一种智能避障跟随行李箱的制作方法

本发明属于行李箱领域，尤其涉及到一种智能避障跟随行李箱。

背景技术：

现在的行李箱一般都是通过人手拉行李箱拉杆进行拖拉，如果行李箱里装的物品太多太重，那么会使得拉行李箱的人比较累。还有一种情况就是，如果拉行李箱的人将行李箱放在某个地方，然后办完事离开的时候忘记把行李箱拉走，就有可能造成行李箱的遗失。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种使用方便、成本低廉的智能避障跟随行李箱，该行李箱具有自动跟随行李箱携带者且自动避开障碍物的功能。

本发明一种智能避障跟随行李箱，包括行李箱本体，还包括控制器模块、传感器模块、蓝牙模块、驱动模块、电源模块。所述控制器模块包括一个微处理控制器，并装设于箱本体上盖内部。

其中，所述蓝牙模块包括一个蓝牙发射模块和两个蓝牙接收模块，所述两个蓝牙接收模块间隔L米装设于箱本体上盖上部，所述蓝牙发射模块佩戴在行李箱携带者身上；所述行李箱通过接收蓝牙发射模块发射的蓝牙信号跟随行李箱携带者；再根据所述行李箱上间隔L米装设的蓝牙接收模块接收到的蓝牙信号强度分别计算两个蓝牙接收模块与蓝牙发射模块之间的距离L1和L2；获取最新的一组L1和L2，根据前后两次测得的蓝牙发射模块与两个蓝牙接收模块的距离L1和L2计算行李箱携带者的速度，并根据获得的行李箱携带者的速度调整行李箱的速度与行李箱携带者的速度一致；再根据前后两次测得的蓝牙发射模块与两个蓝牙接收模块的距离L1和L2计算行李箱携带者的转向角度，并根据获得的行李箱携带者的转向角度调整行李箱的方向与行李箱携带者的方向一致。

其中，所述传感器模块包括超声波传感器和红外传感器。

其中，所述驱动模块包括四个滚轮和两个驱动器。所述电源模块包括一块可充电锂电池，所述锂电池装设在箱本体上盖内。

其中，所述一个超声波传感器和其相邻的一个红外传感器组成一个传感器组，且取该传感器组中两个传感器探测结果中距离最小的作为该传感器组的探测结果；所述传感器模块包括所述三个传感器组，分别装设在箱本体左侧、前方和右侧，且比较所述三个传感器组的探测结果，探测结果距离最小的传感器组所代表的方向和距离即为障碍物的方向和距离，根据探测结果调整行李箱避开障碍物继续跟随行李箱携带者。

其中，所述驱动模块的驱动器为伺服电机；所述四个滚轮分为前后两对，每个后轮作为驱动轮，且每个后轮连接一个驱动器，前轮作为从动轮，其可以在任意方向上转动；通过所述两个驱动器对两个后轮的速度进行调整，使两个后轮的速度产生差别，进而达到转向的目的。

本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

针对以上特点，本发明一种智能避障跟随行李箱，可以自动避障跟随行李箱携带者移动，减轻行李箱携带者的体力劳动强度，并且还可以防止行李箱的遗失。

附图说明

图1是智能避障跟随行李箱的结构示意图。

图2是行李箱上盖集成各个模块示意图。

图3是蓝牙模块示意图。

图4是传感器模块示意图。

图5是驱动模块示意图。

具体实施方式

以下参考附图，对本发明予以进一步地详尽阐述。

请参阅附图1和附图2，在本实施例中，该一种智能避障跟随行李箱，包括行李箱本体1，还包括控制器模块28、传感器模块4、蓝牙模块2、驱动模块8、电源模块29。所述控制器模块28包括一个微处理控制器，并装设于箱本体上盖12内部。

其中，参阅附图3，所述蓝牙模块2包括一个蓝牙发射模块30和两个个蓝牙接收模块，其中所述一个蓝牙接收模块13和所述另一个蓝牙接收模块3间隔L米装设于箱本体上盖12上部，所述蓝牙发射模块30佩戴在行李箱携带者身上；

其中，所述控制器模28块所在的控制电路中，有监测接收到蓝牙信号功率的装置，通过监测两个蓝牙接收模块13和3接收到的蓝牙信号功率大小来测量出行李箱与行李箱携带者之间的距离。

其中，测量距离的方式采用基于RSSI无线定位的方式，使用跳水滤波和高斯滤波的结合滤波方法，在接收到的RSSI值中，去掉最大值和最小值，然后再通过加权平均求出RSSI的值，以减小由于干扰带来的RSSI值的误差。采用离线BP神经网络算法通过上述所求出的RSSI值来计算出蓝牙发射端与接收端的距离。信号在自由空间中的传播公式为

其中，d为两点之间的距离，p为衰减的功率，k为随机变量因子，α为信号衰减因子。由于使用环境复杂，k和α具有很大的不确定性。采用BP神经网络算法的非线性连续映射功能来进行离线测量仿真，BP神经网络由输入层、中间隐层和输出层构成，在实际实验获取的RSSI和距离值下，分别对隐层神经元个数为a、b、c、d······时进行仿真，然后通过仿真后的模型距离与实际的误差曲线图，选出误差最小的神经元个数作为输入参数来计算发射点和接收点之间的距离。

其中，所述智能避障跟随行李箱通过接收蓝牙发射模块30发射的蓝牙信号跟随行李箱携带者；再根据所述行李箱上间隔L米装设的蓝牙接收模块13和3接收到的蓝牙信号强度分别计算两个蓝牙接收模块13和3与蓝牙发射模块之间的距离L1和L2；获取最新的一组L1和L2，根据前后两次测得的蓝牙发射模块30与两个蓝牙接收模块13和3的距离L1和L2计算行李箱携带者的速度，并根据获得的行李箱携带者的速度调整智能避障跟随行李箱的速度与行李箱携带者的速度一致；再根据前后两次测得的蓝牙发射模块30与两个蓝牙接收模块13和3的距离L1和L2计算智能避障跟随行李箱携带者的转向角度，并根据获得的行李箱携带者的转向角度调整智能避障跟随行李箱的方向与行李箱携带者的方向一致。

其中，参阅附图4，本发明中的智能避障跟随行李箱中的所述传感器模块4包括所述三个传感器组，分别装设在箱本体左侧、前方和右侧，即左侧传感器组19、前方传感器组18和右侧传感器组17；所述左侧传感器组19包括一个超声波传感器11和一个红外传感器10；所述前方传感器组18包括一个超声波传感器9和一个红外传感器7；所述右侧传感器组17包括一个超声波传感器6和一个红外传感器5；其中，取该左侧传感器组19中两个传感器探测结果中距离最小的作为该传感器组的探测结果；再取该前方传感器组18中两个传感器探测结果中距离最小的作为该传感器组的探测结果；再取该右侧传感器组17中两个传感器探测结果中距离最小的作为该传感器组的探测结果；且比较所述左侧传感器组19、前方传感器组18和右侧传感器组17三个传感器组的探测结果，探测结果距离最小的传感器组所代表的方向和距离即为障碍物的方向和距离，根据探测结果调整行李箱避开障碍物继续跟随行李箱携带者。

其中，参阅附图5，所述驱动模块8的驱动器为伺服电机；所述四个滚轮分为前后两对，分别为左前轮20、右前轮25、左后轮21和右后轮24，每个后轮作为驱动轮，且每个后轮连接一个驱动器，其中左后轮连接一个驱动器22、右后轮连接一个驱动器23，前轮作为从动轮，其可以在任意方向上转动。

其中，所述伺服电机通过PID控制其转速，从而控制器速度。电机内部有一个霍尔传感器，当电机转动时，电机每转动一圈，霍尔传感器就会发出若干组信号，选取这些信号中的一个作为测试依据，并记录其两个相邻脉冲之间的时间，再用智能避障跟随行李箱轮子的直径出于脉冲时间，即可计算出车轮当前的速度。再通过PID控制算法对伺服电机进行调速控制。

其中，所述智能避障跟随行李箱的后轮为固定轮，前轮可以在任意方向上转动，采用电子差速转向方式进行转向，通过两个伺服电机对两个后轮之间的速度进行调整，然后根据上述内容测量出的速度和所需转向的角度来控制两个电机各自的速度，使两个驱动轮的速度产生差别，进而达到转向的目的。

其中，所述的蓝牙模块2、驱动模块8、传感器模块4、电源模块29均与控制器模块28电连接。当智能避障跟随行李箱工作时，智能避障跟随行李箱先通过蓝牙接收模块找到行李箱携带者并判断行李箱携带者的距离和方向。蓝牙接收模块和传感器模块4每隔100ms向控制器模块发送一次所监测到的数据，设定在正常跟随的情况下，智能避障跟随行李箱与行李箱携带者之间的距离范围为0.5～1米，智能避障跟随行李箱根据检测到的自己的速度和通过相邻的两次探测到行李箱携带者的距离的比较，计算出行李箱携带者的速度，并且调整自己的速度与行李箱携带者的一致。当智能避障跟随行李箱探测到行李箱携带者的方向出现转变时，会自动通过调整两个伺服电机的转速使左后轮21和右后轮24出现差速来实现转向跟随。在跟随的过程中，智能避障跟随行李箱上的传感器模块4实时探测周围的障碍物并把探测结果发送到控制器模块28上，控制器模块通过数据分析判断出障碍物的位置和大小、静止或者移动以及移动速度的大小，然后根据自己本身结构的和大小来调整自身的运动状态，来绕开障碍物进行跟随。

上述内容，仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围执行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。