本发明涉及智能箱包领域，尤其涉及一种智能行李箱的避障装置及避障方法。
背景技术
随着科技的发展，智能行李箱的智能化程度也越来越高，现有的智能行李箱可以根据用户的控制指令自动前进。然后智能行李箱在前进移动的过程中，难免会遇到各种不同的障碍物。传统的智能行李箱的避障方法是通过超声探测避障，但这种方式存在以下缺点：
1、智能化程度低，不能识别障碍物的类型，不能针对不同类型的障碍物进行不同的避障方式。
2、安全性低，面对运动的障碍物，尤其是移动中的行人，行李箱在移动过重适用性较差，容易同运动的障碍物发生碰撞。
技术实现要素：
为解决上述技术缺陷，本发明提供一种智能行李箱的避障装置及避障方法，可以识别障碍物的类型，并根据障碍物的类型采取不同的避让策略，实现智能化程度高、安全性高的智能行李箱避障。具体的，本发明通过以下技术方案实现：
一方面，本发明公开了一种智能行李箱的避障装置，包括：障碍探测模块，用于探测所述行李箱前进方向上是否存在障碍物；障碍分析模块，用于判断所述障碍探测模块探测到的障碍物是固定障碍物还是移动障碍物；障碍监测模块，用于当所述障碍分析模块判断所述障碍物为移动障碍物时，监测所述移动障碍物的移动轨迹，并判断所述移动障碍物是否有主动避让行为；避障模块，用于当所述障碍物是固定障碍物时，控制所述行李箱采取固定避让策略避开所述固定障碍物；当所述障碍物是移动障碍物时，根据所述障碍监测模块监测到的所述移动障碍物的移动轨迹及所述移动障碍物是否有避让行为，控制所述行李箱采取不同的移动避让策略避开所述移动障碍物。
优选地，所述障碍探测模块包括：超声发射子模块，用于发射探测障碍物的超声波；超声接收子模块，用于接收遇到障碍物反射回来的所述超声发射子模块发射的超声波，并根据所述超声波发射和接收的时间差获取所述障碍物的距离。
优选地，所述障碍分析模块，根据所述行李箱的移动速度、方向、及多次获取的所述超声波发射和接收的时间差，判断所述障碍物是固定障碍物还是移动障碍物。
优选地，所述障碍监测模块包括：图像获取子模块，用于采集所述移动障碍物的移动图像；图像处理子模块，用于对所述图像获取子模块获取的所述移动障碍物的移动图像进行图像处理，获取所述移动障碍物的移动轨迹；图像分析子模块，用于根据所述图像处理子模块获取的所述移动障碍物的移动轨迹，分析所述移动障碍物是否有主动避让行为。
优选地，所述障碍监测模块还包括：距离探测子模块，用于探测所述行李箱距离所述移动障碍物的当前距离，当所述当前距离小于预设第一距离时，启动所述图像获取子模块采集所述移动障碍物的移动图像。
优选地，所述障碍监测模块还包括：行人探测子模块，用于在所述图像获取子模块采集图像之前，通过红外探测器探测所述移动障碍物是否为行人；所述行李箱的避障装置还包括：语音提醒模块，用于当所述行人探测子模块探测到所述移动障碍物是行人时，向所述行人播报避让提醒语音。
优选地，所述避障模块包括：固定避让子模块，用于当所述障碍物是固定障碍物时，控制所述行李箱转向避开所述固定障碍物；第一移动避让子模块，用于当所述障碍物是移动障碍物，且所述移动障碍物无主动避让行为时，根据所述移动障碍物的移动轨迹，控制所述行李箱避开所述移动障碍物；第二移动避让子模块，用于当所述障碍物是移动障碍物，且所述移动障碍物有避让行为时，控制所述行李箱停止移动或者控制所述行李箱朝所述移动障碍物避让方向相反的方向进行避让。
另一方面，本发明还公开了一种智能行李箱的避障方法，应用于含有本发明所述的智能行李箱的避障装置的智能行李箱，所述智能行李箱的避障方法包括：
s100探测所述行李箱前进方向上是否存在障碍物；
s200当探测到所述行李箱前进方向上存在障碍物时，判断所述障碍物的类型；若是固定障碍物，则进入步骤s500，若是移动障碍物，则进入下一步骤；
s300当所述障碍物为移动障碍物时，监测所述移动障碍物的移动轨迹，并判断所述移动障碍物是否有主动避让行为；
s400根据所述移动障碍物的移动轨迹及所述移动障碍物是否有主动避让行为，控制所述行李箱采取不同的移动避让策略避开所述移动障碍物；
s500控制所述行李箱采取固定避让策略避开所述固定障碍物。
优选地，所述步骤s300包括：
s310采集所述移动障碍物的移动图像；
s320对所述移动障碍物的移动图像进行图像处理，获取所述移动障碍物的移动轨迹；
s330根据所述移动障碍物的移动轨迹，分析所述移动障碍物是否有主动避让行为。
优选地，在所述步骤s310之前还包括：
s305探测所述行李箱距离所述移动障碍物的当前距离；当所述当前距离小于预设第一距离时，进入步骤s306；
s306通过红外探测器探测所述移动障碍物是否为行人，若是，进入步骤s310，且通过语音播报提醒所述行人注意避让。
本发明至少具备以下一项技术效果：
(1)本发明的智能行李箱的避障装置可以识别智能行李箱前进方向上的障碍物的类型，并根据不同类型，采取不同的避障策略，智能化程度高。
(2)对于移动障碍物，本发明还会进一步监测其移动轨迹，判断其是否有主动避让行为，从而进一步据此做出不同的避障行为，避免同运动的障碍物发生碰撞。
(3)本发明通过采集移动障碍物的移动图像，并对其进行图像处理，获取移动轨迹，从而分析出移动障碍物是否有主动避让行为，便于后续的避障处理。基于图像视觉分析避让行为，进一步说明含有本发明的避障装置的智能行李箱智能化程度高。
(4)本发明在开启图像采集之前还探测行李箱与移动障碍物的距离，只有在移动距离小于预设距离时才会开启摄像采集移动障碍物的图像，如此，节省了图像采集装置的电能，也减少了后续图像处理的工作量，加快了避让分析处理的时间。
(5)本发明的智能行李箱的避障装置还通过红外探测器探测移动障碍物是否为行人，当探测到障碍物为行人时，还会进行语音播报，提醒用户及时避让，从而更进一步地避免了行李箱与行人碰撞，安全性更高，同时也增强了用户体验。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种智能行李箱的避障装置实施例的框图；
图2为本发明一种智能行李箱的避障装置另一实施例的框图；
图3为本发明一种智能行李箱的避障装置另一实施例的框图；
图4为本发明一种智能行李箱的避障装置避障方法实施例的流程图；
图5为本发明一种智能行李箱的避障装置避障方法另一实施例的流程图；
图6为本发明一种智能行李箱的避障装置避障方法另一实施例的流程图。
附图标记：
10--障碍探测模块；20--障碍分析模块；30--障碍监测模块；40--避障模块；50--语音提醒模块；11--超声发射子模块；12--超声接收子模块；31--图像获取子模块；32--图像处理子模块；33--图像分析子模块；34--距离探测子模块；35--行人探测子模块；41--固定避让子模块；42--第一移动避让子模块；42--第二移动避让子模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种智能行李箱的避障装置，实施例如图1所示，包括：障碍探测模块10，用于探测行李箱前进方向上是否存在障碍物；障碍分析模块20，用于判断所述障碍探测模块10探测到的障碍物是固定障碍物还是移动障碍物；障碍监测模块30，用于当所述障碍分析模块20判断所述障碍物为移动障碍物时，监测所述移动障碍物的移动轨迹，并判断所述移动障碍物是否有主动避让行为；避障模块40，用于当所述障碍物是固定障碍物时，控制所述行李箱采取固定避让策略避开所述固定障碍物；当所述障碍物是移动障碍物时，根据所述障碍监测模块30监测到的所述移动障碍物的移动轨迹及所述移动障碍物是否有避让行为，控制所述行李箱采取不同的移动避让策略避开所述移动障碍物。
智能行李箱，可以智能的根据用户的控制终端的控制指令智能的进行移动，行李箱在自行移动的过程中，肯定会遇到障碍物，本发明的智能行李箱的避障装置，则会根据障碍物的不同而采取不同的避障策略进行避障。具体的，首先会探测行李箱前进方向是否有障碍物，如果有的话，再进一步判断障碍物的类型，如果是固定障碍物，则会采取固定障碍物的固定避让策略，比如向左或向右转向，不碰到固定障碍物即可。而对于移动障碍物，则还会进一步对其进行监测，获取其移动轨迹，看是否有主动避让行为，有无主动避让行为也会影响到后续的对该移动障碍物的避障处理。
上述实施例中，智能行李箱避障装置的障碍探测模块可以通过多种探测方式实现，比如超声波探测、红外测障等等。具体的，我们以超声波测障为例，如图2所示，所述障碍探测模块包括：超声发射子模块11，用于发射探测障碍物的超声波；超声接收子模块12，用于接收遇到障碍物反射回来的所述超声发射子模块发射的超声波，并根据所述超声波发射和接收的时间差获取所述障碍物的距离。也就是说在行李箱上安装超声波发射装置和接收装置，超声波发射装置发射出超声波，该超声波遇到障碍物则会反射回来，被超声波接收装置接收到。而且还可以根据发射和接收的时间差来大致测算出障碍物与行李箱的距离，如此便可以探测到行李箱前进方向是否有障碍物，且可以根据障碍物的距离提前做好应对策略，便于控制行李箱后续的避障应对处理。
障碍分析模块主要用来判断障碍物的类型。不同类型的障碍物后续会有不同的处理策略，而关于障碍物的分类，则可以根据实际需求进行简单分类。比如判断探测到的障碍物是行人还是非行人，然后根据障碍物是否为行人采取不同的避障策略。当然，分类更为系统一点，我们可以将障碍物分为固定障碍物和移动障碍物两类，简单而言，就是根据障碍物是否移动来进行分类判断处理的。具体的，所述障碍分析模块，根据所述行李箱的移动速度、方向、及多次获取的所述超声波发射和接收的时间差，判断所述障碍物是固定障碍物还是移动障碍物。行李箱移动过程中会发生位移，与障碍物的距离也会发生变化，移动过程中不断向该障碍物发射超声波，并接收反射回来的超声波，根据发射和接收的时间差，可以获取行李箱某段移动前后过程中，该行李箱与障碍物的距离。其中，移动后的距离便可以作为我们判断障碍物是否是固定障碍物的标准，如果该障碍物是固定障碍物的话，那么根据移动行李箱的速度及方向，结合移动前该行李箱与障碍物的距离，可以大致测算出移动后与障碍物的距离，然后再与实际超声测算出的移动后的障碍物与行李箱的距离进行比较，看两者是否一致，一致的话则说明是固定障碍物，而如果不一致的话，则说明该障碍物也发生了位移，那么就可以判断出该障碍物为移动障碍物。
判断出障碍物为移动障碍物后，我们再具体对该移动障碍物进行监测，看其是否有主动避让行为，因为如果该移动障碍物有避让行为的话，我们的行李箱如果采取的避让方向与该移动障碍物避让方向正好相对的话，则可能会撞上，因此，还需要根据该移动障碍物的移动轨迹和是否有移动避让行为来采取不同的移动避让策略。具体的，如图2所示，所述障碍监测模块30包括：图像获取子模块31，用于采集所述移动障碍物的移动图像；图像处理子模块32，用于对所述图像获取子模块31获取的所述移动障碍物的移动图像进行图像处理，获取所述移动障碍物的移动轨迹；图像分析子模块33，用于根据所述图像处理子模块32获取的所述移动障碍物的移动轨迹，分析所述移动障碍物是否有主动避让行为。
上述中采用机器视觉监测移动障碍物的移动轨迹与避让行为，具体的，可以通过行李箱上安装的至少一对双目摄像头来获取该移动障碍物的图像，当然，我们只获取一张图像是无法分析到移动轨迹和避让行为的，因此，这就要求我们通过连续的n张图像来进行处理和分析，从而判断出该移动障碍物包含移动方向的移动轨迹，再结合行李箱自身的移动方向，可以初步判断出该移动障碍物是否有主动避让行为。比如，监测到移动障碍物改变了原来的运动方向，该运动方向不会与行李箱相撞，那么就可以判断出该移动障碍物有主动避让行为。这种情况下，行李箱则可以采用保持原来的行进方向不变的策略进行避障，实际上是移动障碍物主动避开了移动行李箱。而对于移动障碍物没有主动避让行为，那么，就要控制行李箱进行主动避障了，这时，就要结合该移动障碍物的移动轨迹，从而调整行李箱的移动方向，使得行李箱不会与该移动障碍物相撞。
较佳的，本发明的另一实施例，在上述任一实施例的基础上，如图3所示，所述障碍监测模块30还包括：距离探测子模块34，用于探测所述行李箱距离所述移动障碍物的当前距离，当所述当前距离小于预设第一距离时，启动所述图像获取子模块31采集所述移动障碍物的移动图像。通过在行李箱上设置距离探测子模块34，探测该障碍物与行李箱的距离，当该距离小于预设的值的时候，再进行后续的对该移动障碍物的图像采集及图像分析处理，如此，节省了图像采集设备的电能，也减少了无用照片的产生，大大降低了后续图像处理的工作量，提高了分析处理的效率。而且，当移动障碍物距离行李箱一定距离后，拍摄的照片的质量也才会更好。
较佳的，在上述任一实施例的基础上，所述障碍监测模块30还包括：行人探测子模块35，用于在所述图像获取子模块31采集图像之前，通过红外探测器探测所述移动障碍物是否为行人；所述行李箱的避障装置还包括：语音提醒模块，用于当所述行人探测子模块35探测到所述移动障碍物是行人时，向所述行人播报避让提醒语音。
本实施例中，对于移动障碍物还进一步进行了分类探测，判断该移动障碍物是否是行人，因为，一般的行人更有可能进行主动避让，而且还可以通过与行人进行信息交互传达避让提醒。具体的，可以通过红外探测器探测该移动障碍物是否是行人，对于行人，再通过语音提醒前方行人及时避让。当然，此外，同样也会采集图像分析该行人或非行人的移动障碍物的移动图像，通过一系列图像分析其移动轨迹，判断是否有主动避让行为。主动避让行为一般可以通过移动轨迹进行初步判断出来，改变了之前的移动轨迹，且改变的移动轨迹不会造成与行李箱相撞，则说明该行人或移动障碍物采取了主动避让行为。
本发明的另一实施例，在上述任一实施例的基础上，如图3所示，所述避障模块40包括：固定避让子模块41，用于当所述障碍物是固定障碍物时，控制所述行李箱转向避开所述固定障碍物；第一移动避让子模块42，用于当所述障碍物是移动障碍物，且所述移动障碍物无主动避让行为时，根据所述移动障碍物的移动轨迹，控制所述行李箱避开所述移动障碍物；第二移动避让子模块43，用于当所述障碍物是移动障碍物，且所述移动障碍物有避让行为时，控制所述行李箱停止移动或者控制所述行李箱朝所述移动障碍物避让方向相反的方向进行避让。
本实施例中，对于固定障碍物，采取转向的方式避开固定障碍物即可，而对于移动障碍物，则需要根据该移动障碍物是否有主动避让行为而采取不同的避让方式，具体的，对于无避让行为的移动障碍物，则需要行李箱主动避让，因此需要根据移动障碍物的移动轨迹，控制行李箱转向，避免与移动障碍物的移动方向相撞。而对于有主动避让行为的移动障碍物，则由于该移动障碍物有主动避让行为，则可以让该行李箱暂停下来，或者保持原来的行进方向不变，这里由于移动障碍物有主动避让行为，因此，即使行李箱暂停下来或者保持原来行进方向不变也不会造成碰撞，当然，我们也可以采取向所述移动障碍物避让方向相反的方向进行避让，这样就更加不会造成两者相撞的情况发生。
本发明智能行避障李箱的另一实施例，该行李箱的避障装置主要由微型摄像头、红外探测模块以及超声波探测模块等组成。
1)微型摄像头：微型摄像头可以对移动的行人进行拍照，在同一角度对同一一行人进行拍照以及位置对比，从而提前判断行为移动的方向。
2)超声波探测模块：由发射模块和接收模块组成。发射超声波，超声波遇到障碍物反射回来，接收模块根据反射和接收的时间判断遇障碍物的距离。
3)红外探测模块：红外探测模块可以进一步确认所遇障碍物是移动的人还是固定障碍物。
此外，该行李箱上还设置有：
无线发射模块：无线发射模块发射信号，用户有接收信号的芯片，通过计算信号发射和接收时间，测算与用户距离。
驱动模块：驱动智能行李箱行走和转向。
gps模块：可以对智能行李箱定位，并且对智能行李室外的路线引导。
处理器：与各模块相连，综合控制智能行李箱的各个模块。
具体的，智能行李箱在自行行进过程中，需要智能的避开障碍物。具体的避障过程如下：
首先，超声波发射模块发出超声波，超声波遇到障碍物会反射回来，接收模块对超声波进行接收，从而判断出行李箱离障碍物的距离，可以通过多次距离和时间测定，从而判断出行李箱和障碍物的相对速度。
当行李箱离障碍物有一定距离(比如设定距离为5米)的时候，开启红外探测模块，红外探测模块判定当前障碍物是行人还是一般的物体。如果是一般物体，行李箱开启转向模式，慢慢避开障碍物。当判定当前障碍物是行人的话，再开启微型摄像模块，摄像头对行人连续拍照。再将多张照片给cpu进行处理分析。照片分析有两种情况：第一，行人无明显避让举动，那么行李箱开启转向模式，主动避开行人。第二，多张连续照片显示行人有主动避让行李箱的动作。cpu根据连续的多张照片智能判断行人向哪个方向偏转，智能行李箱从而向行人相反的方向偏转。从而避免行李箱和行人同时向同一方向避让对方而导致相撞的问题。
基于相同的技术构思，本发明还公开了一种智能行李箱的避障方法，应用于含有本发明上述任一实施例所述的智能行李箱的避障装置的行李箱，具体的，如图4所示，所述行李箱的避障方法包括：
s100探测所述行李箱前进方向上是否存在障碍物；
s200当探测到所述行李箱前进方向上存在障碍物时，判断所述障碍物的类型；若是固定障碍物，则进入步骤s500，若是移动障碍物，则进入下一步骤；
s300当所述障碍物为移动障碍物时，监测所述移动障碍物的移动轨迹，并判断所述移动障碍物是否有主动避让行为；
s400根据所述移动障碍物的移动轨迹及所述移动障碍物是否有主动避让行为，控制所述行李箱采取不同的移动避让策略避开所述移动障碍物；
s500控制所述行李箱采取固定避让策略避开所述固定障碍物。
本方法实施例中，在探测到行李箱前进方向上有障碍物时，会进一步检测该障碍物的类型，不同的障碍物类型会采取不同的避障策略。而对于移动障碍物，则还会进一步监测其移动轨迹，判断分析其是否有主动避让行为，从而据此又分别采取不同的避让方式，如此，使得智能行李箱更为智能，且在行进过程中更为安全。
本发明智能行李箱的避障方法的另一实施例，如图5所示，包括：
s100探测所述行李箱前进方向上是否存在障碍物；
s200当探测到所述行李箱前进方向上存在障碍物时，判断所述障碍物的类型；若是固定障碍物，则进入步骤s500，若是移动障碍物，则进入下一步骤；
s310采集所述移动障碍物的移动图像；
s320对所述移动障碍物的移动图像进行图像处理，获取所述移动障碍物的移动轨迹；
s330根据所述移动障碍物的移动轨迹，分析所述移动障碍物是否有主动避让行为；
s400根据所述移动障碍物的移动轨迹及所述移动障碍物是否有主动避让行为，控制所述行李箱采取不同的移动避让策略避开所述移动障碍物；
s500控制所述行李箱采取固定避让策略避开所述固定障碍物。
本实施例中，基于机器视觉技术，采集移动障碍物的移动图像，并对其进行图像处理分析，获取其移动轨迹，判断分析该移动障碍物是否具有主动避让行为。从而可以根据该移动障碍物是否具备主动避让行为，结合其移动轨迹采取不同的移动避让策略，从而更为安全智能的避障。
本发明智能行李箱的避障方法的另一实施例，在上述任一实施例的基础上，如图6所示，包括：
s100探测所述行李箱前进方向上是否存在障碍物；
s200当探测到所述行李箱前进方向上存在障碍物时，判断所述障碍物的类型；若是固定障碍物，则进入步骤s500，若是移动障碍物，则进入下一步骤；
s305探测所述行李箱距离所述移动障碍物的当前距离；当所述当前距离小于预设第一距离时，进入步骤s306；
s306通过红外探测器探测所述移动障碍物是否为行人，若是，进入步骤s310，且通过语音播报提醒所述行人注意避让；
s310采集所述移动障碍物的移动图像；
s320对所述移动障碍物的移动图像进行图像处理，获取所述移动障碍物的移动轨迹；
s330根据所述移动障碍物的移动轨迹，分析所述移动障碍物是否有主动避让行为；
s400根据所述移动障碍物的移动轨迹及所述移动障碍物是否有主动避让行为，控制所述行李箱采取不同的移动避让策略避开所述移动障碍物；
s500控制所述行李箱采取固定避让策略避开所述固定障碍物。
本实施例中，探测到障碍物后，会先识别障碍物的类型，对于固定障碍物，则采取普通的转向避让即可。而对于移动障碍物，则会先探测该移动障碍物与行李箱的距离，当距离小于预设的第一距离后，再通过红外探测器探测该移动障碍物是否是行人，若为行人，则会开启图像采集模块进行图像采集，同时，通过语音提醒模块提醒行人注意避让。这样可以提高行人主动避让的概率，从而使得行李箱行进过程中更为安全，当然，对于移动障碍物不是行人的情况，同样在该移动障碍物距离行李箱的距离小于预设第一距离后，也可自动开启图像采集设备获取移动障碍物的移动图像，通过分析处理一系列的图像，获取该移动障碍物的移动轨迹，并判断其是否有主动避让行人，从而据此采取不同的避让策略。具体的，对于固定障碍物，采取转向的方式避开固定障碍物即可，而对于移动障碍物，则需要根据该移动障碍物是否有主动避让行为而采取不同的避让方式，具体的，对于无避让行为的移动障碍物，则需要行李箱主动避让，因此需要根据移动障碍物的移动轨迹，控制行李箱转向，避免与移动障碍物的移动方向相撞。而对于有主动避让行为的移动障碍物，则由于该移动障碍物有主动避让行为，则可以让该行李箱暂停下来，或者保持原来的行进方向不变，这里由于移动障碍物有主动避让行为，因此，即使行李箱暂停下来或者保持原来行进方向不变也不会造成碰撞，当然，我们也可以采取向所述移动障碍物避让方向相反的方向进行避让，这样就更加不会造成两者相撞的情况发生。
本发明的智能行李箱避障方法实施例与本发明的智能行李箱的避障装置实施例相对应，本发明的装置实施例的技术细节同样适用于本发明的方法实施例，为减少重复，不再赘述。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。