本發(fā)明涉及定位跟隨技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種智能跟隨系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)實(shí)生活中的很多場(chǎng)景下，攜帶的某些物品往往需要人為干預(yù)才能很好的跟隨主人，比如購(gòu)物車、嬰兒車、行李箱以及自拍類無(wú)人機(jī)等，要么通過(guò)手牽著或者拉著，要么通過(guò)遙控控制等，都需要過(guò)多的人為參與，很多時(shí)候由于疏忽導(dǎo)致物品丟失。

雖然現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)出現(xiàn)一些能夠?qū)崿F(xiàn)定位功能的產(chǎn)品或技術(shù)出現(xiàn)，但是這些產(chǎn)品或技術(shù)都面臨定位精度不夠準(zhǔn)確，容易受周圍環(huán)境影響等缺陷，因此，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的定位，從而無(wú)法實(shí)現(xiàn)智能跟隨。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是如何實(shí)現(xiàn)智能化定位跟隨。

有鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種智能跟隨系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行定位測(cè)距，根據(jù)目標(biāo)物的方位和距離信息生成對(duì)應(yīng)的跟隨控制指令，根據(jù)跟隨控制指令控制跟隨物進(jìn)行移動(dòng)以跟隨目標(biāo)。從而實(shí)現(xiàn)了智能化自動(dòng)定位跟隨，減輕用戶的負(fù)擔(dān)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例的第一方面，提供一種智能跟隨系統(tǒng)，所述智能跟隨系統(tǒng)包括主控模塊以及分別與所述主控模塊電連接的定位模塊和執(zhí)行模塊，其中：所述定位模塊用于對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行定位測(cè)距，并將所述目標(biāo)物的方位和距離信息輸出給所述主控模塊；所述主控模塊用于根據(jù)所述目標(biāo)物的方位和距離信息，生成對(duì)應(yīng)的跟隨控制指令，并將所述跟隨控制指令輸出給所述執(zhí)行模塊；所述執(zhí)行模塊用于根據(jù)所述跟隨控制指令控制跟隨物進(jìn)行移動(dòng)以跟隨所述目標(biāo)物。

其中，所述定位模塊包括超聲波定位單元、電磁波定位單元、機(jī)器視覺(jué)定位單元以及慣性導(dǎo)航定位單元中的至少一個(gè)。

其中，所述智能跟隨系統(tǒng)還包括避障模塊，所述避障模塊用于監(jiān)測(cè)所述跟隨物在所述移動(dòng)過(guò)程中的障礙物，并生成對(duì)應(yīng)的策略指令輸出給所述主控模塊，所述主控模塊將所述策略指令輸出給所述執(zhí)行模塊，所述執(zhí)行模塊根據(jù)所述策略指令控制所述跟隨物的移動(dòng)。

其中，所述避障模塊包括紅外避障單元、超聲波避障單元、視覺(jué)避障單元以及激光避障單元中的至少一種。

其中，所述智能跟隨系統(tǒng)還包括功能模塊，所述功能模塊用于根據(jù)用戶的請(qǐng)求，反饋便利信息和/或安全功能信息。

其中，所述功能模塊包括電子秤功能單元、gps功能單元、移動(dòng)電源功能單元、防拆功能單元以及出行助理功能單元中的至少一種。

其中，所述跟隨系統(tǒng)還包括交互模塊，所述交互模塊用于接收控制者的操控信息，將所述操控信息轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的操控指令，并將所述操控指令輸出給所述主控模塊，所述主控模塊將所述操控指令輸出給所述執(zhí)行模塊或所述功能模塊，所述執(zhí)行模塊或所述功能模塊根據(jù)所述操控指令執(zhí)行相應(yīng)的操作。

其中，所述操控信息包括語(yǔ)音交互控制信息、手勢(shì)控制信息和遙控控制信息中的至少一種。

其中，所述智能跟隨系統(tǒng)還包括電源模塊，所述電源模塊用于給所述智能跟隨系統(tǒng)供電。

其中，所述執(zhí)行模塊包括核心控制單元、電源單元、通信單元、調(diào)試單元以及電機(jī)控制單元。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比存在的有益效果是：區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明智能跟隨系統(tǒng)通過(guò)定位模塊對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行定位測(cè)距，主控模塊根據(jù)目標(biāo)物的方位和距離信息，生成對(duì)應(yīng)的跟隨控制指令，執(zhí)行模塊根據(jù)跟隨控制指令控制跟隨物進(jìn)行移動(dòng)以跟隨目標(biāo)物。通過(guò)這樣的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化定位跟隨，減少用戶的人為操作參與，方便用戶。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種智能跟隨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中利用至少4個(gè)發(fā)射器發(fā)射的電磁波計(jì)算得到目標(biāo)物相對(duì)于跟隨物的方位的方法流程示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的超聲波定位算法中建立坐標(biāo)系的示意圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的電磁波定位算法中建立坐標(biāo)系的示意圖；

圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的雙目視覺(jué)目標(biāo)定位原理示意圖；

圖6是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中執(zhí)行模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的橫向型障礙物測(cè)障示意圖；

圖8是本發(fā)明實(shí)施例提供的陡坡型障礙測(cè)算示意圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的凹坑障礙測(cè)算示意圖；

圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的檻型障礙測(cè)算示意圖；

圖11是本發(fā)明實(shí)施例的避障模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖12是本發(fā)明實(shí)施例提供的避障模塊的系統(tǒng)框架圖；

圖13是本發(fā)明實(shí)施例的功能模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

以下描述中，為了說(shuō)明而不是為了限定，給出了諸多技術(shù)特征的說(shuō)明示意圖，以便透切理解本發(fā)明實(shí)施例。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)清楚，在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的其它實(shí)施例中也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。在其它情況中，省略對(duì)眾所周知的方法的詳細(xì)說(shuō)明，以免不必要的細(xì)節(jié)妨礙本發(fā)明的描述。

參閱圖1，圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提供的一種智能跟隨系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，為了便于說(shuō)明，圖1僅示出了與本發(fā)明實(shí)施例相關(guān)的部分，圖1示例的智能跟隨系統(tǒng)100包括主控模塊11以及分別與主控模塊11電連接的定位模塊12和執(zhí)行模塊13，其中：

定位模塊12用于對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行定位測(cè)距，并將目標(biāo)物的方位和距離信息輸出給主控模塊11。

其中，請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖2，圖2是本發(fā)明實(shí)施例中的定位模塊的其中一種結(jié)構(gòu)示意圖，本發(fā)明實(shí)施例中的定位模塊12進(jìn)一步可以包括超聲波定位單元121、電磁波定位單元122、機(jī)器視覺(jué)定位單元123以及慣性導(dǎo)航定位單元124中的一個(gè)或者多個(gè)的組合。當(dāng)同時(shí)包括多個(gè)定位單元時(shí)，每個(gè)定位單元均具備獨(dú)立工作的能力，可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)定位并將目標(biāo)物的方位和距離信息輸出給主控模塊11，主控模塊11可以根據(jù)其中一個(gè)或者多個(gè)定位單元的信息進(jìn)行綜合處理，以得到準(zhǔn)確的方位和距離，從而生成跟隨控制指令輸出給執(zhí)行模塊13。因此，在硬件設(shè)計(jì)中，可以根據(jù)實(shí)際需要選擇一個(gè)或者多個(gè)定位單元，不影響具體功能實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，當(dāng)綜合選取多個(gè)定位單元配合使用，會(huì)使得定位信息更加準(zhǔn)確。

其中，超聲波定位單元121、電磁波定位單元122均是利用多個(gè)超聲波或電磁波裝置來(lái)測(cè)定每個(gè)裝置之間的距離，然后計(jì)算出目標(biāo)物的距離和方位。

超聲波定位單元121實(shí)現(xiàn)定位的具體實(shí)現(xiàn)是通過(guò)在跟隨物上安裝一組超聲波接收器來(lái)組成接收陣列，通過(guò)接收攜帶在目標(biāo)物上的超聲波發(fā)射器發(fā)射的超聲波，來(lái)計(jì)算出超聲波發(fā)射器與接收器的距離和方位。其實(shí)現(xiàn)原理是根據(jù)檢測(cè)超聲波傳輸?shù)臅r(shí)間，結(jié)合聲波傳輸?shù)乃俣扔?jì)算出每個(gè)接收器與發(fā)射器的距離，以接收器組成的接收陣列中的某一個(gè)點(diǎn)為原點(diǎn)，建立三維坐標(biāo)系，從而解算出目標(biāo)物的坐標(biāo)，計(jì)算得到需要跟隨的距離和角度。

另外，由于收發(fā)器必須時(shí)鐘同步，所測(cè)得的超聲波傳輸時(shí)間才有效，所以在實(shí)際實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，可以通過(guò)無(wú)線電信號(hào)的方式實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，接收器先發(fā)出一個(gè)接收器先發(fā)出一個(gè)無(wú)線電信號(hào)到發(fā)送器，由于兩者的距離較近(2米范圍)，所以無(wú)線電波的傳輸時(shí)間基本可以忽略不計(jì)。當(dāng)發(fā)射器收到無(wú)線電信號(hào)后，立即發(fā)送超聲波信號(hào)。當(dāng)接收器收到超聲波信號(hào)后，其發(fā)射無(wú)線電信號(hào)和接收到超聲波信號(hào)之間的時(shí)間差，即為超聲波的傳輸時(shí)間。再用傳輸時(shí)間和超聲波傳輸速度的函數(shù)關(guān)系，解算出距離信息。

接收陣列中的其他接收器在發(fā)射無(wú)線電信號(hào)時(shí)均為同時(shí)發(fā)射，由于距離不同，所以接收的時(shí)間不同，按照上述方式同樣可以計(jì)算出各個(gè)接收器距發(fā)射器的距離。

由于超聲波在空氣中傳播速度受到溫度和氣壓的影響，因此，作為一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方式，還需要檢測(cè)環(huán)境溫度和氣壓，用來(lái)確定超聲波的傳輸速度。

其中，接收器和發(fā)射器在設(shè)計(jì)上可以互換，根據(jù)實(shí)際產(chǎn)品選擇使用對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)方式。

其中，接收器的數(shù)量取決于定位跟隨系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合，在能夠確定目標(biāo)物相對(duì)于跟隨物的方位的前提下，只需要設(shè)置至少2個(gè)接收器即可實(shí)現(xiàn)定位跟蹤。例如跟隨物是車輛的話，目標(biāo)物總是位于跟隨的車輛的上面和前方，而跟隨物是無(wú)人機(jī)的話，目標(biāo)物通?？偸俏挥诟S物的前面和下方。跟隨物是自拍類無(wú)人機(jī)的話，目標(biāo)物都要位于跟隨物的后面和下方。

也就是說(shuō)，這種情況下，可以通過(guò)預(yù)設(shè)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定目標(biāo)物相對(duì)于跟隨物的方位，從而可以通過(guò)至少2個(gè)接收器就可以實(shí)現(xiàn)定位跟隨。

但是，對(duì)于定位跟隨系統(tǒng)應(yīng)用于不能明確確定目標(biāo)物相對(duì)于跟隨物的方位時(shí)，則至少需要設(shè)置4個(gè)接收器，通過(guò)第3個(gè)、第4個(gè)接收器接收的超聲波來(lái)輔助確定目標(biāo)物在空間上的方位。

而在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，除4個(gè)超聲波接收器以外，還可以另外增設(shè)1個(gè)或多個(gè)超聲波接收器，每個(gè)超聲波接收器接收的超聲波都能計(jì)算得到一個(gè)目標(biāo)物的坐標(biāo)，用來(lái)輔助校正目標(biāo)物的坐標(biāo)，使得定位更準(zhǔn)確。

其中，請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖3，圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的超聲波定位算法中建立坐標(biāo)系的示意圖，本發(fā)明實(shí)施例以其中3個(gè)接收器為例，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明中定位的算法。如圖所示，在二維平面上，通過(guò)在接收器a\b\c和目標(biāo)物t之間的測(cè)距方法測(cè)出ta\tb\tc的長(zhǎng)度，在平面abc上建立坐標(biāo)系，z軸垂直于平面abc。a\b\c點(diǎn)的坐標(biāo)已知，由ta/tb/ab的長(zhǎng)度(測(cè)得的距離)可以計(jì)算出t和t’兩點(diǎn)，并且這兩點(diǎn)基于直線ab對(duì)稱。又按照tc的長(zhǎng)度，判定t’不是真實(shí)的目標(biāo)點(diǎn)，從而確定t點(diǎn)的坐標(biāo)。再根據(jù)平面abc和跟隨物和目標(biāo)所處的平面(簡(jiǎn)稱跟隨平面)的夾角，即可確定目標(biāo)在跟隨平面的位置信息。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，可以通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法，讓平面abc和跟隨平面重合或平行，從而減少計(jì)算量。

對(duì)于定位跟隨系統(tǒng)而言，還需要考慮空間位置。所以借助第4個(gè)測(cè)距裝置，即可解算出三維空間里目標(biāo)物的正確坐標(biāo)。

其中，上述的接收器和發(fā)射器都是全向接收器和全向發(fā)射器。

在具體硬件實(shí)現(xiàn)上，超聲波定位單元121設(shè)計(jì)分為發(fā)射裝置和接收裝置。具體地，發(fā)射裝置由由一片stm32mcu作為核心，一個(gè)基于433mhz無(wú)線電的通信模塊，一個(gè)max232驅(qū)動(dòng)的超聲波發(fā)射模塊，一套3.7v鋰電池電源作為供能，共同構(gòu)成。

具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，接收裝置由一片stm32mcu作為核心，一個(gè)基于433mhz無(wú)線電的通信模塊，四個(gè)lm324驅(qū)動(dòng)的超聲波接收器，一套3.7v鋰電池電源作為供能，一個(gè)18b20溫度傳感器共同組成。接收裝置的4個(gè)接收器可以組成一個(gè)水平面上360°接收方向的接收陣列。

其中，本發(fā)明實(shí)施例的電磁波定位單元122，是基于電磁波的rssi(receivedsignalstrengthindication，接收的信號(hào)強(qiáng)度指示)，通過(guò)在目標(biāo)物上設(shè)置全向接收器，跟隨物上設(shè)置發(fā)射器，并由2個(gè)以上的發(fā)射器組成發(fā)射陣列，通過(guò)接收到的信號(hào)強(qiáng)弱測(cè)定陣列中各個(gè)信號(hào)發(fā)射點(diǎn)與接收點(diǎn)的距離，進(jìn)而根據(jù)相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行定位計(jì)算。

其中，跟隨物上設(shè)置至少2個(gè)發(fā)射器組成發(fā)射陣列，在系統(tǒng)開(kāi)機(jī)時(shí)，發(fā)射器分別按照所設(shè)定的時(shí)隙發(fā)射相同頻率的電磁波信號(hào)。

為避免發(fā)射陣列中的信號(hào)互相疊加，而影響信號(hào)強(qiáng)度，所以本發(fā)明實(shí)施例采用分時(shí)發(fā)射的方法。例如1號(hào)發(fā)射器發(fā)射信號(hào)時(shí)，2號(hào)發(fā)射器處于關(guān)斷狀態(tài)，確保此時(shí)接收陣列檢測(cè)到的信號(hào)唯一性。在經(jīng)過(guò)一個(gè)極小的時(shí)隙(預(yù)定時(shí)隙)以后，2號(hào)發(fā)射器工作，1號(hào)發(fā)射器關(guān)斷。當(dāng)1、2號(hào)發(fā)射器都發(fā)射過(guò)信號(hào)，并且接收陣列也均通過(guò)上述方法檢測(cè)出接收陣列和各個(gè)發(fā)射器之間的距離時(shí)，記為一個(gè)檢測(cè)周期。因?yàn)檫x擇的時(shí)隙較小(例如1毫秒)，目標(biāo)物(比如人體)在時(shí)隙內(nèi)移動(dòng)的距離可以忽略不記，所以可以認(rèn)為這個(gè)檢測(cè)周期內(nèi)檢測(cè)到的距離，就是目標(biāo)物分別距離1、2號(hào)發(fā)射器的距離。當(dāng)設(shè)置2個(gè)以上發(fā)射器時(shí)，電磁波發(fā)射以及檢測(cè)周期以此類推。

這里所設(shè)定的時(shí)隙，是為實(shí)現(xiàn)分時(shí)發(fā)射預(yù)先設(shè)定的時(shí)隙間隔，目的是使得其中任意一個(gè)發(fā)射器在發(fā)射電磁波信號(hào)時(shí)，其他發(fā)射器都保持關(guān)閉狀態(tài)。

其中，本發(fā)明實(shí)施例中，發(fā)射器的數(shù)量取決于定位跟隨系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)合，在能夠確定目標(biāo)物相對(duì)于跟隨物的方位的前提下，只需要設(shè)置至少2個(gè)全向接收器即可實(shí)現(xiàn)定位跟蹤。例如跟隨物是車輛的話，目標(biāo)物總是位于跟隨的車輛的上面和前方，而跟隨物是無(wú)人機(jī)的話，目標(biāo)物通?？偸俏挥诟S物的前面和下方。跟隨物是自拍類無(wú)人機(jī)的話，目標(biāo)物都要位于跟隨物的后面和下方。

也就是說(shuō)，這種情況下，可以通過(guò)預(yù)設(shè)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定目標(biāo)物相對(duì)于跟隨物的方位，從而可以通過(guò)至少2個(gè)發(fā)射器就可以實(shí)現(xiàn)定位跟隨。

但是，對(duì)于定位跟隨系統(tǒng)應(yīng)用于不能明確確定目標(biāo)物相對(duì)于跟隨物的方位時(shí)，則至少需要設(shè)置4個(gè)發(fā)射器，通過(guò)第3個(gè)、第4個(gè)發(fā)射器發(fā)射的電磁波來(lái)輔助確定目標(biāo)物在空間上的方位。

當(dāng)然，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，除4個(gè)電磁波發(fā)射器以外，還可以另外增設(shè)1個(gè)或多個(gè)電磁波發(fā)射器，每個(gè)電磁波發(fā)射器發(fā)射的電磁波都能計(jì)算得到一個(gè)目標(biāo)物的坐標(biāo)，用來(lái)輔助校正目標(biāo)物的坐標(biāo)，使得定位更準(zhǔn)確。

作為一種優(yōu)選的實(shí)現(xiàn)方案，目標(biāo)物上的全向接收器上采用全向天線檢測(cè)信號(hào)，但是由于目標(biāo)物攜帶全向接收器的方式可能會(huì)產(chǎn)生變化，全向天線雖然能夠接收到信號(hào)，但是如果天線位置變化，接收到的信號(hào)強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生變化，從而引起測(cè)量誤差，所以在本發(fā)明實(shí)施例中，多個(gè)全向接收器組成一個(gè)環(huán)形接收陣列，在接收到信號(hào)時(shí)，多個(gè)全向接收器都會(huì)接收到信號(hào)，通過(guò)平均值計(jì)算環(huán)形陣列圓心處的信號(hào)強(qiáng)度(電壓幅值)，來(lái)計(jì)算距離。

作為一種具體的實(shí)現(xiàn)方式，目標(biāo)物上的全向接收器由3個(gè)全向接收天線構(gòu)成接收陣列，當(dāng)接收陣列檢測(cè)到電磁波信號(hào)時(shí)，通過(guò)一片亞德諾半導(dǎo)體公司的ad8307ic芯片，可以將信號(hào)強(qiáng)度轉(zhuǎn)化為可以測(cè)量的電壓幅值。通過(guò)比對(duì)電壓幅值和距離的關(guān)系，來(lái)計(jì)算出接收陣列與該發(fā)射器的距離。

請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖4，圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的電磁波定位算法中建立坐標(biāo)系的示意圖。本發(fā)明實(shí)施例以其中2個(gè)發(fā)射器為例，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明中定位的算法。如圖所示，以全向接收器t和發(fā)射器1、2構(gòu)成的跟隨平面上建立坐標(biāo)系，默認(rèn)全向接收器在發(fā)射器前方(即目標(biāo)物在跟隨物的前方移動(dòng))，因?yàn)闇y(cè)得了l1\l2的長(zhǎng)度，在發(fā)射器安裝時(shí)已知o1o2的長(zhǎng)度，o為o1o2的中點(diǎn)，所以可以計(jì)算出t點(diǎn)的坐標(biāo)，進(jìn)而解算出to的長(zhǎng)度(跟隨的距離)和to與x軸的夾角θ(跟隨的角度)。

對(duì)于定位跟隨系統(tǒng)而言，如果不確定目標(biāo)物的方位，還需要考慮空間位置。所以借助第3個(gè)、第4個(gè)測(cè)距裝置，即可解算出三維空間里目標(biāo)物的正確坐標(biāo)。

由于電磁波有衍射、反射、相互疊加等特性，需要確保所生成的電磁場(chǎng)穩(wěn)定均勻，且不易受到干擾。因此，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案，所選用的電磁波頻段需要有較大的波長(zhǎng)(遠(yuǎn)大于跟隨物與目標(biāo)之間的距離)，容易發(fā)生衍射，不易被反射，從而較易繞過(guò)障礙物。又因?yàn)槟壳吧瞽h(huán)境內(nèi)的常見(jiàn)電磁波多為移動(dòng)通信、wifi、藍(lán)牙、無(wú)線廣播等，要避免受到空間中這些電磁波的干擾，所以本發(fā)明需要選擇一個(gè)不常用的無(wú)線電波頻段。

其中，作為一種具體的實(shí)現(xiàn)方式，本發(fā)明實(shí)施例中，電磁波信號(hào)選用125khz的無(wú)線電磁波信號(hào)。

其中，本發(fā)明實(shí)施例中的機(jī)器視覺(jué)定位單元123(計(jì)算機(jī)視覺(jué)定位單元)是利用在跟隨物上裝置兩個(gè)攝像頭，攝取圖像信號(hào)，并從中根據(jù)像素分布和亮度、顏色等信息，轉(zhuǎn)變成數(shù)字化信號(hào)，圖像系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)字化信號(hào)進(jìn)行各種運(yùn)算來(lái)抽取目標(biāo)物的特征，從而確定目標(biāo)物。當(dāng)目標(biāo)物確定以后，根據(jù)每個(gè)攝像頭與景深的關(guān)系，計(jì)算出單個(gè)攝像頭和目標(biāo)的距離，然后再通過(guò)多個(gè)攝像頭的不同距離，用三角定位法解算出目標(biāo)的方位和距離。

其中，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例的機(jī)器視覺(jué)定位單元可以是由armcortexa9作為核心處理芯片的核心板為主，運(yùn)行l(wèi)inux操作系統(tǒng)，連接兩個(gè)定焦攝像頭，將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)usb和can總線傳到flash中進(jìn)行處理。

其中，請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖5，圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的雙目視覺(jué)目標(biāo)定位原理示意圖，如圖所示，p為目標(biāo)點(diǎn)，o1、o2分別為同焦距的1號(hào)攝像頭和2號(hào)攝像頭的光心。p1、p2分別為目標(biāo)點(diǎn)p在兩個(gè)攝像頭底片上的投影，d是攝像頭平面到目標(biāo)點(diǎn)平面的距離，即深度，根據(jù)相似三角形原理，那么d＝bf/(m+n),其中b為兩個(gè)攝像頭光心的距離，f為焦距，m、n分別為投影點(diǎn)在底片上距離底片中心的距離。根據(jù)三角函數(shù)公式可以計(jì)算出目標(biāo)點(diǎn)p和兩個(gè)攝像頭光心的中心點(diǎn)o的偏角。

其中，本發(fā)明實(shí)施例的慣性導(dǎo)航定位單元124是利用慣性元件例如加速度計(jì)來(lái)測(cè)量運(yùn)載體本身的加速度，經(jīng)過(guò)對(duì)時(shí)間積分和運(yùn)算得到速度和位置，然后通過(guò)二次積分運(yùn)算得到位移長(zhǎng)度(跟隨的距離)和位移方位(角度)。

該定位單元通過(guò)在目標(biāo)物上攜帶一個(gè)慣性導(dǎo)航定位裝置，實(shí)時(shí)計(jì)算目標(biāo)物的軌跡(距離+角度)，再將軌跡通過(guò)無(wú)線通信的方式傳送回跟隨物。跟隨物即按照接收到的軌跡運(yùn)動(dòng)，并且跟隨物上同樣攜帶有慣性導(dǎo)航定位裝置，用于修正跟隨物按目標(biāo)軌跡運(yùn)動(dòng)時(shí)，自身運(yùn)動(dòng)軌跡是否與目標(biāo)軌跡重合。

慣性單行定位單元124在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可以由stm32mcu作為核心處理芯片，通過(guò)三個(gè)傳感器：加速度陀螺儀mpu6050，氣壓計(jì)bmp085，磁力計(jì)hmc5883，將采集的數(shù)據(jù)通過(guò)i2c接口傳給stm32處理，進(jìn)行姿態(tài)解算，和主控模塊通過(guò)串口通信，供電由電源模塊分壓5v供電。

主控模塊11用于根據(jù)目標(biāo)物的方位和距離信息，生成對(duì)應(yīng)的跟隨控制指令，并將跟隨控制指令輸出給執(zhí)行模塊13。

本發(fā)明實(shí)施例中主控模塊11的作用是處理其他功能模塊發(fā)送到主控模塊11的信息，并且按照需要，接收某些功能模塊的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行結(jié)算并生成控制指令，發(fā)送給執(zhí)行模塊13執(zhí)行。

在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，本發(fā)明實(shí)施例出于數(shù)據(jù)計(jì)算量以及cpu成本僅使用了一顆意法半導(dǎo)體(st)公司出品stm32f103cb的32位arm微處理器，但可以根據(jù)需要替換成其他型號(hào)的處理器。

執(zhí)行模塊13用于根據(jù)跟隨控制指令控制跟隨物進(jìn)行移動(dòng)以跟隨目標(biāo)物。

執(zhí)行模塊13的作用是當(dāng)接收到主控模塊11傳達(dá)的位置信息(距離和方位)以后，解算成電機(jī)的轉(zhuǎn)速，達(dá)到使跟隨物移動(dòng)到指定位置的，目的，并將執(zhí)行時(shí)發(fā)生的參數(shù)變化和執(zhí)行情況反饋給主控模塊11。

請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖6，圖6是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例中執(zhí)行模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，本實(shí)施例中執(zhí)行模塊13進(jìn)一步包括核心控制單元131、電源單元132、通信單元133、調(diào)試單元134以及電機(jī)控制單元135。其中：

核心控制單元131是整個(gè)執(zhí)行模塊的核心大腦，用于處理解析主控模塊11發(fā)送過(guò)來(lái)的指令后，處理執(zhí)行模塊13的具體操作，并將執(zhí)行后的狀態(tài)量反饋回給主控模塊11。

電源單元132是將主電源輸入過(guò)來(lái)能量通過(guò)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)為執(zhí)行模塊13所需的電壓，并為其他模塊提供合適的電源。其還可以包含過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、反向輸入保護(hù)、智能控制開(kāi)關(guān)。

通信單元133用于接收主控模塊11的指令和反饋執(zhí)行模塊13的狀態(tài)，為整個(gè)通信提供安全可靠的渠道，其還可以包含有esd保護(hù)、過(guò)壓保護(hù)、反向接入保護(hù)。

調(diào)試單元134用于調(diào)試開(kāi)發(fā)或者軟件升級(jí)，通過(guò)串口與上位機(jī)通信，為適應(yīng)不同上位機(jī)產(chǎn)品，其通信接口為標(biāo)準(zhǔn)隔離串口，能夠適應(yīng)各種電壓接口，并提供esd保護(hù)和瞬間大電流沖擊、支持熱插拔等功能。

電機(jī)控制單元135將執(zhí)行命令轉(zhuǎn)化為執(zhí)行動(dòng)力，其可控制多個(gè)電機(jī)同時(shí)動(dòng)作且互不影響，速度檢測(cè)和霍爾檢測(cè)互不干擾，可作三相全橋控制。能適用于無(wú)刷直流電機(jī)、有刷電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、伺服電機(jī)。并具有電流檢測(cè)、電壓檢測(cè)、速度檢測(cè)、溫度檢測(cè)、提供多重保護(hù)功能比如過(guò)壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、堵轉(zhuǎn)保護(hù)、高溫保護(hù)。

其中，本發(fā)明實(shí)施例中，執(zhí)行模塊13的執(zhí)行優(yōu)選采用電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，差速轉(zhuǎn)向的方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。左右電機(jī)均固定在底盤上，當(dāng)兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速同向一致時(shí)，跟隨物實(shí)現(xiàn)前進(jìn)或后退。當(dāng)兩個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速有差異時(shí)，跟隨物向轉(zhuǎn)速較低的一側(cè)轉(zhuǎn)向，也可以讓一側(cè)逆前進(jìn)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以達(dá)到更快向該側(cè)轉(zhuǎn)向的目的。

其中，請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的智能跟隨系統(tǒng)100還可以進(jìn)一步包括避障模塊14，避障模塊14用于監(jiān)測(cè)跟隨物在移動(dòng)過(guò)程中的障礙物，并生成對(duì)應(yīng)的策略指令輸出給主控模塊11，主控模塊11將策略指令輸出給執(zhí)行模塊13，執(zhí)行模塊13根據(jù)策略指令控制跟隨物的移動(dòng)。

避障模塊14的作用是檢測(cè)出跟隨物行進(jìn)路線上的障礙物，并傳出相應(yīng)的對(duì)應(yīng)策略指令給主控模塊11，由主控模塊11結(jié)合跟隨運(yùn)動(dòng)指令的處理后，傳達(dá)到執(zhí)行模塊13。根據(jù)障礙物的外型特點(diǎn)，將之分為5類障礙，本發(fā)明實(shí)施例中避障模塊分別對(duì)應(yīng)的處理機(jī)制(即策略指令)如下：

1、移動(dòng)障礙。移動(dòng)障礙的表現(xiàn)特征為出現(xiàn)一段時(shí)間內(nèi)會(huì)消失。避障模塊14的處理機(jī)制是先停止，障礙物消失后繼續(xù)移動(dòng)。

2、橫向型障礙。橫向型障礙的表現(xiàn)特征是障礙的高度大于寬度，無(wú)法從上方越過(guò)。避障模塊14的處理機(jī)制是先停止，如果依舊監(jiān)測(cè)到障礙，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。請(qǐng)參閱圖7，圖7是本發(fā)明實(shí)施例提供的橫向型障礙物測(cè)障示意圖，預(yù)先設(shè)定安全距離s，并在跟隨物上設(shè)置多個(gè)測(cè)障探測(cè)器，當(dāng)任何一個(gè)探測(cè)器測(cè)得的障礙距離s’小于s時(shí)，即認(rèn)為有障礙。

3、陡坡型障礙。陡坡型障礙的特征是離水平面開(kāi)始有坡度，其進(jìn)入角或離去角大于預(yù)設(shè)通過(guò)的角度。避障模塊14的處理機(jī)制是先停止，如果依然檢測(cè)到障礙，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。比如如圖8所示，圖8是陡坡型障礙測(cè)算示意圖，如圖所示，當(dāng)跟隨物沿斜面向上時(shí)，根據(jù)基本物理特性上行拉力f要大于等于跟隨物所受的摩擦力f和重力分力g×之和，所以f＝f+g×＝μ×g×+g×＝μ×mg×+mg×(μ為摩擦系數(shù),m為跟隨物質(zhì)量，g為重力加速度)；同理，當(dāng)下坡時(shí)f＝μ×mg×-mg×；所以可以解得進(jìn)入角α＝–arctan(μ)，離去角β＝+arctan(1/μ),其中上坡的f由執(zhí)行模塊的電機(jī)輸出最大功率和摩擦系數(shù)決定，μ根據(jù)輪胎特性和地面場(chǎng)景，提前設(shè)定。

4、凹坑型障礙。凹坑型障礙的特征是平直路線上出現(xiàn)的低于平面的障礙。避障模塊14的處理機(jī)制是判斷障礙的深度，如果深度小于預(yù)設(shè)值，那么直接通過(guò)；如果深度大于預(yù)設(shè)值，那么停止，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。比如圖9所示，圖9是本發(fā)明實(shí)施例提供的凹坑障礙測(cè)算示意圖，如圖所示，把測(cè)障傳感器向下以γ角度斜置，由于離地高度h為固定值，則在平面上安全運(yùn)行的探測(cè)長(zhǎng)度l＝h/,當(dāng)探測(cè)到探測(cè)長(zhǎng)度l’>l時(shí)，即可知前方存在凹坑。凹坑的深度h’＝l’×。

5、檻型障礙。檻型障礙的特征是障礙的寬度遠(yuǎn)大于障礙的高度。避障模塊14的處理機(jī)制是判斷障礙的高度，如果高度小于預(yù)設(shè)值，那么直接通過(guò)；如果高度大于預(yù)設(shè)值，那么停止，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。比如圖10所示，圖10是本發(fā)明實(shí)施例提供的檻型障礙測(cè)算示意圖，測(cè)障傳感器向下以γ角度斜置，由于離地高度h為固定值，當(dāng)探測(cè)到探測(cè)長(zhǎng)度l’<l時(shí)，即可知前方存在檻障，測(cè)量高度h’＝l’×。則檻障的高度＝離地高度h-測(cè)量高度h’。

其中，請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖11，圖11是本發(fā)明實(shí)施例的避障模塊14的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，避障模塊14可以包括紅外避障單元141、超聲波避障單元142、視覺(jué)避障單元143以及激光避障單元144中的一個(gè)或者多個(gè)組合使用。

其中，本發(fā)明的測(cè)障模塊14在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，可采用紅外測(cè)障、超聲波測(cè)障和視覺(jué)測(cè)障等手段，可選用一種避障功能或多種避障功能聯(lián)合。還可以采用激光雷達(dá)測(cè)障，其測(cè)障的物理原理和算法和紅外線、超聲波方式一致，只是測(cè)障的媒介使用激光，以適應(yīng)更高的要求。各測(cè)障功能模塊的測(cè)障原理如下：

1.紅外測(cè)障：紅外避障原理，是通過(guò)主模塊通過(guò)通信下達(dá)避障探測(cè)命令，紅外避障處理器在接收到命令后，控制發(fā)射驅(qū)動(dòng)器，發(fā)射頭發(fā)出紅外光，當(dāng)遇到障礙物后反射回來(lái)，接收到接收到紅外信號(hào)后通過(guò)接受驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，傳回給處理器，處理器通過(guò)發(fā)送和接受的信號(hào)計(jì)算出距離后，將信息通過(guò)通信反饋回給主控模塊。

2.超聲波測(cè)障：超聲波避障的工作方式跟紅外避障類似，只是采用超聲波探測(cè)，當(dāng)接收到主控的避障探測(cè)命令后，超聲波處理器驅(qū)動(dòng)超聲波發(fā)送模塊發(fā)射特定頻率的超聲波，遇到障礙物后通過(guò)接受頭接收到超聲波信號(hào)，并經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后給處理器識(shí)別，并算出時(shí)間差從而計(jì)算出距離，并將距離信息通過(guò)通信反饋回給主控模塊。

3.激光tof測(cè)障：激光tof測(cè)障的工作方式是采用激光探測(cè)，通過(guò)光子的反射測(cè)距。利用一塊st的flightsense采用計(jì)算發(fā)射和返回的光子時(shí)間差，即計(jì)算飛行時(shí)間(tof)方案計(jì)算障礙物的距離，并將距離信息通過(guò)通信反饋回給主控模塊。

4.視覺(jué)測(cè)障：當(dāng)視覺(jué)避障處理器接收到主控的避障命令后，控制一個(gè)或多個(gè)攝像頭獲取周圍環(huán)境圖片信息，并將圖片信息整定融合后，抓取出需要的障礙物形狀距離等信息，并將這些信息通過(guò)通信反饋回給主控模塊，讓主控模塊判斷是否做避障處理。

其中，請(qǐng)參閱圖12，圖12是本發(fā)明實(shí)施例提供的避障模塊的系統(tǒng)框架圖，由于目標(biāo)物(比如人)本身不會(huì)刻意碰撞障礙，所以當(dāng)跟隨物識(shí)別前方障礙物以后，此時(shí)采取停止繼續(xù)前進(jìn)的機(jī)動(dòng)，但是跟隨系統(tǒng)依然生效，此時(shí)主控模塊依然會(huì)接收到目標(biāo)的距離信息和方位角度信息。跟隨物只依據(jù)角度信息進(jìn)行原地旋轉(zhuǎn)，直到測(cè)障傳感器不再檢測(cè)到障礙，然后再依據(jù)獲得的下一組目標(biāo)物的距離信息和方位角度信息進(jìn)行跟隨運(yùn)動(dòng)。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的智能跟隨系統(tǒng)100還可以進(jìn)一步包括功能模塊15，功能模塊15用于根據(jù)用戶的請(qǐng)求，反饋便利信息和或安全功能信息。

請(qǐng)進(jìn)一步參閱圖13，圖13是本發(fā)明實(shí)施例的功能模塊15的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，當(dāng)本發(fā)明的智能跟隨系統(tǒng)應(yīng)用于行李箱上時(shí)，本實(shí)施例的功能模塊15包括電子秤功能單元151、gps功能單元152、移動(dòng)電源功能單元153、防拆功能單元154以及出行功能單元155中的一種或多種的組合。

電子秤功能單元151能夠自動(dòng)測(cè)定箱子及其內(nèi)部行李的總重量，方便旅行進(jìn)行航空托運(yùn)。其原理是是在箱子拉手處設(shè)置拉力傳感器，當(dāng)箱體被提起時(shí)，拉力傳感器所測(cè)得的重量信息會(huì)通過(guò)藍(lán)牙模塊傳送到app。

gps功能單元152是使用gps定位模塊記錄gps坐標(biāo)，通過(guò)內(nèi)置的gprs模塊發(fā)送坐標(biāo)數(shù)據(jù)到服務(wù)器，用戶可以使用手機(jī)app查看。當(dāng)用戶打開(kāi)手機(jī)app的地圖時(shí)，app自動(dòng)下載匹配的行李箱數(shù)據(jù)，并標(biāo)識(shí)在app內(nèi)置的地圖上。以此功能為基礎(chǔ)，可以進(jìn)行旅行軌跡的記錄，也可以進(jìn)行丟失以后在地圖上的定位查找。本發(fā)明的gps也可替換為glonass、北斗、galileo等其他民用衛(wèi)星定位系統(tǒng)。

移動(dòng)電源功能單元153可以提供1個(gè)或多個(gè)usb接口，為旅行者的常用電子設(shè)備提供充電功能，其輸出的電壓可以為5v，電流最大為2.1a。usb接口連接箱體的電源模塊，設(shè)置有輸出保護(hù)模塊和電量指示led燈帶。

防拆功能單元154是當(dāng)箱體被非正常打開(kāi)時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并同時(shí)發(fā)送一組特殊標(biāo)記的gps坐標(biāo)信息到服務(wù)器端。其實(shí)現(xiàn)的原理是在箱體內(nèi)部設(shè)置幾個(gè)光敏感應(yīng)裝置，當(dāng)箱體未處于解鎖狀態(tài)時(shí)，由于箱體是閉合狀態(tài)，不會(huì)感光。此時(shí)如果箱體被打開(kāi)，即可認(rèn)為是非正常開(kāi)箱，光敏元件會(huì)被觸發(fā)接通，引發(fā)蜂鳴器報(bào)警。同時(shí)接通gsp模塊，發(fā)送當(dāng)前的gps位置信息。

旅行助理功能單元155是為旅行者提供旅行過(guò)程中的信息提示，通過(guò)接入公共信息服務(wù)平臺(tái)和讀取行事歷，在手機(jī)的app上體現(xiàn)。分為

天氣信息——查詢目的地的天氣、氣溫等信息。

出行信息——對(duì)旅行者的出行行程表(需事先錄入)進(jìn)行預(yù)報(bào)提示。

航班信息——對(duì)旅行者所預(yù)計(jì)乘坐的航班、高鐵的登機(jī)、延誤、抵達(dá)等信息進(jìn)行提示。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，在另一實(shí)施例中，本發(fā)明的智能跟隨系統(tǒng)100還可以進(jìn)一步包括交互模塊16，交互模塊16用于接收控制者的操控信息，將操控信息轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的操控指令，并將操控指令輸出給主控模塊11，主控模塊11將操控指令輸出給執(zhí)行模塊13或功能模塊15，執(zhí)行模塊13或功能模塊15根據(jù)操控指令執(zhí)行相應(yīng)的操作。

交互模塊16的作用是與控制者進(jìn)行非直接接觸性的操控和反饋執(zhí)行。操控信息包括語(yǔ)音交互控制信息、手勢(shì)控制信息和遙控控制信息中的至少一種。因此，本發(fā)明的交互模塊16設(shè)計(jì)有三種方式，分別是語(yǔ)音交互控制、手勢(shì)控制和遙控控制，其中遙控控制又分為按鍵控制和重力感應(yīng)控制。當(dāng)跟隨物通過(guò)交互模塊16接收到信息以后，判斷信息對(duì)應(yīng)的指令關(guān)系，如果是控制指令，那么傳遞到主控模塊11，再傳遞到執(zhí)行模塊13，然后做出相應(yīng)機(jī)動(dòng)動(dòng)作；如果是業(yè)務(wù)指令那么傳遞到功能模塊15，然后做出反饋。

語(yǔ)音交互控制可以是采用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)(autospeechrecognize，簡(jiǎn)稱asr)，讓機(jī)器能夠“聽(tīng)懂”人類的語(yǔ)音，將語(yǔ)音中包含的文字信息“提取”出來(lái)，經(jīng)過(guò)判別，如果屬于控制指令，如前進(jìn)、后退、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)等，那么將傳送到主控模塊，并且執(zhí)行指令。如果屬于業(yè)務(wù)指令，即類似語(yǔ)音助理功能，即詢問(wèn)天氣、航班等信息，那么傳送到功能模塊，并提取相應(yīng)的信息，做出語(yǔ)音反饋。本發(fā)明的語(yǔ)音交互控制在實(shí)現(xiàn)時(shí)具體可以采用科大訊飛公司提供的語(yǔ)音識(shí)別硬件和云端服務(wù)實(shí)現(xiàn)功能，但是也可以替換為其他公司有類似功能的模塊，例如微軟公司的kinect。

手勢(shì)控制可以采用微軟公司的kinect硬軟件平臺(tái)，通過(guò)kinect設(shè)備捕捉控制者的關(guān)節(jié)動(dòng)作，從而定義出不同的手勢(shì)軌跡，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)控制。控制者在使用手勢(shì)控制之前需要預(yù)先讓kinect設(shè)備學(xué)習(xí)其手勢(shì)動(dòng)作特點(diǎn)。手勢(shì)控制僅僅對(duì)控制指令有效，對(duì)業(yè)務(wù)指令無(wú)效。

其中，在一個(gè)具體實(shí)現(xiàn)方案中，手勢(shì)動(dòng)作對(duì)應(yīng)執(zhí)行的操作示意如下表1：

當(dāng)然，在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，手勢(shì)動(dòng)作所對(duì)應(yīng)的操作并不局限于此，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)定。

遙控控制分為按鍵控制和重力感應(yīng)控制兩種。按鍵控制是按動(dòng)遙控器上的預(yù)設(shè)方向按鍵、行止按鍵發(fā)出指令，通過(guò)藍(lán)牙傳輸給主控模塊，從而實(shí)現(xiàn)控制跟隨物的運(yùn)動(dòng)的功能。其中遙控器也可以采用手機(jī)app上設(shè)置的軟件模擬遙控器替代。藍(lán)牙也可替換為其他的無(wú)線電信號(hào)。重力感應(yīng)控制是利用手機(jī)app軟件讀取手機(jī)內(nèi)置的陀螺儀和加速計(jì)數(shù)據(jù)，從而判斷手機(jī)的傾斜狀態(tài)，不同的傾斜狀態(tài)對(duì)應(yīng)不同的控制指令，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)跟隨物的運(yùn)動(dòng)控制。

比如當(dāng)進(jìn)入app的按鍵控ui界面，只需要按住軟件的“hold鍵”，跟隨物將啟動(dòng)并前進(jìn)，通過(guò)順時(shí)針(右轉(zhuǎn)向)、逆時(shí)針(左轉(zhuǎn)向)滑動(dòng)的方式，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向。當(dāng)進(jìn)入重力感應(yīng)控制時(shí)，只需要持續(xù)按住啟動(dòng)按鍵，保持手機(jī)屏幕向上，聽(tīng)筒朝前，就可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)加速、減速、左右轉(zhuǎn)向等機(jī)動(dòng)方式。

當(dāng)進(jìn)入重力感應(yīng)控制時(shí)，只需要持續(xù)按住啟動(dòng)按鍵，保持手機(jī)屏幕向上，聽(tīng)筒朝前，就可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手機(jī)的方式實(shí)現(xiàn)加速、減速、左右轉(zhuǎn)向等機(jī)動(dòng)方式。

請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的智能跟隨系統(tǒng)100還包括電源模塊17，電源模塊17用于給智能跟隨系統(tǒng)100供電。

在一種具體的實(shí)現(xiàn)方案中，電源模塊17分為電池、內(nèi)部供電電路和外部供電電路。電池優(yōu)選為大容量多級(jí)鋰電池串并聯(lián)，設(shè)計(jì)為可拆卸結(jié)構(gòu)，其大致能分為電源輸出單元和充電單元。

1.電源輸出單元為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源，具有恒壓限流的特點(diǎn)，其內(nèi)置多級(jí)保護(hù)模塊，包含有：過(guò)壓保護(hù)、欠壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)。

2.充電單元是為電源模塊補(bǔ)充能源，會(huì)根據(jù)電池特性，提供合適的充電曲線，其同樣包含多級(jí)保護(hù)：過(guò)壓保護(hù)，欠壓保護(hù)、過(guò)流保護(hù)、過(guò)溫保護(hù)。

內(nèi)部供電電路為整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部提供能源。由于航空安全規(guī)定鋰離子電池不能托運(yùn)，所以分為系統(tǒng)供能單元和通信供能單元。外部供電電路為外接的數(shù)碼設(shè)備提供充電電源，具備5v2.1a的輸出，輸出采用usb接口。

其中，本發(fā)明實(shí)施例所提供的智能跟隨系統(tǒng)，可以應(yīng)用于行李箱上，以實(shí)現(xiàn)行李箱對(duì)主人的跟隨，解放主人的雙手，并且還能有效避免行李箱丟失。當(dāng)然，根據(jù)實(shí)際需要，本發(fā)明的智能跟隨系統(tǒng)，還可以應(yīng)用于智能玩具、智能跟隨購(gòu)物車、智能跟隨嬰兒車等具有智能化跟隨、避障、遙控等功能的產(chǎn)品上。在其他場(chǎng)合，還可以應(yīng)用于比如自拍類無(wú)人機(jī)等等，本發(fā)明不一一進(jìn)行舉例說(shuō)明。

以上本發(fā)明實(shí)施例所提供的智能跟隨系統(tǒng)，可以理解，本發(fā)明智能跟隨系統(tǒng)通過(guò)定位模塊對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行定位測(cè)距，主控模塊根據(jù)目標(biāo)物的方位和距離信息，生成對(duì)應(yīng)的跟隨控制指令，執(zhí)行模塊根據(jù)跟隨控制指令控制跟隨物進(jìn)行移動(dòng)以跟隨目標(biāo)物。通過(guò)這樣的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)智能化定位跟隨，減少用戶的人為操作參與，方便用戶。

另外，本發(fā)明的跟隨系統(tǒng)使用了超聲波定位、電磁波定位、慣性導(dǎo)航、計(jì)算機(jī)視覺(jué)定位等多種方法，綜合實(shí)現(xiàn)了跟隨物對(duì)目標(biāo)物的跟隨。其中超聲波定位為收發(fā)分離式的全向設(shè)計(jì)，改進(jìn)了目前一些使用超聲波進(jìn)行測(cè)距方案受限于超聲波發(fā)射角度的問(wèn)題。電磁波定位選取了27mhz頻段的長(zhǎng)波無(wú)線電，從而避免了大多數(shù)的外界干擾，并且將測(cè)量精度提升到厘米級(jí)，從而解決電磁波的近場(chǎng)測(cè)距問(wèn)題。慣性導(dǎo)航和計(jì)算機(jī)視覺(jué)定位作為另外兩種手段，為整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)距提供了多重選擇和保障。

本發(fā)明的智能跟隨系統(tǒng)，跟隨物能夠自主跟隨目標(biāo)物(主人)移動(dòng)，同時(shí)在移動(dòng)的過(guò)程中判斷障礙物，并做出相應(yīng)的機(jī)動(dòng)，達(dá)到解放主人雙手的目的。同時(shí)其在控制模式下，主人可以使用手機(jī)遙控、語(yǔ)音指令控制、手勢(shì)控制等多種方法讓跟隨物實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)。其內(nèi)置的4g移動(dòng)通訊模塊，除用于跟隨物連接物聯(lián)網(wǎng)服務(wù)以外，還可以用來(lái)作為便攜式wifi基站，提供移動(dòng)上網(wǎng)服務(wù)。

本發(fā)明的智能跟隨系統(tǒng)應(yīng)用在行李箱時(shí)，通過(guò)連接互聯(lián)網(wǎng)上的天氣、航班、出行日程等服務(wù)，可以成為出行的助手，方便主人的差旅行程。手機(jī)上安裝的app結(jié)合箱體內(nèi)置的gps或北斗導(dǎo)航模塊，在遺忘或丟失時(shí)，可以定位到箱子的地圖位置。

內(nèi)置的自動(dòng)稱重能夠給出箱體當(dāng)前重量，為安排行李托運(yùn)提供幫助。

箱體內(nèi)可拆卸的電源模塊，除作為旅行箱本身的動(dòng)力單元以外，還可以作為給手機(jī)、平板電腦等產(chǎn)品充電的移動(dòng)電源，解決旅行中的需要。

以上所述僅為結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明原理及實(shí)施方式所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明，只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。