CN112925304B - 一种基于手机app的自行走智能小推车 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于手机APP的自行走智能小推车，包括推车主体，推车主体上设置有视觉系统、核心控制系统、动力行走机构、防倾倒机构以及无线通信装置；所述核心控制系统连接所述视觉系统、动力行走机构、防倾倒机构以及无线通信装置；所述无线通信装置连接有手机APP系统；本申请小推车设置视觉系统、核心控制系统以及手机APP系统，通过建立环境地图，确定小推车即时位置以及目标地，确立主路径和分路径，计算量小，降低了推车的运算负担，且大大提高了推车的运行效率。

Description

一种基于手机APP的自行走智能小推车
技术领域
本发明涉及小推车技术领域，具体为一种基于手机APP的自行走智能小推车。
背景技术
现有的小推车结构简单，包括车架，车架底部设置的万向轮，以及设置于车架上的置物篮，由于这种小推车体积小，使用便捷，广泛应用于现代家庭中，而目前的小推车还是需要人工进行拖行，导致推车放置在一个区域时，使用者很少回去移动，大大减小了小推车的使用率，智能家具在现代家庭中已有广泛应用，智能家具可以大幅度的提高使用的便捷性，提高生活品质，研发一款智能小推车是一亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于手机APP的自行走智能小推车，用以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于手机APP的自行走智能小推车，包括推车主体，推车主体上设置有视觉系统、核心控制系统、动力行走机构、防倾倒机构以及无线通信装置；所述核心控制系统连接所述视觉系统、动力行走机构、防倾倒机构以及无线通信装置；所述无线通信装置连接有手机APP系统；
视觉系统包括红外扫描及照相系统，红外扫描用于获取小推车周围环境信息，形成三维环境地图；照相系统用于拍摄小推车即时周围环境图片，用于确定小推车的即时位置信息；
手机APP系统接收视觉系统反馈的所述工作区域的三维图像以及小推车即时位置信息；手机APP系统根据工作区域的三维图像绘制出工作区域的平面图，并在平面图中显示小推车的即时位置信息；手机APP系统还包括目标地输入模块，用于定位目标地，根据小推车的即时位置信息以及目标地规划出小推车的行走路径；
核心控制系统控制该小推车的所有部件，并通过无线通信装置与手机APP系统进行通信；手机APP系统将规划好的行走路径发送给核心控制系统，核心控制系统控制动力行走机构按照行走路径行走；
其中，小推车自行走控制方法包括如下步骤：
S1：通过视觉系统形成三维环境地图；以及确定小推车在三维环境图中的即时位置；
S2：核心控制系统控制无线通信装置将三维环境地图及即时位置反馈给手机APP系统；
S3：手机APP系统获取三维环境地图，将其转换为二维平面图，并将小推车的即时位置显示在二维平面图中，用户输入需小推车行走的目标地；手机APP系统规划出行走路径；
S4：手机APP系统将规划好的行走路径发送给核心控制系统，核心控制系统控制动力行走机构按照行走路径行走；
S5：行走过程中，检测小推车是否发生倾斜，若发生倾斜则启动防倾倒机构，避免小推车倾倒。
优选的，规划行走路径的方法，包括如下步骤：
A1：根据视觉系统建立的三维环境地图，转换为二维平面图；
A2：在二维平面图中标志出入户门区域以及各房间的入室门区域；
A3：在入户门区域处选择起点，并以起点为原点建立坐标系，沿X轴建立主轴；
A4：标出各入室门区域的中心线，并将各中心线，以及主轴相互延伸且两两垂直相交，形成主路径；
A5：识别各房间内的主要障碍物，以主要障碍物为标定物沿其外周标出轮廓线形成分路径，将各房间对应的中心线与轮廓线垂直相交，以将主路径与分路径连通形成行走路径；
A6：根据小推车起始点的坐标值，计算出小推车起始点距离行走路径最近的路线；
A7：确定目标地的坐标值，计算出目标地距离行走路径最近的路线；
A8：根据步骤A6及步骤A7确定的路线，确定小推车从当前位置到达指定位置的最佳路径。
轮廓线与标定物的距离为25-35CM。
其中，建立环境地图的方法引用现有技术，包括在此不再赘述；主要障碍物包括餐桌、沙发、茶几、电视柜、床、书桌以及衣柜等大型家具；或是人活动频繁的区域。
确定小推车的即时位置信息的方法为拍摄小推车即时周围环境图片；与三维环境地图比较，找出对应坐标点，即为小推车当前位置，此为现有成熟技术，在此不再赘述；
优选的，所述防倾倒机构包括可伸缩设置于推车主体两侧的弹性支撑杆组件，以及设置于推车主体两侧上的距离传感器，伸缩距离传感器连接核心控制系统，当一侧的距离传感器检测到位移发生变化时，核心控制系统控制该侧的弹性支撑杆组件伸出推车主体外，用于支撑，防止倾倒，当距离传感器检测到位移处于正常值时，核心控制系统控制该侧的弹性支撑杆组件缩回推车主体内。
优选的，弹性支撑杆组件包括驱动气缸，所述驱动气缸的伸缩杆连接有底部开口的安装框体，安装框体的顶壁上固定有弹性件，所述弹性件的底端固定有支撑块，支撑块的底面为一斜面便于将支撑块缩回推车本体。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供一种基于手机APP的自行走智能小推车，本申请小推车设置视觉系统、核心控制系统以及手机APP系统，通过建立环境地图，确定小推车即时位置以及目标地，确立主路径和分路径，计算量小，降低了推车的运算负担，且大大提高了推车的运行效率。
附图说明
图1为本发明建立的二维平面图结构示意图；
图2为本发明的结构示意图；
图3为本发明的防倾倒机构的结构示意图；
图4为本发明的小推车自行走控制方法流程示意图；
图5为本发明的规划行走路径的方法流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：
一种基于手机APP的自行走智能小推车，包括推车主体，推车主体上设置有视觉系统、核心控制系统、动力行走机构、防倾倒机构以及无线通信装置；所述核心控制系统连接所述视觉系统、动力行走机构、防倾倒机构以及无线通信装置；所述无线通信装置连接有手机APP系统；
视觉系统包括红外扫描及照相系统，红外扫描用于获取小推车周围环境信息，形成三维环境地图；照相系统用于拍摄小推车即时周围环境图片，用于确定小推车的即时位置信息；
手机APP系统接收视觉系统反馈的所述工作区域的三维图像以及小推车即时位置信息；手机APP系统根据工作区域的三维图像绘制出工作区域的平面图，并在平面图中显示小推车的即时位置信息；手机APP系统还包括目标地输入模块，用于定位目标地，根据小推车的即时位置信息以及目标地规划出小推车的行走路径；
核心控制系统控制该小推车的所有部件，并通过无线通信装置与手机APP系统进行通信；手机APP系统将规划好的行走路径发送给核心控制系统，核心控制系统控制动力行走机构按照行走路径行走；
其中，小推车自行走控制方法包括如下步骤：
S1：通过视觉系统形成三维环境地图；以及确定小推车在三维环境图中的即时位置；
S2：核心控制系统控制无线通信装置将三维环境地图及即时位置反馈给手机APP系统；
S3：手机APP系统获取三维环境地图，将其转换为二维平面图，并将小推车的即时位置显示在二维平面图中，用户输入需小推车行走的目标地；手机APP系统规划出行走路径；
S4：手机APP系统将规划好的行走路径发送给核心控制系统，核心控制系统控制动力行走机构按照行走路径行走；
S5：行走过程中，检测小推车是否发生倾斜，若发生倾斜则启动防倾倒机构，避免小推车倾倒。
其中，规划行走路径的方法，包括如下步骤：
A1：根据视觉系统建立的三维环境地图，转换为二维平面图；二维平面图与现实面积成等比例缩减；
A2：在二维平面图中标志出入户门区域以及各房间的入室门区域；
A3：在入户门区域处选择起点，并以起点为原点建立坐标系，沿X轴建立主轴；
A4：标出各入室门区域的中心线，并将各中心线，以及主轴相互延伸且两两垂直相交，形成主路径；
A5：识别各房间内的主要障碍物，以主要障碍物为标定物沿其外周标出轮廓线形成分路径，将各房间对应的中心线与轮廓线垂直相交，以将主路径与分路径连通形成行走路径；
A6：根据小推车起始点的坐标值，计算出小推车起始点距离行走路径最近的路线；
A7：确定目标地的坐标值，计算出目标地距离行走路径最近的路线；
A8：根据步骤A6及步骤A7确定的路线，确定小推车从当前位置到达指定位置的最佳路径。
轮廓线与标定物的距离为25-35CM。
其中，建立环境地图的方法引用现有技术，包括在此不再赘述；主要障碍物包括餐桌、沙发、茶几、电视柜、床、书桌以及衣柜等大型家具；或是人活动频繁的区域。
确定小推车的即时位置信息的方法为拍摄小推车即时周围环境图片；与三维环境地图比较，找出对应坐标点，即为小推车当前位置，此为现有成熟技术，在此不再赘述；
其中，所述防倾倒机构包括可伸缩设置于推车主体2两侧的弹性支撑杆组件，以及设置于推车主体两侧上的距离传感器1，伸缩距离传感器连接核心控制系统，当一侧的距离传感器检测到位移发生变化时，核心控制系统控制该侧的弹性支撑杆组件伸出推车主体外，用于支撑，防止倾倒，当距离传感器检测到位移处于正常值时，核心控制系统控制该侧的弹性支撑杆组件缩回推车主体内。
弹性支撑杆组件包括驱动气缸3，所述驱动气缸的伸缩杆连接有底部开口的安装框体4，安装框体的顶壁上固定有弹性件5，所述弹性件的底端固定有支撑块6，支撑块的底面为一斜面7便于将支撑块缩回推车本体。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种基于手机APP的自行走智能小推车，其特征在于：包括推车主体，推车主体上设置有视觉系统、核心控制系统、动力行走机构、防倾倒机构以及无线通信装置；所述核心控制系统连接所述视觉系统、动力行走机构、防倾倒机构以及无线通信装置；所述无线通信装置连接有手机APP系统；
视觉系统包括红外扫描及照相系统，红外扫描用于获取小推车周围环境信息，形成三维环境地图；照相系统用于拍摄小推车即时周围环境图片，用于确定小推车的即时位置信息；
手机APP系统接收视觉系统反馈的工作区域的三维图像以及小推车即时位置信息；手机APP系统根据工作区域的三维图像绘制出工作区域的平面图，并在平面图中显示小推车的即时位置信息；手机APP系统还包括目标地输入模块，用于定位目标地，根据小推车的即时位置信息以及目标地规划出小推车的行走路径；
核心控制系统控制该小推车的所有部件，并通过无线通信装置与手机APP系统进行通信；手机APP系统将规划好的行走路径发送给核心控制系统，核心控制系统控制动力行走机构按照行走路径行走；
其中，小推车自行走控制方法包括如下步骤：
S1：通过视觉系统形成三维环境地图；以及确定小推车在三维环境图中的即时位置；
S2：核心控制系统控制无线通信装置将三维环境地图及即时位置反馈给手机APP系统；
S3：手机APP系统获取三维环境地图，将其转换为二维平面图，并将小推车的即时位置显示在二维平面图中，用户输入需小推车行走的目标地；手机APP系统规划出行走路径；
S4：手机APP系统将规划好的行走路径发送给核心控制系统，核心控制系统控制动力行走机构按照行走路径行走；
S5：行走过程中，检测小推车是否发生倾斜，若发生倾斜则启动防倾倒机构，避免小推车倾倒；
规划行走路径的方法，包括如下步骤：
A1：根据视觉系统建立的三维环境地图，转换为二维平面图；
A2：在二维平面图中标志出入户门区域以及各房间的入室门区域；
A3：在入户门区域处选择起点，并以起点为原点建立坐标系，沿X轴建立主轴；
A4：标出各入室门区域的中心线，并将各中心线，以及主轴相互延伸且两两垂直相交，形成主路径；
A5：识别各房间内的主要障碍物，以主要障碍物为标定物沿其外周标出轮廓线形成分路径，将各房间对应的中心线与轮廓线垂直相交，以将主路径与分路径连通形成行走路径；
A6：根据小推车起始点的坐标值，计算出小推车起始点距离行走路径最近的路线；
A7：确定目标地的坐标值，计算出目标地距离行走路径最近的路线；
A8：根据步骤A6及步骤A7确定的路线，确定小推车从当前位置到达指定位置的最佳路径。
2.根据权利要求1所述的一种基于手机APP的自行走智能小推车，其特征在于：轮廓线与标定物的距离为25-35CM。
3.根据权利要求1所述的一种基于手机APP的自行走智能小推车，其特征在于：所述防倾倒机构包括可伸缩设置于推车主体两侧的弹性支撑杆组件，以及设置于推车主体两侧上的距离传感器，伸缩距离传感器连接核心控制系统，当一侧的距离传感器检测到位移发生变化时，核心控制系统控制该侧的弹性支撑杆组件伸出推车主体外，用于支撑，防止倾倒，当距离传感器检测到位移处于正常值时，核心控制系统控制该侧的弹性支撑杆组件缩回推车主体内。
4.根据权利要求3所述的一种基于手机APP的自行走智能小推车，其特征在于：弹性支撑杆组件包括驱动气缸，所述驱动气缸的伸缩杆连接有底部开口的安装框体，安装框体的顶壁上固定有弹性件，所述弹性件的底端固定有支撑块，支撑块的底面为一斜面便于将支撑块缩回推车本体。
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