CN107713230A - 一种智能跟随代步箱包及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能跟随代步箱包及其控制方法，该智能跟随代步箱包，包括：箱体、收纳在箱体底部的踏板、设置于箱体底部的两前轮、设置于踏板上的两后轮，其中，两前轮为电动行走轮，踏板主体能够收叠至箱体底部，踏板的后部为可折叠的脚踏部；控制系统，设置在箱体上，包括处理器、用于控制电动行走轮一和二的运动控制单元、跟随模块、无线接收模块、报警模块和直流电源；以及智能终端，独立于箱体，包括直流电源、佩戴模块、与无线接收模块配合的遥控模块、以及用于采集智能终端运行加速度的加速度传感器。本箱包具有自动跟随、代步、遥控行进、跟丢报警、近距离防丢报警功能、决绝非法使用功能，特别在超大型箱包上使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能跟随代步箱包及其控制方法。
背景技术
超大型箱包在跨境旅游或商务中，使用非常广泛，其体积大、行李物品可一次性收纳，在购物、就餐、酒店入住、安检、托运时非常便捷。
超大型箱包的底部均安装有轮子，一般采用推行方式，由于笨重，需要一定的体力，对于女士、儿童等体力较弱者不太适用。
中国专利文献CN205405263U公开了一种基于超声波定位的智能跟随行李箱，能够智能跟随，自动控制跟随距离，方便行李箱的自动行驶搬运。
中国专利文献CN105708071A公开了基于室内定位的自动跟随智能箱包，箱包跟主人距离实时监控，解决了人们担心箱包被盗的烦恼。
人们步行速度通常较慢，自动跟随箱包的电动行走轮的速度比步行速度快的多，二者速度不匹配，通常会出现箱包追人的情况，特别对于体力较弱的人来说，费体力，出行体验差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种智能跟随代步箱包，以解决箱包跟随和代步问题。
本发明的目的还在于提供一种智能跟随代步箱包的控制方法，以解决箱包跟随和代步问题。
为此，本发明提供了一种智能跟随代步箱包，包括：箱体、收纳在箱体底部的踏板、设置于箱体底部的两前轮、设置于踏板上的两后轮，其中，两前轮为电动行走轮，踏板主体能够收叠至箱体底部，踏板的后部为可折叠的脚踏部；控制系统，设置在箱体上，包括处理器、用于控制电动行走轮一和二的运动控制单元、跟随模块、无线接收模块、报警模块和直流电源；以及智能终端，独立于箱体，包括直流电源、与所述跟随模块通信配合以获得跟随距离和方向角的佩戴模块、与无线接收模块配合的遥控模块、以及用于采集智能终端运行加速度的加速度传感器。
根据本发明的另一方面，提供了一种根据上面所描述的智能跟随代步箱包的控制方法，包括以下步骤：选择箱包行走模式，该行走模式包括代步模式和跟随模式，当选择代步模式时，利用智能终端作为遥控器控制箱包行进，当选择跟随模式时，箱包自动跟随智能终端行进。
根据本发明的智能跟随代步箱包，具有自动跟随、代步、遥控行进、跟丢报警和近距离防丢报警功能，这些功能由智能终端控制，可决绝非法使用，本发明的智能跟随代步箱包解决了箱包携带的繁琐问题，特别适合在超大型箱包上使用。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是根据本发明一实施例的智能跟随代步箱包的代步状态的示意图；
图2是根据本发明一实施例的智能跟随代步箱包的跟随状态的示意图；
图3是根据本发明一实施例的智能跟随代步箱包的控制系统和智能终端的结构框图；
图4是根据本发明一实施例的智能跟随代步箱包的跟随控制方法的流程图；以及
图5是根据本发明一实施例的智能跟随代步箱包的蓝牙检测防丢的流程图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
图1至图5示出了根据本发明的一些实施例。
结合参照图1和图2，智能跟随代步箱包包括箱体10、收纳在箱体底部的踏板12、在箱体底部设置的两前轮(电动行走轮)11、在踏板12上设置的两后轮(从动轮)13。
其中，踏板主体收叠至箱体底部，踏板的后部为可折叠的脚踏部14，该可折叠的脚踏部14相对于踏板具有水平展开和竖直收叠两种状态。该设计解决了整块踏板由于长度过长不能收叠至箱体底部的问题。在本发明中，前后轮在箱体的厚度方向上一前一后设置，如此前后轮的跨距较小。
如图3所示，该智能跟随代步箱包还包括在箱体上设置的控制系统30、以及独立于箱体的智能终端20。
该控制系统30包括处理器35、用于控制电动行走轮一和电动行走轮二11的运动控制单元38、跟随模块31、无线接收模块33、报警模块36和直流电源34。智能终端20包括与所述跟随模块31通信配合以获得跟随距离L和方向角A的佩戴模块21、与无线接收模块33配合的遥控模块23、以及用于采集智能终端运行加速度a的加速度传感器24。
其中，在代步状态时由遥控模块控制箱包行走，在跟随状态时由跟随系统控制箱包行走速度和方向。
图1示出了智能跟随代步箱包的代步状态，如图1所示，从箱包底部拉出踏板12，从箱包顶部拉出拉杆15，选择代步模式，人员站在踏板12上，将智能终端20作为遥控器使用，操纵箱包的行进或停车，转弯由身体重心调整控制，当身体重心左移时，左侧后轮阻力增大，箱包向左偏转，当身体重心右移时，右侧车轮阻力加大，箱包向右偏转，如此实现箱包代步转向。优选地，踏板上设有脚踩式刷车机构，实现刹车。
图2示出了智能跟随代步箱包的跟随状态，如图2所示，根据跨距需要选择是否拉出踏板，选择跟随模式。
其中，跟踪原理如下：利用跟随模块和佩戴模块的通信获得佩戴模块相对于跟踪模块的相对坐标，即距离L和方向角，在采集佩戴模块的加速度a，实现跟随控制。
本发明的箱包跟随控制方法如下：
S10、设定或选定跟随距离L0、随动范围L0+M1，例如随动范围为1.5-3.5米；
S20、利用箱包上设置的跟随模块采集箱包至人员上的佩戴模块的距离L、方向角A，并且采集佩戴模块的加速度a；以及
S30、箱包的控制模块根据采集的距离L、方向角A和加速度a规划箱包的行走路径和行走加速度a’，以使箱包跟随前方的佩戴模块。在跟随过程中，当实际距离L小于跟随距离L0，控制电动轮毂断电，以降低箱包速度或停止，当实际距离超过跟随范围时，箱包以最大功率行进(一般限速为10-15公里/小时)并报警提示跟不上速度。
可选地，箱包的加速度a’与人员的加速度a的关系为：a’＝a+F(L-L0)，其中，当L-L0≤0，F(L-L0)＝-a；当M1﹥L-L0﹥0，则F(L-L0)∝L-L0；当L-L0﹥M1，F(L-L0)＝T(恒定值)，并且进行报警，以示意箱包跟不上人员速度。
根据本发明的跟随方法，跟随距离可设定，允许人员在跑步和漫步之间切换，箱包跟随不力时进行报警，具有箱包防丢功能。
本发明的跟随模块和佩戴模块之间优选通过无载波通信技术(Ultra Wideband、UWB)实现跟踪。其中，跟随模块为具有微型阵列天线的UWB模块，佩戴模块集成于智能终端中，该智能终端例如手机、PAD、智能手表。当跟随模块与佩戴模块通信时，通过电磁波的飞行时间测量出人员到机器人的距离，通过微信天线阵列上的相位差来计算出人员相对于箱包的方向，将这些信息送给箱包的处理器，通过运动控制单元来控制电动行走轮的速度和方向，从而达到智能跟随目的。
现有技术中超声波定位方案体积大，对人员佩戴的标签的姿态有要求，轻微遮挡就会丢失信号，而摄像头或者激光雷达跟随方向容易受到阳光和遮挡的影响导致失灵，容易跟丢。本跟随方案抗干扰能力强、不收光纤等环境的影响，功耗低，体积小的优点。
本发明的智能跟随代步箱包还提供了遥控模式，此时箱包行进在前，人员手持智能终端，智能终端作为遥控器，用于发送指令，控制电动行走轮行走。适合大人和儿童随行的场合，例如儿童站在踏板上代步，由大人遥控箱包前进，或者替换，以增加旅途乐趣。
在一实施例中，如图3所示，箱包的控制系统上还设有蓝牙模块32。其中，该蓝牙模块32为双工模式的蓝牙模块，该蓝牙模块32与智能终端配对，实现定位数据的收发，如图5所示，当手机检测不到蓝牙模块32时、蜂鸣器进行报警，该报警距离一般在100米以内范围内。在本实施例中，通过跟丢报警和蓝牙报警相结合，提高了箱包的防丢性能，特别是，箱包跟随在人员后，当箱包随丢报警时人员没有觉察时，通过蓝牙报警蓝牙报警提供了防丢补救措施。
可选地，箱包的控制系统30还包括定位模块37，该定位模块为北斗/GPS双模定位+LBS基站定位模块，室外的时候使用北斗定位或GPS定位，室内的时候使用LBS定位。该定位功能用于箱包位置查询，作为防丢措施。
在一实施例中，控制系统还设有称重传感器(图中未示出)，该称重传感器设置在踏板上，采集踏板承受的重量，当判断有人员代步时自动切换至代步模式，并且在判断人员超重时给予报警提示，超出承载能力，拒绝代步，并记录。
在一实施例中，两前轮为从动轮，设置在踏板上的两后轮为电动行走轮。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种智能跟随代步箱包，其特征在于，包括：
箱体、收纳在箱体底部的踏板、设置于箱体底部的两前轮、设置于踏板上的两后轮，其中，两前轮为电动行走轮，踏板主体能够收叠至箱体底部，踏板的后部为可折叠的脚踏部；
控制系统，设置在箱体上，包括处理器、用于控制电动行走轮一和二的运动控制单元、跟随模块、无线接收模块、报警模块和直流电源；以及
智能终端，独立于箱体，包括直流电源、与所述跟随模块通信配合以获得跟随距离和方向角的佩戴模块、与无线接收模块配合的遥控模块、以及用于采集智能终端运行加速度的加速度传感器。
2.根据权利要求1所述的智能跟随代步箱包，其特征在于，所述控制系统还包括蓝牙模块，所述智能终端用于在检测到所述蓝牙模块连接丢失时进行报警。
3.一种根据权利要求1或2所述的智能跟随代步箱包的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
选择箱包行走模式，该行走模式包括代步模式和跟随模式，
当选择代步模式时，利用智能终端作为遥控器控制箱包行进，当选择跟随模式时，箱包自动跟随智能终端行进。
4.根据权利要求3所述的智能跟随代步箱包的控制方法，其特征在于，所述箱包自动跟随智能终端行进包括以下步骤：
设定或选定跟随距离L0、随动范围L0+M1；
利用箱包上的跟随模块采集箱包至智能终端的佩戴模块的距离L、方向角A，并且采集佩戴模块的加速度a；以及
箱包的处理器根据采集的距离L、方向角A和加速度a规划箱包的行走路径和行走加速度a’，以使箱包在随动范围内跟随智能终端。
5.根据权利要求3所述的智能跟随代步箱包的控制方法，其特征在于，利用承重传感器或行程开关检测踏板是否有人代步，当判断代步时自动切换为代步模式。
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