一种自主人体跟随车的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种仓库或物流运输中转站搬运物品车的跟随车，特别是一种自主人体跟随车，包括车架及车轮，在车架上固定有安装板，通过立柱固定在安装板中轴线上的视觉识别模块，在安装板的左右两侧对称布置有人体识别模块，在安装板前部的左右两侧对称布置有边界检测模块，左右两侧的边界检测模块之间的安装夹角为80°±2°，在安装板中轴线的前部布置有视觉辅助模块；在安装板的后部布置有控制模块和驱动模块；在车架上设置有电池仓，电池仓中布有电池，车架尾部设置有牵引孔；车轮由电机驱动，电机由电池仓中的电池供电。本实用新型能够主动跟随特定人体目标，极大降低了生产成本，同时兼顾了安全性，工作效率高。
【专利说明】
一种自主人体跟随车
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种仓库或物流运输中转站搬运物品车的跟随车，特别是一种自主人体跟随车，由跟随车牵引搬运物品车到目标地点。
【背景技术】
[0002]如今，随着经济的不断发展，人们生活水平不断提高，仓库存储、物流运输等领域的转移和运输压力愈发严重，目前对仓库中大型物品的转移和存储、物流运输中转站物品的转运等工作都是由人操作叉车或直接搬运为主。人工直接操作，能降低仓库和中转站初期投入成本，但随着人们对物流速度要求的提高，单纯使用叉车或人工搬运物品的方式存在效率低下、学习成本高，且安全隐患多。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种自主人体跟随车，以克服现有仓库存储物品和物流运输物品效率低、后期成本高的缺陷。
[0004]本实用新型的技术方案:
[0005]—种自主人体跟随车，包括车架及车轮，在车架上固定有安装板，通过立柱固定在安装板中轴线上(也就是沿车架前后方向的中轴线)的视觉识别模块，在安装板的左右两侧对称布置有人体识别模块，在安装板前部的左右两侧对称布置有边界检测模块，左右两侧的边界检测模块之间的安装夹角为80° ±2°，在安装板中轴线的前部布置有视觉辅助模块；在安装板的后部布置有控制模块和驱动模块;在车架上设置有电池仓，电池仓中布有电池，车架尾部设置有牵引孔;车轮由电机驱动，电机由电池仓中的电池供电；
[0006]所述的视觉识别模块包含一个图像传感器一个热释电红外线传感器，图像传感器、热释电红外线传感器分别与控制模块中的控制芯片电连接；
[0007]所述的人体识别模块即热释电红外线传感器，与控制模块中的控制芯片电连接；
[0008]所述的边界检测模块即超声波测距模块，与控制模块中的控制芯片电连接；
[0009]所述的视觉辅助模块包含一个红外测距传感器、一个接近开关，红外测距传感器、接近开关分别与控制模块中的控制芯片电连接；
[0010]所述的控制模块包含一个控制芯片、一个无线接收器、一个无线遥控器、一个报警器，控制芯片分别与无线接收器、报警器电连接，无线遥控器遥控无线接收器；
[0011]所述的驱动模块即驱动器，驱动器的控制端与控制模块中的控制芯片电连接，输出端与驱动车轮的电机电连接。
[0012]所述的驱动模块由四个驱动器组成，每个驱动器的输出端电连接一个电机，每个电机驱动一个车轮。
[0013]本实用新型能够主动跟随特定人体目标，而不需要人携带信号发射源，极大降低了物流运输和仓库存储物品过程中使用工具的学习成本和人工成本，并且能够在丢失目标后自动找回，完全丢失后自动报警，防撞保护以及支持无线遥控功能提极大提高了用户体验和跟随效果，同时兼顾了安全性，消除了安全隐患，工作效率高。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的结构示意图。
[0015]图中:1.视觉识别模块，2.人体识别模块，3.边界检测模块，4.视觉辅助模块，5.控制模块，6.驱动模块，7.车架及车轮，8.安装板。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型进一步说明。
[0017]本实用新型包括车架及车轮7和安装板8，布置在安装板8上的视觉识别模块1、人体识别模块2、边界检测模块3、视觉辅助模块4、控制模块5、驱动模块6。
[0018]所述的视觉识别模块I，包含一个图像传感器(型号0V7670)、一个热释电红外线传感器(型号HC-SR501)，通过立柱布置在安装板8上。图像传感器、热释电红外线传感器分别通过导线与控制模块5中的控制芯片连接，用于识别前方的物体是否为人，若前方有人，则热释电红外线传感器有相应信息反馈，此时会自动打开图像传感器，检测是否为需要跟随的对象，若是，则开始进行跟随。
[0019]所述的人体识别模块2即热释电红外线传感器(型号HC-SR501)，它们对称布置在安装板8上靠前左右两侧，形成两个120°搜索扇面，且分别通过导线与控制模块5中的控制芯片连接；当视觉识别模块I以及边界检测模块3均不能检测到被跟随对象时，将会自动打开人体识别模块2，热释电红外线传感器能确认人体处于跟随车的左侧还是右侧，并反馈给控制模块5控制跟随车相应的转向动作。
[0020]所述的边界检测模块3即超声波测距模块(型号HC-SR04)，两个超声波测距模块布置在安装板8的前部并关于安装板8的中轴线对称放置，每个超声波测距模块与中轴线成40°夹角，且分别通过导线与控制模块5中的控制芯片连接;超声波测距模块也就是对称安装于车头两侧，在视觉辅助模块4和人体识别模块2之间。在正常情况下，超声波测距模块在设定的检测距离内不会有信号出现，当被跟随对象在行走过程中出现左拐或者右拐动作时，超声波测距模块则会检测到相应信号，并调整跟随车姿态，始终保持视觉识别模块I正对被跟随对象。
[0021 ] 所述的视觉辅助模块4，包含一个红外测距传感器(型号GP2Y0A02YK0F)、一个接近开关(型号E18-D80NK)，设置在跟随车中轴线的前部(也就是安装板8中轴线的前部)，分别通过导线与控制模块5中的控制芯片连接；当跟随车处于跟随状态时，红外测距传感器将每
0.5秒对车与人的距离进行采样，通过控制芯片计算出人行走的速度，并以合适的速度跟随对象，若计算得到速度为负数，说明对象正在后退，则跟随车会进行后退动作。若被跟随对象处于比较复杂的地形时，为防止跟随车与物品相撞导致损坏，接近开关一旦检测到物体，则立即停止，等待物体移除后重新进行跟随。
[0022]所述的控制模块5，位于安装板8的后部(车架后部)，包含一个控制芯片(型号C8051F340)、一个无线接收器(型号315M)、一个报警器(型号5VS0T)，控制芯片分别通过导线与无线接收器、报警器连接;控制芯片负责处理视觉识别模块I的图像信息以及各个模块的反馈信息，并控制驱动模块6对跟随车的速度及姿态进行调整;无线接收器用于接收无线遥控器(型号315M)的信息，可实现对跟随车的遥控。
[0023]所述的驱动模块6，由四个驱动器(型号TB6612FNG)组成，每个驱动器的控制端分别通过导线与控制模块5中的控制芯片相连接，每个驱动器的输出端分别通过导线连接跟随车上的一个电机，每个电机驱动一个车轮。
[0024]车架及车轮7中的车轮为可更换轮胎，以根据不同地面环境更换不同类型的轮胎来保证跟随车的跟随性能，与车轮相连的电机用于提供跟随车的动力，为四轮独立驱动，在提升速度的同时保持了良好的转向能力。
[0025]所述的安装板8固定在车架上，预留有各个模块所需的安装槽位，保证各模块的有效及稳定工作，安装板8下方为电池仓，用于安装电池组，并能固定电池，保存在高速运动和转向时不被甩出。
[0026]车架尾部设置有牵引孔，牵引孔用于挂绳索牵引搬运物品的车。
[0027]本实用新型的工作过程:
[0028]开启视觉识别模块I，打开热释电红外线传感器，检测相应信息，并打开图像传感器，检测并回传图像至控制模块5中的控制芯片进行处理。随后通过热释电红外线传感器反馈的电平高低判断是否为人，并通过图像传感器判断是否为被跟随对象。
[0029]若视觉识别模块I及边界检测模块3没有信号反馈，说明跟随信号丢失，此时将打开人体识别模块2。人体识别模块2能大致确定人体的位置，若人体识别模块2也没有检测到人体信号，则说明跟随信号完全丢失。当跟随信号完全丢失，则触发控制模块5中的报警器，提醒还在附近的人;同时打开无线接收器，接受被跟随对象(人)所携带无线遥控器的控制，调整姿态以重新进行跟随任务。
[0030]若人体识别模块2检测到人体信号，由于人体识别模块2能反馈人体信号的大致方向，故可通过控制模块5控制跟随车转向。在跟随车进行转向时，打开边界检测模块3，并开始不断的进行信号检测。当边界检测模块3检测到有信号，控制模块5将根据边界检测模块3所给的信号控制跟随车进行更精确的转向，直到边界检测模块3的信号消失，说明人体已进入视觉辅助模块4的信号范围，调整完成。
[0031]完成调整后，将立即开启视觉辅助模块4。开启视觉辅助模块4后，视觉辅助模块4上的红外测距传感器将每0.5秒对车与人的距离进行采样，通过控制模块5中的控制芯片计算出人行走的速度，并以合适的速度跟随对象前进，若计算得到速度为负数，说明对象正在后退，则跟随车会进行后退动作。若被跟随对象处于比较复杂的地形时，为防止跟随车与物品相撞导致损坏，控制模块5中的接近开关一旦检测到物体，则立即停止，等待物体移除后重新进行跟随。
【主权项】
1.一种自主人体跟随车，其特征是:包括车架及车轮，在车架上固定有安装板，通过立柱固定在安装板中轴线上的视觉识别模块，在安装板的左右两侧对称布置有人体识别模块，在安装板前部的左右两侧对称布置有边界检测模块，左右两侧的边界检测模块之间的安装夹角为80° ±2°，在安装板中轴线的前部布置有视觉辅助模块;在安装板的后部布置有控制模块和驱动模块;在车架上设置有电池仓，电池仓中布有电池，车架尾部设置有牵引孔;车轮由电机驱动，电机由电池仓中的电池供电； 所述的视觉识别模块包含一个图像传感器一个热释电红外线传感器，图像传感器、热释电红外线传感器分别与控制模块中的控制芯片电连接； 所述的人体识别模块即热释电红外线传感器，与控制模块中的控制芯片电连接； 所述的边界检测模块即超声波测距模块，与控制模块中的控制芯片电连接； 所述的视觉辅助模块包含一个红外测距传感器、一个接近开关，红外测距传感器、接近开关分别与控制模块中的控制芯片电连接； 所述的控制模块包含一个控制芯片、一个无线接收器、一个无线遥控器、一个报警器，控制芯片分别与无线接收器、报警器电连接，无线遥控器遥控无线接收器； 所述的驱动模块即驱动器，驱动器的控制端与控制模块中的控制芯片电连接，输出端与驱动车轮的电机电连接。2.根据权利要求1所述的一种自主人体跟随车，其特征是:所述的驱动模块由四个驱动器组成，每个驱动器的输出端电连接一个电机，每个电机驱动一个车轮。
【文档编号】G05D1/02GK205540279SQ201620345664
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月24日
【发明人】汪涛, 徐文浩, 罗冠清, 陈亚文, 曾江月
【申请人】江西理工大学