智能行李箱及其自动跟随方法技术

智能行李箱，包括行李箱、UWB基站、主UWB标签和控制器；行李箱下端设有呈矩形分布的万向轮A、万向轮B、差速轮C和差速轮D；UWB基站包括安装在行李箱上的标签A、标签B、标签C和标签D；主UWB标签分别与标签A、标签B、标签C和标签D通信方式连接；控制器的信号输入端口分别与标签A、标签B、标签C和标签D通信方式连接，控制器的信号输出端口分别与两个电机通信方式连接。一种行李箱自动跟随用户移动的方法，应用于上述的智能行李箱。本发明专利技术实现了行李箱自动跟随用户移动，行李箱可跟随在用户身后一定的距离移动，并根据用户的行进方向和速度自适应的调整姿态和速度，解放了用户的双手，提高了行李箱的智能化。的智能化。的智能化。

【技术实现步骤摘要】
智能行李箱及其自动跟随方法


[0001]本专利技术涉及智能控制
，特别是一种智能行李箱及其自动跟随方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展和人类社会的进步，智能化技术日益深入到人们的日常的生活当中，给人们的生活带来了极大的便利。但在智能化的大军当中，智能跟随的领域目前在国内尚属起步阶段，而智能跟随技术在许多生产、生活场景、日常生活用品上均有应用前景，能极大的给人们的生产和生活带来便利。
[0003]以箱包领域为例，行李箱若能实现自动跟随出行人移动，将节省出行人的体力，给出行人带来便利。智能行李箱集成了自动控制技术、单片机技术、电力电子技术、电力拖动技术与自适应控制算法于一身。在目前的市场上，传统的行李箱仍然占据着大部分的市场份额，尚未出现能够应用于市场的智能行李箱。在智能化设备越来越普及的当下，行李箱必然将迎来一场技术革命。
[0004]故而，在当前背景下，行李箱领域存在极大的市场和技术缺口。传统式的行李箱依靠机械结构，变滑动为滚动，节省人力，现在的机械改进型多围绕如何减小轮子的摩擦系数。电动式的行李箱是依靠遥控实现跟随。用户通过手动遥控行李箱以实现行李箱的前进、后退与转向。上述两种工作方式的行李箱需要手动拖拽或控制，不能实现自动跟随用户。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术的不足，而提供一种智能行李箱及其自动跟随方法，它解决了现有的行李箱需要手动拖拽或控制，不能实现行自动跟随用户的问题。
[0006]本专利技术的技术方案是：智能行李箱，包括行李箱、UWB基站、主UWB标签和控制器；行李箱下端设有呈矩形分布的万向轮A、万向轮B、差速轮C和差速轮D，万向轮A和万向轮B呈对角布置，差速轮C和差速轮D呈对角布置，差速轮C和差速轮D分别与安装在行李箱底部的电机连接，并分别被对应的电机驱动转动；UWB基站包括安装在行李箱上的标签A、标签B、标签C和标签D；标签A、标签B、标签C和标签D共平面，标签A、标签B、标签C和标签D中的任意三个不共直线；主UWB标签分别与标签A、标签B、标签C和标签D通信方式连接；控制器的信号输入端口分别与标签A、标签B、标签C和标签D通信方式连接，控制器的信号输出端口分别与两个电机通信方式连接。
[0007]本专利技术进一步的技术方案是：标签A、标签B、标签C、标签D和主UWB标签均处在同一水平面上；并且，标签A、标签B、标签C和标签D依次连接形成正方形。
[0008]本专利技术进一步的技术方案是：标签A、标签B、标签C及标签D处在同一水平面上，标签A、标签B、标签C和标签D依次连接形成正方形；主UWB标签位于所述水平面的上方，主UWB标签与所述水平面的垂直距离为h。
[0009]本专利技术进一步的技术方案是：标签B、标签C及标签D处在同一水平面上，标签A在所述水平面上的垂直投影点与标签B、标签C及标签D依次连接形成正方形，标签A和主UWB标签
均位于所述水平面的上方，标签A与所述水平面的垂直距离为m，主UWB标签与所述水平面的垂直距离为h。
[0010]本专利技术的技术方案是：一种行李箱自动跟随用户移动的方法，应用于上述的智能行李箱，步骤如下：
[0011]参数设定：
[0012]设主UWB标签到标签A的直线距离为L
A
，主UWB标签到标签B的直线距离为L
B
，主UWB标签到标签C的直线距离为L
C
，主UWB标签到标签D的直线距离为L
D
；主UWB标签携带在用户身上；设L
C
‑
L
D
＝err，L
A
‑
L
B
＝dir，(L
A
+L
B
)/2＝gap；设正方向为标签B指向标签A；负方向为标签A指向标签B；
[0013]移动逻辑：
[0014]当err＞0，dir≥0，差速轮C的转速大于差速轮D的转速，智能行李箱总体方向为负方向；
[0015]当err＜0，dir≥0，差速轮C的转速小于差速轮D的转速，智能行李箱总体方向为负方向；
[0016]当err＞0，dir＜0，差速轮C的转速大于差速轮D的转速，智能行李箱总体方向为正方向；
[0017]当err＞0，dir＜0，差速轮C的转速小于差速轮D的转速，智能行李箱总体方向为正方向；
[0018]跟随机制：
[0019]设定行李箱与行人的最终保持距离为g，n为加成系数；
[0020]当gap＞n
×
g时，控制器控制电机动作，使行李箱向正方向满速行进；当g≤gap≤n
×
g时，控制器控制电机动作，使行李箱向正方向减速行进；当gap＜g时，控制器控制电机动作，使行李箱向反方向加速后退。
[0021]本专利技术的技术方案是：一种行李箱自动用户移动的跟随方法，应用于上述的智能行李箱，步骤如下：
[0022]参数设定：
[0023]设主UWB标签到标签A的直线距离为L
A
，主UWB标签到标签B的直线距离为L
B
，主UWB标签到标签C的直线距离为L
C
，主UWB标签到标签D的直线距离为L
D
；主UWB标签携带在用户身上；设L
C
‑
L
D
＝err，L
A
‑
L
B
＝dir，设正方向为标签B指向标签A；负方向为标签A指向标签B；
[0024]移动逻辑：
[0025]当err＞0，dir≥0，差速轮C的转速大于差速轮D的转速，智能行李箱总体方向为负方向；
[0026]当err＜0，dir≥0，差速轮C的转速小于差速轮D的转速，智能行李箱总体方向为负方向；
[0027]当err＞0，dir＜0，差速轮C的转速大于差速轮D的转速，智能行李箱总体方向为正方向；
[0028]当err＞0，dir＜0，差速轮C的转速小于差速轮D的转速，智能行李箱总体方向为正
方向；
[0029]跟随机制：
[0030]设定行李箱与行人的最终保持距离为g，n为加成系数；
[0031]当gap＞n
×
g时，控制器控制电机动作，使行李箱向正方向满速行进；当g≤gap≤n
×
g时，控制器控制电机动作，使行李箱向正方向减速行进；当gap＜g时，控制器控制电机动作，使行李箱向反方向加速后退。
[0032]本专利技术的技术方案是：一种行李箱自动跟随用户移动的方法，应用于上述的智能行李箱，步骤如下：
[0033]参数设定：
[0034]设主UWB标签到标签A的直线距离为L
A
，主UWB标签到标签B的直线距离为L
B
，主UWB标签到标签C的直线距离为L
C
，主UWB标签到标签D的直线距离为L...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.智能行李箱，其特征是：包括行李箱、UWB基站、主UWB标签和控制器；行李箱下端设有呈矩形分布的万向轮A、万向轮B、差速轮C和差速轮D，万向轮A和万向轮B呈对角布置，差速轮C和差速轮D呈对角布置，差速轮C和差速轮D分别与安装在行李箱底部的电机连接，并分别被对应的电机驱动转动；UWB基站包括安装在行李箱上的标签A、标签B、标签C和标签D；标签A、标签B、标签C和标签D共平面，标签A、标签B、标签C和标签D中的任意三个不共直线；主UWB标签分别与标签A、标签B、标签C和标签D通信方式连接；控制器的信号输入端口分别与标签A、标签B、标签C和标签D通信方式连接，控制器的信号输出端口分别与两个电机通信方式连接。2.如权利要求1所述的智能行李箱，其特征是：标签A、标签B、标签C、标签D和主UWB标签均处在同一水平面上；并且，标签A、标签B、标签C和标签D依次连接形成正方形。3.如权利要求1所述的智能行李箱，其特征是：标签A、标签B、标签C及标签D处在同一水平面上，标签A、标签B、标签C和标签D依次连接形成正方形；主UWB标签位于所述水平面的上方，主UWB标签与所述水平面的垂直距离为h。4.如权利要求1所述的智能行李箱，其特征是：标签B、标签C及标签D处在同一水平面上，标签A在所述水平面上的垂直投影点与标签B、标签C及标签D依次连接形成正方形，标签A和主UWB标签均位于所述水平面的上方，标签A与所述水平面的垂直距离为m，主UWB标签与所述水平面的垂直距离为h。5.一种行李箱自动跟随用户移动的方法，应用于权利要求2所述的智能行李箱，其特征是，步骤如下：参数设定：设主UWB标签到标签A的直线距离为L
A
，主UWB标签到标签B的直线距离为L
B
，主UWB标签到标签C的直线距离为L
C
，主UWB标签到标签D的直线距离为L
D
；主UWB标签携带在用户身上；设L
C
‑
L
D
＝err，L
A
‑
L
B
＝dir，(L
A
+L
B
)/2＝gap；设正方向为标签B指向标签A；负方向为标签A指向标签B；移动逻辑：当err＞0、dir≥0、差速轮C的转速大于差速轮D的转速时，智能行李箱总体方向为负方向；当err＜0、dir≥0、差速轮C的转速小于差速轮D的转速时，智能行李箱总体方向为负方向；当err＞0、dir＜0、差速轮C的转速大于差速轮D的转速时，智能行李箱总体方向为正方向；当err＞0、dir＜0、差速轮C的转速小于差速轮D的转速时，智能行李箱总体方向为正方向；跟随机制：设定行李箱与行人的最终保持距离为g，n为加成系数；当gap＞n
×
g时，控制器控制电机动作，使行李箱向正方向满速行进；当g≤gap≤n
×
g时，控制器控制电机动作，使行李箱向正方向减速行进；当gap＜g时，控制器控制电机动作，使行李箱向反方向加速后退。6.一种行李箱自动跟随用户移动的方法，应用于权利要求3所述的智能...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘珺广，肖子璇，吴家乐，彭俊杰，徐彪，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：