一種自主人體跟隨車的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種倉庫或物流運(yùn)輸中轉(zhuǎn)站搬運(yùn)物品車的跟隨車，特別是一種自主人體跟隨車，包括車架及車輪，在車架上固定有安裝板，通過立柱固定在安裝板中軸線上的視覺識別模塊，在安裝板的左右兩側(cè)對稱布置有人體識別模塊，在安裝板前部的左右兩側(cè)對稱布置有邊界檢測模塊，左右兩側(cè)的邊界檢測模塊之間的安裝夾角為80°±2°，在安裝板中軸線的前部布置有視覺輔助模塊；在安裝板的后部布置有控制模塊和驅(qū)動模塊；在車架上設(shè)置有電池倉，電池倉中布有電池，車架尾部設(shè)置有牽引孔；車輪由電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)由電池倉中的電池供電。本實(shí)用新型能夠主動跟隨特定人體目標(biāo)，極大降低了生產(chǎn)成本，同時(shí)兼顧了安全性，工作效率高。
【專利說明】
一種自主人體跟隨車
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種倉庫或物流運(yùn)輸中轉(zhuǎn)站搬運(yùn)物品車的跟隨車，特別是一種自主人體跟隨車，由跟隨車牽引搬運(yùn)物品車到目標(biāo)地點(diǎn)。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們生活水平不斷提高，倉庫存儲、物流運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的轉(zhuǎn)移和運(yùn)輸壓力愈發(fā)嚴(yán)重，目前對倉庫中大型物品的轉(zhuǎn)移和存儲、物流運(yùn)輸中轉(zhuǎn)站物品的轉(zhuǎn)運(yùn)等工作都是由人操作叉車或直接搬運(yùn)為主。人工直接操作，能降低倉庫和中轉(zhuǎn)站初期投入成本，但隨著人們對物流速度要求的提高，單純使用叉車或人工搬運(yùn)物品的方式存在效率低下、學(xué)習(xí)成本高，且安全隱患多。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種自主人體跟隨車，以克服現(xiàn)有倉庫存儲物品和物流運(yùn)輸物品效率低、后期成本高的缺陷。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案:
[0005]—種自主人體跟隨車，包括車架及車輪，在車架上固定有安裝板，通過立柱固定在安裝板中軸線上(也就是沿車架前后方向的中軸線)的視覺識別模塊，在安裝板的左右兩側(cè)對稱布置有人體識別模塊，在安裝板前部的左右兩側(cè)對稱布置有邊界檢測模塊，左右兩側(cè)的邊界檢測模塊之間的安裝夾角為80° ±2°，在安裝板中軸線的前部布置有視覺輔助模塊；在安裝板的后部布置有控制模塊和驅(qū)動模塊;在車架上設(shè)置有電池倉，電池倉中布有電池，車架尾部設(shè)置有牽引孔;車輪由電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)由電池倉中的電池供電；
[0006]所述的視覺識別模塊包含一個(gè)圖像傳感器一個(gè)熱釋電紅外線傳感器，圖像傳感器、熱釋電紅外線傳感器分別與控制模塊中的控制芯片電連接；
[0007]所述的人體識別模塊即熱釋電紅外線傳感器，與控制模塊中的控制芯片電連接；
[0008]所述的邊界檢測模塊即超聲波測距模塊，與控制模塊中的控制芯片電連接；
[0009]所述的視覺輔助模塊包含一個(gè)紅外測距傳感器、一個(gè)接近開關(guān)，紅外測距傳感器、接近開關(guān)分別與控制模塊中的控制芯片電連接；
[0010]所述的控制模塊包含一個(gè)控制芯片、一個(gè)無線接收器、一個(gè)無線遙控器、一個(gè)報(bào)警器，控制芯片分別與無線接收器、報(bào)警器電連接，無線遙控器遙控?zé)o線接收器；
[0011]所述的驅(qū)動模塊即驅(qū)動器，驅(qū)動器的控制端與控制模塊中的控制芯片電連接，輸出端與驅(qū)動車輪的電機(jī)電連接。
[0012]所述的驅(qū)動模塊由四個(gè)驅(qū)動器組成，每個(gè)驅(qū)動器的輸出端電連接一個(gè)電機(jī)，每個(gè)電機(jī)驅(qū)動一個(gè)車輪。
[0013]本實(shí)用新型能夠主動跟隨特定人體目標(biāo)，而不需要人攜帶信號發(fā)射源，極大降低了物流運(yùn)輸和倉庫存儲物品過程中使用工具的學(xué)習(xí)成本和人工成本，并且能夠在丟失目標(biāo)后自動找回，完全丟失后自動報(bào)警，防撞保護(hù)以及支持無線遙控功能提極大提高了用戶體驗(yàn)和跟隨效果，同時(shí)兼顧了安全性，消除了安全隱患，工作效率高。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1.視覺識別模塊，2.人體識別模塊，3.邊界檢測模塊，4.視覺輔助模塊，5.控制模塊，6.驅(qū)動模塊，7.車架及車輪，8.安裝板。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0017]本實(shí)用新型包括車架及車輪7和安裝板8，布置在安裝板8上的視覺識別模塊1、人體識別模塊2、邊界檢測模塊3、視覺輔助模塊4、控制模塊5、驅(qū)動模塊6。
[0018]所述的視覺識別模塊I，包含一個(gè)圖像傳感器(型號0V7670)、一個(gè)熱釋電紅外線傳感器(型號HC-SR501)，通過立柱布置在安裝板8上。圖像傳感器、熱釋電紅外線傳感器分別通過導(dǎo)線與控制模塊5中的控制芯片連接，用于識別前方的物體是否為人，若前方有人，則熱釋電紅外線傳感器有相應(yīng)信息反饋，此時(shí)會自動打開圖像傳感器，檢測是否為需要跟隨的對象，若是，則開始進(jìn)行跟隨。
[0019]所述的人體識別模塊2即熱釋電紅外線傳感器(型號HC-SR501)，它們對稱布置在安裝板8上靠前左右兩側(cè)，形成兩個(gè)120°搜索扇面，且分別通過導(dǎo)線與控制模塊5中的控制芯片連接；當(dāng)視覺識別模塊I以及邊界檢測模塊3均不能檢測到被跟隨對象時(shí)，將會自動打開人體識別模塊2，熱釋電紅外線傳感器能確認(rèn)人體處于跟隨車的左側(cè)還是右側(cè)，并反饋給控制模塊5控制跟隨車相應(yīng)的轉(zhuǎn)向動作。
[0020]所述的邊界檢測模塊3即超聲波測距模塊(型號HC-SR04)，兩個(gè)超聲波測距模塊布置在安裝板8的前部并關(guān)于安裝板8的中軸線對稱放置，每個(gè)超聲波測距模塊與中軸線成40°夾角，且分別通過導(dǎo)線與控制模塊5中的控制芯片連接;超聲波測距模塊也就是對稱安裝于車頭兩側(cè)，在視覺輔助模塊4和人體識別模塊2之間。在正常情況下，超聲波測距模塊在設(shè)定的檢測距離內(nèi)不會有信號出現(xiàn)，當(dāng)被跟隨對象在行走過程中出現(xiàn)左拐或者右拐動作時(shí)，超聲波測距模塊則會檢測到相應(yīng)信號，并調(diào)整跟隨車姿態(tài)，始終保持視覺識別模塊I正對被跟隨對象。
[0021 ] 所述的視覺輔助模塊4，包含一個(gè)紅外測距傳感器(型號GP2Y0A02YK0F)、一個(gè)接近開關(guān)(型號E18-D80NK)，設(shè)置在跟隨車中軸線的前部(也就是安裝板8中軸線的前部)，分別通過導(dǎo)線與控制模塊5中的控制芯片連接；當(dāng)跟隨車處于跟隨狀態(tài)時(shí)，紅外測距傳感器將每
0.5秒對車與人的距離進(jìn)行采樣，通過控制芯片計(jì)算出人行走的速度，并以合適的速度跟隨對象，若計(jì)算得到速度為負(fù)數(shù)，說明對象正在后退，則跟隨車會進(jìn)行后退動作。若被跟隨對象處于比較復(fù)雜的地形時(shí)，為防止跟隨車與物品相撞導(dǎo)致?lián)p壞，接近開關(guān)一旦檢測到物體，則立即停止，等待物體移除后重新進(jìn)行跟隨。
[0022]所述的控制模塊5，位于安裝板8的后部(車架后部)，包含一個(gè)控制芯片(型號C8051F340)、一個(gè)無線接收器(型號315M)、一個(gè)報(bào)警器(型號5VS0T)，控制芯片分別通過導(dǎo)線與無線接收器、報(bào)警器連接;控制芯片負(fù)責(zé)處理視覺識別模塊I的圖像信息以及各個(gè)模塊的反饋信息，并控制驅(qū)動模塊6對跟隨車的速度及姿態(tài)進(jìn)行調(diào)整;無線接收器用于接收無線遙控器(型號315M)的信息，可實(shí)現(xiàn)對跟隨車的遙控。
[0023]所述的驅(qū)動模塊6，由四個(gè)驅(qū)動器(型號TB6612FNG)組成，每個(gè)驅(qū)動器的控制端分別通過導(dǎo)線與控制模塊5中的控制芯片相連接，每個(gè)驅(qū)動器的輸出端分別通過導(dǎo)線連接跟隨車上的一個(gè)電機(jī)，每個(gè)電機(jī)驅(qū)動一個(gè)車輪。
[0024]車架及車輪7中的車輪為可更換輪胎，以根據(jù)不同地面環(huán)境更換不同類型的輪胎來保證跟隨車的跟隨性能，與車輪相連的電機(jī)用于提供跟隨車的動力，為四輪獨(dú)立驅(qū)動，在提升速度的同時(shí)保持了良好的轉(zhuǎn)向能力。
[0025]所述的安裝板8固定在車架上，預(yù)留有各個(gè)模塊所需的安裝槽位，保證各模塊的有效及穩(wěn)定工作，安裝板8下方為電池倉，用于安裝電池組，并能固定電池，保存在高速運(yùn)動和轉(zhuǎn)向時(shí)不被甩出。
[0026]車架尾部設(shè)置有牽引孔，牽引孔用于掛繩索牽引搬運(yùn)物品的車。
[0027]本實(shí)用新型的工作過程:
[0028]開啟視覺識別模塊I，打開熱釋電紅外線傳感器，檢測相應(yīng)信息，并打開圖像傳感器，檢測并回傳圖像至控制模塊5中的控制芯片進(jìn)行處理。隨后通過熱釋電紅外線傳感器反饋的電平高低判斷是否為人，并通過圖像傳感器判斷是否為被跟隨對象。
[0029]若視覺識別模塊I及邊界檢測模塊3沒有信號反饋，說明跟隨信號丟失，此時(shí)將打開人體識別模塊2。人體識別模塊2能大致確定人體的位置，若人體識別模塊2也沒有檢測到人體信號，則說明跟隨信號完全丟失。當(dāng)跟隨信號完全丟失，則觸發(fā)控制模塊5中的報(bào)警器，提醒還在附近的人;同時(shí)打開無線接收器，接受被跟隨對象(人)所攜帶無線遙控器的控制，調(diào)整姿態(tài)以重新進(jìn)行跟隨任務(wù)。
[0030]若人體識別模塊2檢測到人體信號，由于人體識別模塊2能反饋人體信號的大致方向，故可通過控制模塊5控制跟隨車轉(zhuǎn)向。在跟隨車進(jìn)行轉(zhuǎn)向時(shí)，打開邊界檢測模塊3，并開始不斷的進(jìn)行信號檢測。當(dāng)邊界檢測模塊3檢測到有信號，控制模塊5將根據(jù)邊界檢測模塊3所給的信號控制跟隨車進(jìn)行更精確的轉(zhuǎn)向，直到邊界檢測模塊3的信號消失，說明人體已進(jìn)入視覺輔助模塊4的信號范圍，調(diào)整完成。
[0031]完成調(diào)整后，將立即開啟視覺輔助模塊4。開啟視覺輔助模塊4后，視覺輔助模塊4上的紅外測距傳感器將每0.5秒對車與人的距離進(jìn)行采樣，通過控制模塊5中的控制芯片計(jì)算出人行走的速度，并以合適的速度跟隨對象前進(jìn)，若計(jì)算得到速度為負(fù)數(shù)，說明對象正在后退，則跟隨車會進(jìn)行后退動作。若被跟隨對象處于比較復(fù)雜的地形時(shí)，為防止跟隨車與物品相撞導(dǎo)致?lián)p壞，控制模塊5中的接近開關(guān)一旦檢測到物體，則立即停止，等待物體移除后重新進(jìn)行跟隨。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自主人體跟隨車，其特征是:包括車架及車輪，在車架上固定有安裝板，通過立柱固定在安裝板中軸線上的視覺識別模塊，在安裝板的左右兩側(cè)對稱布置有人體識別模塊，在安裝板前部的左右兩側(cè)對稱布置有邊界檢測模塊，左右兩側(cè)的邊界檢測模塊之間的安裝夾角為80° ±2°，在安裝板中軸線的前部布置有視覺輔助模塊;在安裝板的后部布置有控制模塊和驅(qū)動模塊;在車架上設(shè)置有電池倉，電池倉中布有電池，車架尾部設(shè)置有牽引孔;車輪由電機(jī)驅(qū)動，電機(jī)由電池倉中的電池供電； 所述的視覺識別模塊包含一個(gè)圖像傳感器一個(gè)熱釋電紅外線傳感器，圖像傳感器、熱釋電紅外線傳感器分別與控制模塊中的控制芯片電連接； 所述的人體識別模塊即熱釋電紅外線傳感器，與控制模塊中的控制芯片電連接； 所述的邊界檢測模塊即超聲波測距模塊，與控制模塊中的控制芯片電連接； 所述的視覺輔助模塊包含一個(gè)紅外測距傳感器、一個(gè)接近開關(guān)，紅外測距傳感器、接近開關(guān)分別與控制模塊中的控制芯片電連接； 所述的控制模塊包含一個(gè)控制芯片、一個(gè)無線接收器、一個(gè)無線遙控器、一個(gè)報(bào)警器，控制芯片分別與無線接收器、報(bào)警器電連接，無線遙控器遙控?zé)o線接收器； 所述的驅(qū)動模塊即驅(qū)動器，驅(qū)動器的控制端與控制模塊中的控制芯片電連接，輸出端與驅(qū)動車輪的電機(jī)電連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自主人體跟隨車，其特征是:所述的驅(qū)動模塊由四個(gè)驅(qū)動器組成，每個(gè)驅(qū)動器的輸出端電連接一個(gè)電機(jī)，每個(gè)電機(jī)驅(qū)動一個(gè)車輪。
【文檔編號】G05D1/02GK205540279SQ201620345664
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月24日
【發(fā)明人】汪濤, 徐文浩, 羅冠清, 陳亞文, 曾江月
【申請人】江西理工大學(xué)