一种多模式可操作跟随车及跟随方法技术

本发明专利技术公开了一种多模式可操作跟随车及跟随方法，其中跟随车包括车身、车载VCU、车辆驱动转向系统、车辆制动系统、车载UWB、UWB标签、人机交互界面和操作手柄，车身底部的前侧安装有前轮，车身底部的后侧安装有后轮，车载VCU、车辆驱动转向系统、车辆制动系统、车载UWB、人机交互界面和操作手柄分别安装在车身上，UWB标签安装在被跟随目标上；本发明专利技术不仅可以解决现有技术中存在的定位探测范围较小、方向性较差等问题，还可以实现被跟随目标与跟随车之间的一对多的跟随关系，进而实现跟随车之间的相互跟随，从而大幅提高工作效率，降低人力成本。此外，跟随车与被跟随目标上的UWB标签之间的匹配关系可以随时改变，极大提高了跟随的灵活性。

A multi-mode maneuverable follow car and follow method

【技术实现步骤摘要】
一种多模式可操作跟随车及跟随方法
本专利技术涉及跟随车
，具体是一种多模式可操作跟随车及跟随方法。
技术介绍
跟随车可以跟随目标，自动跟随目标运动，当目标停止运动时，跟随车也停止运动。高尔夫球车是一种较为常见的跟随车。现有跟随车的目标定位方式主要是采用超声波雷达，利用到达时间（TOA）的方法，通过多个超声波探头进行目标物体的定位。但超声波定位存在信号传播速度较慢、信号方向性差、发散角度大等问题，由于发散使能量大大降低，导致信号衰减较为严重，因此探测范围有限。此外，现有技术中跟随车辆与跟随目标是一一对应的，不能够实现跟随目标与跟随车辆之间一对多以及多辆随车辆之间相互跟随的功能，导致很多场景下跟随车辆的利用率较低。201710671092.X公开了一种智能跟随高尔夫球车，包括高尔夫球车体和信标。所述高尔夫球车体上设置有电力模块Ⅰ、控制模块、驱动模块、电机模块、制导模块和避障模块，所述信标上设置有电力模块Ⅱ、信号处理模块、超声波发射模块和手动控制模块。该球车中信标与跟随车之间是相互配的，一旦确定中途无法改变，使得跟随车在跟随功能的灵活性较低。201510498083.6公开了一种跟随式搬运车及其运行方法，车体为拖板车的车体，所述的车体的底部带有轮式结构，所述的轮式结构为四轮结构，所述的四轮结构包括有四个轮子，所述的四个轮子均为动力轮，所述的直立式操作台内还设置有主控板，在所述的车体的最前沿按照从左到右的顺序依次设置有五个超声波测距离传感器，所述的五个超声波测距离传感器、启停按键、模式选择键、电子屏、蓄电池以及所有的电机都同主控板相通信连接，另外所述的跟随式搬运车还配置有遥控器，所述的遥控器用来同主控板相无线通信连接，所述的主控板中带有运行控制模块。该搬运车使用超声波对所需要进行跟随的物体进行定位，存在当跟随目标与跟随车辆之间距离较远时，定位精度较低，信号较弱，当周围存在多个跟随目标时，无法实现正常的跟随功能。201810588007.8公开了一种基于UWB非基站便捷式工厂AGV跟随方法，本专利技术对工厂场地进行非基站式布置，将目标信号源悬挂于空中，从而将从前地面的轨道“搬”到空中，形成一种可移动式无轨轨道，采用多个AGV跟随一个目标信号源的方式，实现AGV的跟随路径灵活自由化。该跟随方法也运用了UWB作为定位方式，但其跟随方式是通过设定好几个固定的目标位置，AGV根据设定好的路径进行跟随，并不具有跟随移动目标的功能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种多模式可操作跟随车及跟随方法。本专利技术应用UWB定位技术实现对被跟随目标的定位，不仅可以解决现有技术中存在的定位探测范围较小、方向性较差等问题，还可以实现被跟随目标与跟随车之间的一对多的跟随关系，进而实现跟随车之间的相互跟随，从而大幅提高工作效率，降低人力成本；此外，跟随车与被跟随目标上的UWB标签之间的匹配关系可以随时改变，极大提高了跟随的灵活性。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种多模式可操作跟随车，包括车身、车载VCU、车辆驱动转向系统、车辆制动系统、车载UWB、UWB标签、人机交互界面和操作手柄，所述的车身底部的前侧安装有前轮，所述的车身底部的后侧安装有后轮，所述的车载VCU、车辆驱动转向系统、车辆制动系统、车载UWB、人机交互界面和操作手柄分别安装在所述的车身上，所述的UWB标签安装在被跟随目标上；所述的车辆驱动转向系统包括轮毂电机和电机控制器，所述的轮毂电机用于驱动所述的后轮；所述的车辆制动系统包括舵机和制动液压缸，所述的舵机用于拉动所述的制动液压缸，向所述的制动液压缸提供制动力，并将制动力传递至制动卡钳，所述的制动卡钳安装在所述的前轮上；所述的车载UWB用于与所述的UWB标签进行实时通信，获取所述的UWB标签相对于跟随车坐标系原点的实时XY坐标数据，并将所述的实时XY坐标数据以CAN信号形式传送给所述的车载VCU；所述的人机交互界面用于跟随车的工作模式及参数的设置和输出显示，所述的工作模式包括手柄操作模式和自动跟随模式；所述的操作手柄用于通过模拟信号与所述的车载VCU进行数据通信，对跟随车进行手柄操作，实现跟随车的工作模式在手柄操作模式与自动跟随模式之间的切换；所述的车载VCU分别与所述的电机控制器、舵机、车载UWB、人机交互界面和操作手柄电连接，所述的车载VCU用于接收并处理数据，并将处理后的数据发送给相应的执行机构。一种利用上述多模式可操作跟随车实现的多模式可操作跟随方法，包括以下步骤：步骤一、在不同的被跟随目标上分别安装不同ID的UWB标签，在人机交互界面中预先设定默认跟随的UWB标签ID；步骤二、车载VCU每隔一个频率周期运行一次控制流程，该流程首先判断人机交互界面中显示的当前的跟随车的工作模式是否为手柄操作模式，如果判断为手柄操作模式，则车载VCU处理操作手柄传送的模拟信号，并将处理后的信号输出为电机控制器的CAN信号，电机控制器控制轮毂电机执行驱动动作；如果判断为非手柄操作模式，则执行步骤三～步骤四；步骤三、确定所要跟随的被跟随目标后，使用者在人机交互界面中设置跟随车的工作模式及参数，包括设置：跟随车的工作模式为自动跟随模式、被跟随目标上的UWB标签ID、是否允许中途更换被跟随目标；步骤四、车载VCU判断使用者是否通过人机交互界面已输入被跟随目标上的UWB标签ID，如果使用者已输入被跟随目标上的UWB标签ID，则车载VCU从车载UWB实时输入的CAN信号中尝试截取该输入的UWB标签ID对应的UWB标签的XY坐标数据；如果使用者未输入被跟随目标上的UWB标签ID，则车载VCU控制跟随车使用预先设定好的默认跟随的UWB标签ID进行目标跟随，再从车载UWB实时输入的CAN信号中尝试截取该默认跟随的UWB标签ID对应的UWB标签的XY坐标数据；如果没有截取到相应的数据，则车载VCU在人机交互界面上向使用者提示错误信息，并向舵机发送PWM信号，舵机向制动液压缸提供制动力，使制动液压缸执行制动动作，直至截取到相应的数据；如果截取到相应的数据，且车载VCU接收到操作手柄传送的模拟信号，则车载VCU处理操作手柄传送的模拟信号，并将处理后的信号输出为电机控制器的CAN信号，电机控制器控制轮毂电机执行驱动动作；如果车载VCU没有接收到操作手柄传送的模拟信号，则车载VCU根据截取到的相应的数据计算该对应的UWB标签相对于跟随车坐标系原点的距离与偏角，并判断跟随车与该对应的UWB标签之间的距离是否小于设定的阈值；当跟随车与该对应的UWB标签之间的距离小于阈值时，车载VCU向舵机发送PWM信号，舵机向制动液压缸提供制动力，使制动液压缸执行制动动作，直至跟随车与该对应的UWB标签之间的距离大于阈值；当跟随车与该对应的UWB标签之间的距离大于阈值时，车载VCU控制跟随车跟随所要跟随的被跟随目标行驶到目标位置。本专利技术应用UWB定位技术实现对被跟随目标的定位，定位范围更大、方向性较好，可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模式可操作跟随车，其特征在于包括车身、车载VCU、车辆驱动转向系统、车辆制动系统、车载UWB、UWB标签、人机交互界面和操作手柄，所述的车身底部的前侧安装有前轮，所述的车身底部的后侧安装有后轮，所述的车载VCU、车辆驱动转向系统、车辆制动系统、车载UWB、人机交互界面和操作手柄分别安装在所述的车身上，所述的UWB标签安装在被跟随目标上；/n所述的车辆驱动转向系统包括轮毂电机和电机控制器，所述的轮毂电机用于驱动所述的后轮；/n所述的车辆制动系统包括舵机和制动液压缸，所述的舵机用于拉动所述的制动液压缸，向所述的制动液压缸提供制动力，并将制动力传递至制动卡钳，所述的制动卡钳安装在所述的前轮上；/n所述的车载UWB用于与所述的UWB标签进行实时通信，获取所述的UWB标签相对于跟随车坐标系原点的实时XY坐标数据，并将所述的实时XY坐标数据以CAN信号形式传送给所述的车载VCU；/n所述的人机交互界面用于跟随车的工作模式及参数的设置和输出显示，所述的工作模式包括手柄操作模式和自动跟随模式；/n所述的操作手柄用于通过模拟信号与所述的车载VCU进行数据通信，对跟随车进行手柄操作，实现跟随车的工作模式在手柄操作模式与自动跟随模式之间的切换；/n所述的车载VCU分别与所述的电机控制器、舵机、车载UWB、人机交互界面和操作手柄电连接，所述的车载VCU用于接收并处理数据，并将处理后的数据发送给相应的执行机构。/n...

【技术特征摘要】
1.一种多模式可操作跟随车，其特征在于包括车身、车载VCU、车辆驱动转向系统、车辆制动系统、车载UWB、UWB标签、人机交互界面和操作手柄，所述的车身底部的前侧安装有前轮，所述的车身底部的后侧安装有后轮，所述的车载VCU、车辆驱动转向系统、车辆制动系统、车载UWB、人机交互界面和操作手柄分别安装在所述的车身上，所述的UWB标签安装在被跟随目标上；
所述的车辆驱动转向系统包括轮毂电机和电机控制器，所述的轮毂电机用于驱动所述的后轮；
所述的车辆制动系统包括舵机和制动液压缸，所述的舵机用于拉动所述的制动液压缸，向所述的制动液压缸提供制动力，并将制动力传递至制动卡钳，所述的制动卡钳安装在所述的前轮上；
所述的车载UWB用于与所述的UWB标签进行实时通信，获取所述的UWB标签相对于跟随车坐标系原点的实时XY坐标数据，并将所述的实时XY坐标数据以CAN信号形式传送给所述的车载VCU；
所述的人机交互界面用于跟随车的工作模式及参数的设置和输出显示，所述的工作模式包括手柄操作模式和自动跟随模式；
所述的操作手柄用于通过模拟信号与所述的车载VCU进行数据通信，对跟随车进行手柄操作，实现跟随车的工作模式在手柄操作模式与自动跟随模式之间的切换；
所述的车载VCU分别与所述的电机控制器、舵机、车载UWB、人机交互界面和操作手柄电连接，所述的车载VCU用于接收并处理数据，并将处理后的数据发送给相应的执行机构。


2.一种利用权利要求1所述的多模式可操作跟随车实现的多模式可操作跟随方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一、在不同的被跟随目标上分别安装不同ID的UWB标签，在人机交互界面中预先设定默认跟随的UWB标签ID；
步骤二、车载VCU每隔一个频率周期运行一次控制流程，该流程首先判断人机交互界面中显示的当前的跟随车的工作模式是否为手柄操作模式，如果判断为手柄操作模式，则车载VCU处理操作手柄传送的模拟信号，并将处理后的信号输出为电机控制器的CAN信号，电机控制器控制轮毂电机执行驱动动作；如果判断为非手柄操作模式，则执行步骤三～步骤四；
步骤三、确定所要跟随的被跟...

【专利技术属性】
技术研发人员：仲首任，马芳武，冯曙，史津竹，葛林鹤，代凯，单子桐，郭荣辉，左世奇，
申请(专利权)人：浙江天尚元科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33