一种智能跟踪系统技术方案

本发明专利技术公开了一种智能跟踪系统，包括目标端、跟踪端、控制器、反光带、同步电机、无线通讯模块、红外发生器以及测距传感器。目标端和跟踪端上面分别装有红外发生器和测距传感器，通过红外发生器和测距传感器获取各自的准确实时坐标位置。控制器通过比较跟踪端与目标端的同一位置的坐标，判断其准确性以实现校正偏差，调整跟踪端的位置，向着减小与目标端位置偏差的方向运动。本发明专利技术结构简单，实用性强，自动化程度高，实时跟踪位置准确。

【技术实现步骤摘要】
一种智能跟踪系统
本专利技术涉及跟踪、无线通讯领域，具体涉及一种智能跟踪系统。
技术介绍
随着城市经济以及自动化技术的迅猛发展，目标定位和跟踪技术一直是各种智能设备装置的研究热点，跟踪装置包括有无人机、智能车等。无人机基本上采用的是计算机视觉来完成跟踪，智能车多采用摄像头或者是以传感器为基本的巡线方式实现跟踪。其中智能车跟踪技术因为其成本低、结构简单，在生活中的应用更加广泛。特别是在工业生产车间中，需要用到各种类型的大小车辆，包括有手推车、货车等等，由于车间的位置空间有限，操作设备工况复杂，再加上车辆比较多的情况下，采用摄像头的智能车，一旦出现跟踪目标不在摄像头的拍摄范围内或者被其他物体遮挡住的情况时,则无法实现有效跟踪。而巡线方式的智能车只能沿着已铺好的线行进，准确度更小。所以生产车间中很难实现对每一辆车辆的跟踪，从而导致生产效率降低，既耽误生产又会打乱原有的生产计划安排。因此，寻找一种针对工况复杂车间内的智能跟踪系统是一个亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术中的不足，提供一种结构简单、实用性强，且可进行准确跟踪的智能跟踪系统。本专利技术的技术解决方案是：一种智能跟踪系统，其特征是：包括目标端、跟踪端，在目标端和跟踪端上面分别装有的红外发生器和测距传感器，且目标端和跟踪端上的第一、第二红外发生器具有相同固定位置方向，目标端和跟踪端上的第一、第二距传感器具有相同固定位置方向；固定在目标端上的第一红外发生器和第一测距传感器与目标端同步运动，固定在跟踪端上的第二红外发生器和第二测距传感器与跟踪端同步运动；目标端和跟踪端上的第一、第二同步电机以相同的恒定速度运动；固定在目标端上的第一红外发生器以一定的倾斜方向角度安装，在第一同步电机带动轴运动的作用下做恒定速度为n的圆周运动，经过不同的位置会和反光带A交于不同的两点；通过几何比例计算获得目标端上的第一红外发生器作圆周运动交于反光带A两点形成的角度值θ1，目标端的第一测距传感器获取目标端和反光带B之间的距离L1，这样就能确定目标端的实时位置坐标(θ1，L1)；而当跟踪端行进到与目标端相同位置时，重复上述几何计算方法能够确定当前跟踪端的位置坐标(θ2，L2)；将两坐标位置进行比较，得到跟踪端偏离同一位置时的目标端的距离和方向，通过控制系统进行纠偏矫正位置，以保证跟踪端始终沿着目标端的方向行进；目标端、跟踪端上分别装有第一、第二控制器和第一、第二无线通讯模块，第一、第二无线通讯模块分别由第一、第二控制器控制；目标端和跟踪端的运动轨迹均以线的形式，当目标端在初始点时，在目标端上安装好第一红外发生器和第一测距传感器，第一红外发生器和第一测距传感器安装在第一同步电机带动的轴上，且两者处于不同高度位置以避免信号的干扰；第一红外发生器以一定的倾斜方向角度安装固定，当第一同步电机转动时，第一红外发生器就能够以圆形发射红外光；第一测距传感器处于水平位置以测得精确距离；目标端行进过程中，保证第一红外发生器发射的红外光可以交于反光带A两点，第一红外发生器和第一测距传感器的信号由第一控制器进行处理和计算，得到的位置坐标为(θ1，L1)；跟踪端始终沿着目标端的轨迹行进，保证第二红外发生器发射的红外光可以交于反光带A两点，第二红外发生器和第二测距传感器的信号由第二控制器进行处理和计算，得到的位置坐标为(θ2，L2)；控制器每隔一定时间采样信号计算一次位置坐标，第一控制器将检测到的位置坐标通过第一无线通讯模块传输到第二无线通讯模块，并由第二无线通讯模块送入第二控制器；第二控制器通过比较“θ1-θ2”、“L1-L2”的大小，并且以这个大小作为偏差量，调整跟踪端的位置，向着减小偏差的方向运动；反光带B是水平方向放置，位置处于目标端的行进轨迹下方，两者不相交且处于同一平面P1；反光带A以倾斜30°方向放置，位置处在平面P1的上方，其所处的竖直平面与平面P1相交的线段处于目标端的行进轨迹的上方，且不相交。无线通讯模块采用Zigbee无线通讯模块。控制器选用STM32单片机，用于控制一移动的跟踪端跟踪一移动的目标端。测距传感器选用激光传感器。本专利技术能够完成移动的跟踪端准确跟踪移动的目标端，系统通过比较跟踪端与目标端的同一位置的坐标，判断其准确性以实现校正偏差，调整跟踪端的位置，向着减小与目标端位置偏差的方向运动。本专利技术中反光带B和反光带A的位置放置，既能够充分利用复杂工况车间的空间位置，又避免了位置坐标相同的情况。本专利技术不受车间复杂工况和遮挡物体的影响，且结构简单、实用性强、自动化程度高，位置跟踪准确。附图说明图1是本专利技术的一种智能跟踪系统结构俯视图。图2是本专利技术的一种智能跟踪系统流程图。具体实施方式一种智能跟踪系统，包括目标端、跟踪端、控制器、反光带、同步电机、无线通讯模块、红外发生器以及测距传感器。在目标端和跟踪端上面分别装有相同固定位置方向的红外发生器B1、B2和测距传感器C1、C2。固定在目标端上的红外发生器B1和测距传感器C1与目标端同步运动，固定在跟踪端上的红外发生器B2和测距传感器C2与跟踪端同步运动。同步电机M1和同步电机M2以相同的恒定速度运动。固定在目标端上的红外发生器B1以一定的倾斜方向角度安装，在同步电机M1带动轴运动的作用下做恒定速度为n的圆周运动，经过不同的位置会和反光带A交于不同的两点。通过几何比例计算获得目标端上的红外发生器B1作圆周运动交于反光带A两点形成的角度值θ1，测距传感器C1用于获取目标端和反光带B之间的距离L1，这样就能确定目标端的实时位置坐标(θ1，L1)。而当跟踪端行进到与目标端相同位置时，重复上述几何计算方法能够确定当前跟踪端位置坐标(θ2，L2)，将两坐标位置进行比较，即可得到跟踪端偏离同一位置时的目标端的距离和方向，从而通过控制系统进行纠偏矫正位置，以保证跟踪端始终沿着目标端的方向行进。控制系统包括两个控制器K1和K2，无线通讯模块包括Z1和Z2，Z1和Z2分别由控制器K1和K2控制。目标端和跟踪端的运动轨迹均以线的形式。当目标端在初始点时(如附图1所示，假设目标端移动方向由左到右)，在目标端上安装好红外发生器B1和测距传感器C1，红外发生器和测距传感器安装在同步电机带动的轴上，且两者处于不同高度位置以避免信号的干扰。红外发生器B1以一定的倾斜方向角度安装固定，当同步电机M1转动时，红外发生器B1就能够以圆形发射红外光。测距传感器C1、C2都处于水平位置以测得精确距离。目标端行进过程中，保证红外发生器B1发射的红外光可以交于反光带A两点，红外发生器B1和测距传感器C1的信号由控制器K1进行处理和计算，得到的位置坐标为(θ1，L1)。跟踪端始终沿着目标端的轨迹行进，保证红外发生器B2发射的红外光可以交于反光带A两点，红外发生器B2和测距传感器C2的信号由控制器K2进行处理和计算，得到的位置坐标为(θ2，L2)。控制器每隔一定时间采样信号计算一次位置坐标，控制器K1将检测到的位置坐标通过无线通讯模块Z1传输到无线通讯模块Z2，并由无线通讯模块Z2送入控制器K2。控制器K2通过比较“θ1-θ2”、“L1-L2”的大小，并且以这个大小作为偏差量，调整跟踪端的位置，向着减小偏差的方向运动。反光带B是水平方向放置，位置处于目标端的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能跟踪系统，其特征是：包括目标端、跟踪端，在目标端和跟踪端上面分别装有的红外发生器和测距传感器，且目标端和跟踪端上的第一、第二红外发生器具有相同固定位置方向，目标端和跟踪端上的第一、第二距传感器具有相同固定位置方向；固定在目标端上的第一红外发生器和第一测距传感器与目标端同步运动，固定在跟踪端上的第二红外发生器和第二测距传感器与跟踪端同步运动；目标端和跟踪端上的第一、第二同步电机以相同的恒定速度运动；固定在目标端上的第一红外发生器以一定的倾斜方向角度安装，在第一同步电机带动轴运动的作用下做恒定速度为n的圆周运动，经过不同的位置会和反光带A交于不同的两点；通过几何比例计算获得目标端上的第一红外发生器作圆周运动交于反光带A两点形成的角度值

【技术特征摘要】
1.一种智能跟踪系统，其特征是：包括目标端、跟踪端，在目标端和跟踪端上面分别装有的红外发生器和测距传感器，且目标端和跟踪端上的第一、第二红外发生器具有相同固定位置方向，目标端和跟踪端上的第一、第二距传感器具有相同固定位置方向；固定在目标端上的第一红外发生器和第一测距传感器与目标端同步运动，固定在跟踪端上的第二红外发生器和第二测距传感器与跟踪端同步运动；目标端和跟踪端上的第一、第二同步电机以相同的恒定速度运动；固定在目标端上的第一红外发生器以一定的倾斜方向角度安装，在第一同步电机带动轴运动的作用下做恒定速度为n的圆周运动，经过不同的位置会和反光带A交于不同的两点；通过几何比例计算获得目标端上的第一红外发生器作圆周运动交于反光带A两点形成的角度值1，目标端的第一测距传感器获取目标端和反光带B之间的距离L1，这样就能确定目标端的实时位置坐标（1，L1）；而当跟踪端行进到与目标端相同位置时，重复上述几何计算方法能够确定当前跟踪端的位置坐标（2，L2）；将两坐标位置进行比较，得到跟踪端偏离同一位置时的目标端的距离和方向，通过控制系统进行纠偏矫正位置，以保证跟踪端始终沿着目标端的方向行进；目标端、跟踪端上分别装有第一、第二控制器和第一、第二无线通讯模块，第一、第二无线通讯模块分别由第一、第二控制器控制；目标端和跟踪端的运动轨迹均以线的形式，当目标端在初始点时，在目标端上安装好第一红外发生器和第一测距传感器，第一红外发生器和第一测距传感器安装在第一同步电机带动的轴上，且两者处于不同高...

【专利技术属性】
技术研发人员：华亮，申冰冰，赵凤申，周帅骏，董宁，蒋凌，季霆，刘明，陆平，罗来武，杨慧，任晓琳，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32