一種自主人體跟隨車的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種倉庫或物流運輸中轉(zhuǎn)站搬運物品車的跟隨車，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對稱布置有人體識別模塊，在安裝板前部的左右兩側對稱布置有邊界檢測模塊，左右兩側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；在車架上設置有電池倉，電池倉中布有電池，車架尾部設置有牽引孔；車輪由電機驅(qū)動，電機由電池倉中的電池供電。本實用新型能夠主動跟隨特定人體目標，極大降低了生產(chǎn)成本，同時兼顧了安全性，工作效率高。
【專利說明】
一種自主人體跟隨車
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種倉庫或物流運輸中轉(zhuǎn)站搬運物品車的跟隨車，特別是一種自主人體跟隨車，由跟隨車牽引搬運物品車到目標地點。
【背景技術】
[0002]如今，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人們生活水平不斷提高，倉庫存儲、物流運輸?shù)阮I域的轉(zhuǎn)移和運輸壓力愈發(fā)嚴重，目前對倉庫中大型物品的轉(zhuǎn)移和存儲、物流運輸中轉(zhuǎn)站物品的轉(zhuǎn)運等工作都是由人操作叉車或直接搬運為主。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物品的方式存在效率低下、學習成本高，且安全隱患多。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實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輸物品效率低、后期成本高的缺陷。
[0004]本實用新型的技術方案:
[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對稱布置有人體識別模塊，在安裝板前部的左右兩側對稱布置有邊界檢測模塊，左右兩側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;在車架上設置有電池倉，電池倉中布有電池，車架尾部設置有牽引孔;車輪由電機驅(qū)動，電機由電池倉中的電池供電；
[0006]所述的視覺識別模塊包含一個圖像傳感器一個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紅外測距傳感器、一個接近開關，紅外測距傳感器、接近開關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控制芯片、一個無線接收器、一個無線遙控器、一個報警器，控制芯片分別與無線接收器、報警器電連接，無線遙控器遙控無線接收器；
[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)動車輪的電機電連接。
[0012]所述的驅(qū)動模塊由四個驅(qū)動器組成，每個驅(qū)動器的輸出端電連接一個電機，每個電機驅(qū)動一個車輪。
[0013]本實用新型能夠主動跟隨特定人體目標，而不需要人攜帶信號發(fā)射源，極大降低了物流運輸和倉庫存儲物品過程中使用工具的學習成本和人工成本，并且能夠在丟失目標后自動找回，完全丟失后自動報警，防撞保護以及支持無線遙控功能提極大提高了用戶體驗和跟隨效果，同時兼顧了安全性，消除了安全隱患，工作效率高。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[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。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
[0017]本實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，包含一個圖像傳感器(型號0V7670)、一個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信息反饋，此時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，形成兩個120°搜索扇面，且分別通過導線與控制模塊5中的控制芯片連接；當視覺識別模塊I以及邊界檢測模塊3均不能檢測到被跟隨對象時，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人體處于跟隨車的左側還是右側，并反饋給控制模塊5控制跟隨車相應的轉(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)，兩個超聲波測距模塊布置在安裝板8的前部并關于安裝板8的中軸線對稱放置，每個超聲波測距模塊與中軸線成40°夾角，且分別通過導線與控制模塊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，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定的檢測距離內(nèi)不會有信號出現(xiàn)，當被跟隨對象在行走過程中出現(xiàn)左拐或者右拐動作時，超聲波測距模塊則會檢測到相應信號，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，包含一個紅外測距傳感器(型號GP2Y0A02YK0F)、一個接近開關(型號E18-D80NK)，設置在跟隨車中軸線的前部(也就是安裝板8中軸線的前部)，分別通過導線與控制模塊5中的控制芯片連接；當跟隨車處于跟隨狀態(tài)時，紅外測距傳感器將每
0.5秒對車與人的距離進行采樣，通過控制芯片計算出人行走的速度，并以合適的速度跟隨對象，若計算得到速度為負數(shù)，說明對象正在后退，則跟隨車會進行后退動作。若被跟隨對象處于比較復雜的地形時，為防止跟隨車與物品相撞導致?lián)p壞，接近開關一旦檢測到物體，則立即停止，等待物體移除后重新進行跟隨。
[0022]所述的控制模塊5，位于安裝板8的后部(車架后部)，包含一個控制芯片(型號C8051F340)、一個無線接收器(型號315M)、一個報警器(型號5VS0T)，控制芯片分別通過導線與無線接收器、報警器連接;控制芯片負責處理視覺識別模塊I的圖像信息以及各個模塊的反饋信息，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，可實現(xiàn)對跟隨車的遙控。
[0023]所述的驅(qū)動模塊6，由四個驅(qū)動器(型號TB6612FNG)組成，每個驅(qū)動器的控制端分別通過導線與控制模塊5中的控制芯片相連接，每個驅(qū)動器的輸出端分別通過導線連接跟隨車上的一個電機，每個電機驅(qū)動一個車輪。
[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，與車輪相連的電機用于提供跟隨車的動力，為四輪獨立驅(qū)動，在提升速度的同時保持了良好的轉(zhuǎn)向能力。
[0025]所述的安裝板8固定在車架上，預留有各個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，保存在高速運動和轉(zhuǎn)向時不被甩出。
[0026]車架尾部設置有牽引孔，牽引孔用于掛繩索牽引搬運物品的車。
[0027]本實用新型的工作過程:
[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。當跟隨信號完全丟失，則觸發(fā)控制模塊5中的報警器，提醒還在附近的人;同時打開無線接收器，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)以重新進行跟隨任務。
[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。在跟隨車進行轉(zhuǎn)向時，打開邊界檢測模塊3，并開始不斷的進行信號檢測。當邊界檢測模塊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行采樣，通過控制模塊5中的控制芯片計算出人行走的速度，并以合適的速度跟隨對象前進，若計算得到速度為負數(shù)，說明對象正在后退，則跟隨車會進行后退動作。若被跟隨對象處于比較復雜的地形時，為防止跟隨車與物品相撞導致?lián)p壞，控制模塊5中的接近開關一旦檢測到物體，則立即停止，等待物體移除后重新進行跟隨。
【主權項】
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對稱布置有人體識別模塊，在安裝板前部的左右兩側對稱布置有邊界檢測模塊，左右兩側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;在車架上設置有電池倉，電池倉中布有電池，車架尾部設置有牽引孔;車輪由電機驅(qū)動，電機由電池倉中的電池供電； 所述的視覺識別模塊包含一個圖像傳感器一個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紅外測距傳感器、一個接近開關，紅外測距傳感器、接近開關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控制芯片、一個無線接收器、一個無線遙控器、一個報警器，控制芯片分別與無線接收器、報警器電連接，無線遙控器遙控無線接收器； 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)動車輪的電機電連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種自主人體跟隨車，其特征是:所述的驅(qū)動模塊由四個驅(qū)動器組成，每個驅(qū)動器的輸出端電連接一個電機，每個電機驅(qū)動一個車輪。
【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