一种可折叠式自动跟随电动车制造技术

本发明专利技术涉及一种可折叠式自动跟随电动车，包括：折叠电动车；设置于所述折叠电动车上的至少两个UWB定位基站；用于设置在特定目标上的UWB定位标签；以及设置于所述折叠电动车上的控制器，该控制器与所述UWB定位基站连接；所述UWB定位基站通过UWB信号与所述UWB定位标签实现通信，控制器根据UWB定位基站的接收信号控制所述折叠电动车实现对所述特定目标的自动跟随。与现有技术相比，本发明专利技术具有跟随精度高，有效减轻使用者行走时的负担等优点，且本发明专利技术具有跟随功能的同时还可保留一定的运输载物能力。

A foldable automatic following electric vehicle

The invention relates to a foldable automatic following electric vehicle, including: a folding electric vehicle; at least two UWB positioning base stations set on the folded electric vehicle; used for setting the UWB positioning label on a specific target; and a controller set on the folding electric vehicle, which is connected with the UWB positioning base station. The UWB positioning base station communicate with the UWB positioning label through the UWB signal, and the controller controls the folding electric vehicle based on the UWB location of the base station to realize the automatic following of the specific target. Compared with the existing technology, the invention has the advantages of high following precision, effectively lighten the burden of the user when walking, and the invention has the following function and can also retain a certain capacity of transport carrier.

【技术实现步骤摘要】
一种可折叠式自动跟随电动车
本专利技术属于UWB(Ultra-Wideband，超宽带)定位领域和机械设计领域，具体地说是设计一种基于UWB定位跟随技术的可折叠电动车。
技术介绍
随着科学技术的发展，电动车已成为人们的日常生活用品。电动车的类型也越来越丰富，方便快捷是电动车最典型的特点。随着电动车更多方便快捷的功能的出现，一种可折叠式自动跟随电动车，在各领域作为日常需求的工具已成为可能。目前，可折叠式自动跟随电动车的技术难点包括电动车与目标之间在移动时的相对位置的确定；电动车在折叠之后保留原有行驶功能和一定的承载运输能力。近年来无线通信技术的快速发展，极大地影响了人们的日常生活，无线定位技术的使用也越来越广泛。现有的定位技术包括：GPS、超声波定位、蓝牙技术、Wi-Fi网络、射频技术等。但是这些传统的定位方式都具有一定的局限性，如GPS信号在经过建筑物遮挡后衰退严重，误差较大，不适合小范围高精度定位；另外超声波定位技术虽然定位精度较高，可用于小范围精确定位，但是超声波受多路径效应影响很大，同时需要大量的底层硬件设施投资，成本太高。UWB通信技术具有通信速率高、抗干扰能力强、多径分辨率高、穿透力强等诸多优势，使得基于UWB的定位技术相对于传统定位方法有很大的优越性。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可折叠式自动跟随电动车。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可折叠式自动跟随电动车，包括：折叠电动车；设置于所述折叠电动车上的至少两个UWB定位基站；用于设置在特定目标上的UWB定位标签；以及设置于所述折叠电动车上的控制器，该控制器与所述UWB定位基站连接；所述UWB定位基站通过UWB信号与所述UWB定位标签实现通信，控制器根据UWB定位基站的接收信号控制所述折叠电动车实现对所述特定目标的自动跟随。进一步地，所述折叠电动车包括车轮和主架，所述主架上设置有可折叠部。进一步地，所述可折叠部在折叠状态下在所述主架上形成一平面。进一步地，所述UWB定位标签包括别针式标签或手环式标签。进一步地，所述UWB定位基站设置有四个，四个UWB定位基站成菱形分布。进一步地，所述自动跟随包括距离跟随和转向跟随。进一步地，所述自动跟随的具体过程包括以下步骤：1)各UWB定位基站定时发出UWB信号，UWB定位标签接收并响应UWB信号，且UWB定位标签与UWB定位基站时间同步；2)UWB定位基站接收UWB定位标签的响应，控制器根据UWB定位基站的接收信号获得各UWB定位基站与UWB定位标签的距离，根据该距离获得UWB定位标签的位置坐标；3)控制器计算步骤2)获得的UWB定位标签的位置坐标及下一时刻设定目标的位置偏差；4)控制器根据所述位置偏差控制折叠电动车的移动。进一步地，所述位置偏差包括距离偏差和角度偏差。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：1、本专利技术基于UWB定位技术实现电动车与目标之间在移动时的相对位置的确定，定位更加准确，从而提高跟随精度。2、本专利技术设置有多个UWB定位基站，可以有效提高获得特定目标位置的精度，从而进一步提高电动车的跟随精度。3、本专利技术的折叠电动车仅在主架上设置可折叠部，在电动车折叠后，仍然保留正常情况下的行驶功能，方便了自动跟随特定目标功能的实现。4、本专利技术的折叠电动车的可折叠部在折叠状态下可形成一平面，在自动跟随特定目标的同时，电动车还具有一定的承载运输能力。附图说明图1是本专利技术的基于UWB定位系统的自动跟随电动车跟随示意图；图2是本专利技术的电动车保留行驶与运输功能的行车示意图，其中，(2a)为电动车普通行驶功能示意图，(2b)为电动车可折叠部示意图，(2c)为电动车折叠后的俯视图，(2d)为电动车折叠后的侧视图；图3是本专利技术的电动车折叠后承载运输能力的示意图；图4是本专利技术的电动车自动跟随的几何原理图；图5是本专利技术的电动车实现自动跟随功能的算法流程图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，本专利技术提供一种可折叠式自动跟随电动车，包括：折叠电动车1；设置于折叠电动车1上的至少两个UWB定位基站2；用于设置在特定目标上的UWB定位标签3，特定目标为移动的人或物；以及设置于折叠电动车1上的控制器，该控制器与UWB定位基站2连接；UWB定位基站2通过UWB信号与UWB定位标签3实现通信，控制器根据UWB定位基站2的接收信号控制折叠电动车1实现对特定目标的自动跟随，包括距离跟随和转向跟随。在某些实施例中，折叠电动车1包括车轮和主架，主架上设置有可折叠部。如图2所示，折叠的部分为电动车主架上部分的机构，在折叠之后，主架下部的车轮，则继续保持原来正常的位置状态，这样电动车就保留了原有的行驶功能。在某些实施例中，可折叠部在折叠状态下在主架上形成一平面。如图3所示，在折叠之后，主架上部形成一个平面，这个平面可以运输一定重量的货物，然后轮毂电机驱动电动车向前行驶，即电动车折叠之后保留了一定的承载运输能力，即在自动跟随特定目标的同时，电动车在折叠之后还具有一定运输货物的能力。在某些实施例中，UWB定位标签3可为别针式标签或手环式标签，可作为一种装饰品，别在车辆使用者的衣服上或佩戴在手腕上。在某些实施例中，至少两个UWB定位基站2中，有一个UWB定位基站2作为主基站与控制器实现连接。该电动车通过UWB定位技术，将多个基站安装在电动车上，而移动标签放置在电动车使用者的身上，实现电动车与使用者之间相对位置的测量与计算。当电动车被正常使用时，可视为一辆普通的驾驶者可操控的电动车。而当使用者不需要操控电动车时，可将它折叠成一种大小合适、稳定向好的机械结构，此时该车辆能自动跟随使用者，保留一定的运输载物能力。本专利技术利用高精度的UWB定位技术实现电动车辆的自动跟随，有效减轻使用者行走时的负担。如图5所示，上述可折叠式自动跟随电动车的自动跟随的具体过程包括以下步骤：1)各UWB定位基站处于移动状态，定时发出UWB信号，UWB定位标签接收并响应UWB信号，且UWB定位标签与UWB定位基站时间同步；2)UWB定位基站接收UWB定位标签的响应，控制器根据UWB定位基站的接收信号获得各UWB定位基站与UWB定位标签的距离，根据该距离获得UWB定位标签的位置坐标；3)控制器计算步骤2)获得的UWB定位标签的位置坐标及下一时刻设定目标的位置偏差，包括距离偏差(r偏差)和角度偏差(θ偏差)，r偏差是指期望距离与实际距离之间的偏差，θ偏差是指在极坐标下期望角度与实际角度之间的偏差；4)控制器根据位置偏差控制折叠电动车的移动。在某些实施例中，步骤2)利用电波到达时间值(TOA)算法获得基站与标签的距离与运动信息。在某些实施例中，步骤3)利用状态估计与预测类融合算法(如卡尔曼滤波算法)获得电动车与特定目标之间的相对位置。在某些实施例中，步骤4)的控制器通过相关的控制算法(如PID控制)根据位置偏差得出车速及舵机转角的控制量，对电动小车的行使方向(包括转向与前进后退)、行使速度进行控制。在某些实施例中，在实现电动车定位跟随的功能上，本专利技术的电动车在结构设计上，具有自动转向的功本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可折叠式自动跟随电动车，其特征在于，包括：折叠电动车；设置于所述折叠电动车上的至少两个UWB定位基站；用于设置在特定目标上的UWB定位标签；以及设置于所述折叠电动车上的控制器，该控制器与所述UWB定位基站连接；所述UWB定位基站通过UWB信号与所述UWB定位标签实现通信，控制器根据UWB定位基站的接收信号控制所述折叠电动车实现对所述特定目标的自动跟随。

【技术特征摘要】
1.一种可折叠式自动跟随电动车，其特征在于，包括：折叠电动车；设置于所述折叠电动车上的至少两个UWB定位基站；用于设置在特定目标上的UWB定位标签；以及设置于所述折叠电动车上的控制器，该控制器与所述UWB定位基站连接；所述UWB定位基站通过UWB信号与所述UWB定位标签实现通信，控制器根据UWB定位基站的接收信号控制所述折叠电动车实现对所述特定目标的自动跟随。2.根据权利要求1所述的可折叠式自动跟随电动车，其特征在于，所述折叠电动车包括车轮和主架，所述主架上设置有可折叠部。3.根据权利要求2所述的可折叠式自动跟随电动车，其特征在于，所述可折叠部在折叠状态下在所述主架上形成一平面。4.根据权利要求1所述的可折叠式自动跟随电动车，其特征在于，所述UWB定位标签包括别针式标签或手环式标签。5.根据权利要求1所述的可折叠式自动跟随电动车，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑岳久，刘金海，周龙，王勃凡，王晶晶，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31