理信息，确定行李车本体与被探测物体之间的相对距离、相对速度、运动方向、以及两者之间的角度；具体地如图4所示，毫米波雷达发射器发射毫米波、无线收发开关接收毫米波后通过天线向外发射毫米波，毫米波雷达接收器接受目标反射信号上传至信号处理器，信号处理器进行计算分析、算法芯片进行处理，然后通过电机驱动模块(控制系统)控制行李车本体进行制动或减速运行。

进一步地如图5所示，当行李车本体与障碍物距离小于50cm时，开始避障，行李车本体上的超声波模块和毫米波雷达避障模块的共同运用，防止因为一个模块的损坏导致无法避障的问题，减少事故发生率，具体地，当行李车本体上的超声波模块和毫米波雷达避障模块共同检测行李车本体与障碍物距离小于50cm时，行李车本体开始避障，当行李车本体上的超声波模块和毫米波雷达避障模块共同检测行李车本体与障碍物距离大于50cm时，行李车本体继续前进。

进一步地，所述智能跟随模块包括UWB定位和PID控制、PWM系统，所述UWB定位系统由标签节点、定位基站、和服务器组成，其中，所述标签节点由被用户携带，其位置是未知的，所述定位基站与所述服务器相连，所述定位基站的位置固定且已知，由所述定位基站每隔一段时间发送其检测到的标签节点信号，服务器接收到信号后在经过PID控制系统算法计算出标签节点所在的位置坐标信息，并且将运算结果传输到单片机，所述单片机通过PWM系统实现对电机驱动模块的控制，从而达到跟随的目的并且控制行李车本体与节点标签的距离；

具体地如图6所示，智能跟随模块设定N值和P值，从而当行李车本体通过UWB定位跟随用户移动，当行李车本体上的超声波模块和毫米波雷达避障模块共同检测行李车本体与障碍物距离的P值小于N值时，行李车本体开始减速运行，当行李车本体上的超声波模块和毫米波雷达避障模块共同检测行李车本体与障碍物距离的P值达于N值时，行李车本体继续匀速运行前进。

所述通讯模块包括基于手机上的APP，所述APP通过5G与所述单片机相连，进而通过点击手机上的APP实现控制行李车本体运行；具体地，如图6所示，当用户进入APP界面后，选择是否注册，当注册后天通过扫扫描本体上的二维码，APP界面显示速度模式选择，可以选择低配速和高配速，通过还可以选择显示行李车本体参数和启动。

进一步地，所述安全模块包括接收设置于车体的压力传感器所检测的重量信息，进行处理。

进一步地，所述电机驱动模块包括设置在所述车体10内的伺服电机，所述伺服电机与所述滚轮装置相连。

进一步地，所述通讯模块还包括标签节点。

最后应该说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前叙述实施对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述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同等替换；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精神与范围。

Claims

1.一种机场共享随行行李车，其特征在于：包括行李车本体、设置在所述行李车本体内的控制单元以及与所述控制单元连接并驱动所述行李车本体的电机驱动模块；

所述行李车本体包括行李承重装置和储物装置，所述行李承重装置包括车体(10)、设置在所述车体(10)下部的滚轮装置，所述滚轮装置包括设置在所述车体下部前方的相对称的前驱动轮(11)和设置在所述车体下部后方的相对称的后驱动轮(12)，所述前驱动轮(11)和所述后驱动轮(12)均通过万向驱动轴驱动，所述万向驱动轴与所述电机驱动模块连接；所述储物装置设置在所述车体(10)一端上且所述储物装置的一侧表面设置有二维码；

2.根据权利要求1所述的一种机场共享随行行李车，其特征在于：所述电机驱动模块包括设置在所述车体(10)内的伺服电机，所述伺服电机与所述滚轮装置相连。

3.根据权利要求1所述的一种机场共享随行行李车，其特征在于：所述行李车本体还包括电源，所述电源与所述控制单元相连。

4.根据权利要求1所述的一种机场共享随行行李车，其特征在于：所述通讯模块还包括标签节点。