一种行李箱的移动方法

本发明涉及自动跟随，具体涉及一种行李箱的移动方法。

背景技术：

1、近来随着传感器的进步和控制技术的成熟，机器人不再局限于在工厂加工处理组件而逐渐从工厂迈进工作生活的方方面面，以协助人们处理日常工作生活中的重复性工作，例如检测、打扫或搬运。另外，由于各种电子零件的成本下降，进而降低机器人的制造成本而开始商品化，越来越受到业界重视。

2、目前，移动机器人在越来越多的领域得到了广泛的应用，现有技术中，已经有一些设置电动行走装置的技术方案，如中国专利文献cn103315484a，公布日为2013.09.25，公开的一种遥控自驱式行李箱包，该技术方案可以遥控实现行李箱包自驱动的前进、倒退、停止以及左右拐弯，很大程度上节省了用户的体力。

3、现有技术虽然解决了移动机器人行走的问题，但其行走仍然需要使用者有意识地用遥控器操作，操控者的双手被遥控器占用，仍然存在使用不便的问题，而随着图像处理技术的提升，现有技术如中国专利文献cn106881716，公布日为2017.06.23，其公开了一种基于3d摄像头机器人的人体跟随方法，具体包括根据3d摄像头获取到的物体特征值进行分析判断，若抓拍到人体，则记录人体的特征值和位置信息，并计算人体中心坐标与人体之间的距离，且根据机器人与人体之间的距离而决定跟随人体的速度，保证机器人与人体之间的常量间距，但是该方法需要通过先获取人体的物体特征值，也就是对摄像头的硬件要求以及图像处理技术要求较高，从而使得整个系统的成本较高，且实现较复杂，同时其仅仅是通过控制机器人的速度确保机器人与人体之间的距离为一固定值，但是对于人体不在摄像头视角范围内时，无法对机器人的角度进行调整，从而无法确保在一个固定值进行跟随。

技术实现思路

1、本发明提供一种行李箱的移动方法，在行李箱向目标点移动的过程中实时调整行李箱与目标点之间的夹角，使行李箱的前进方向与目标点对应。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种行李箱的移动方法，包括以下步骤：

3、s1、以行李箱的左驱动轮和右驱动轮的中点为原点，左驱动轮和右驱动轮的轴线为x轴，行李箱的前进方向为y轴，建立坐标系；行李箱与目标点之间的固定距离d；预设行李箱的旋转限制角度k。

4、s2、获取目标点在坐标系中的坐标（x，y）。

5、s3、通过公式op2=x2+y2，计算原点与目标点p之间的距离op的长度，op为在坐标系中行李箱与目标点p之间的直线距离。

6、s4、通过公式tanθ= (x/ y)，计算op与y轴之间的夹角θ；θ为行李箱与目标点之间偏角θ。

7、s5、判断行李箱与目标点之间的直线距离op是否大于行李箱与目标点之间的固定距离d，若是，则进行s8；若否，则行李箱停止移动。

8、s6、设置偏角θ的角度为行李箱的待旋转角度；预设左驱动轮与右驱动轮之间的距离为l；预设行李箱的移动速度v；预设行李箱旋转前与旋转后的瞬时时间差；通过公式ω=θ/δt，计算行李箱的瞬时角速度ω。

9、s7、通过公式ω=（vr1-vl1）/ l和v=（vr1+vl1）/ 2，计算出旋转左驱动轮转速vl1和旋转右驱动轮转速vr1。

10、s8、通过pid算法控制左驱动轮的电机和右驱动轮的电机，使得左驱动轮保持旋转左驱动轮转速vl1转动、右驱动轮保持旋转右驱动轮转速vr1转动；使行李箱进行旋转。

11、s9、行李箱在旋转过程中重复s2-s4实时获取op与y轴之间的夹角θ；当θ≤k，则行李箱停止旋转，行李箱的前进方向与目标点对应。

12、s10、行李箱移动向目标点靠近，同时实时判断行李箱与目标点之间的直线距离op是否大于行李箱与目标点之间的固定距离d，若是，则进行李箱继续移动；若否，则行李箱停止移动。

13、以上方法，通过坐标系获取行李箱与目标点之间直线距离。同时通过行李箱与目标点之间的直线距离与y轴之间的夹角θ判断出行李箱的前进方向是否与目标点对应；由于行李箱与目标点之间的直线距离、y坐标轴都以原点进行延伸；通过坐标系能准确获取目标点在不同位置时与行李箱之间夹角；进而能控制旋转后行李箱的前进方向与目标点对应。

14、然后利用目标点与行李箱之间的夹角获取行李箱的瞬时角速度，利用行李箱的速度和瞬时角速度计算出旋转左驱动轮转速vl1和旋转右驱动轮转速vr1；方法简单；旋转左驱动轮转速vl1和旋转右驱动轮转速vr1；用于实现行李箱旋转，使行李箱前进方向与目标点对应。

15、通过设置旋转限制角度k，在行李箱的旋转过程中，实时获取目标点与行李箱之间夹角的变化，根据当前夹角小于等于旋转限制角度k，则表示行李箱的前进方向与目标点对应；容错率高。

16、进一步的，s10还包括，行李箱向目标点靠近的过程中，重复s2-s4实时获取op与y轴之间的夹角θ；若θ＞k，则进行s11。

17、s11、获取当前夹角θ的数值。

18、s12、重复s6-s9，控制行李箱旋转，使θ≤k。

19、以上方法，在行李箱的移动过程中，实时获取目标点与行李箱之间夹角，当人员移动，行李箱的前进方向与目标点不一致时。重新获取当前目标点与行李箱之间夹角；然后控制行李箱再次旋转后再向目标点移动。

20、进一步的，s10还包括：预设一个以上的转向距离h，预设一个以上的转向距离h对应的转向半径r；通过行李箱的传感器对行李箱的前进方向进行检测，判断是否有障碍物阻挡行李箱向目标点靠近，若否，则行李箱继续移动；若是，则进行s13。

21、s13、通过传感器获取行李箱与障碍物之间的当前距离j，若当前距离j与其中一个转向距离h相等，则进行s14。

22、s14、获取当前转向距离h对应的转向半径r，通过公式r=v /ω1；计算出行李箱沿当前转向半径r移动所需的角速度ω1；然后通过公式v=（vr2+vl2）/ 2和ω1=（vr2-vl2）/l；就算出当前转向半径r对应的转向左驱动轮转速vl2和转向右驱动轮转速vr2。

23、s15、通过pid算法控制左驱动轮的电机和右驱动轮的电机，左驱动轮保持转向左驱动轮转速vl2移动、右驱动轮保持转向右驱动轮转速vr2移动；使行李箱进行转向。

24、s16、通过行李箱的传感器对行李箱的前进方向进行检测，判断行李箱是否绕过障碍物；若否，则行李箱进行转向，然后重复s18；若是，则进行s19。

25、s17、重复s2-s12，行李箱继续向目标点靠近。

26、以上方法，在避障过程中；由于行李箱与障碍物之间的距离不同会导致行李箱的转向半径不同；通过预设一个以上的转向距离h；传感器获取行李箱与障碍物之间的当前距离j与其中一个转向距离h相等，则进行转向；这样使行李箱能根据障碍物的远近选择不同的转向半径。

技术特征：

1.一种行李箱的移动方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种行李箱的跟随方法，其特征在于：s10还包括，行李箱向目标点靠近的过程中，重复s2-s4实时获取op与y轴之间的夹角θ；若θ＞k，则进行s11；

3.根据权利要求1所述的一种行李箱的跟随方法，其特征在于：s10还包括：预设一个以上的转向距离h，预设一个以上的转向距离h对应的转向半径r；通过行李箱的传感器对行李箱的前进方向进行检测，判断是否有障碍物阻挡行李箱向目标点靠近，若否，则行李箱继续移动；若是，则进行s13；

技术总结
本发明提供一种行李箱的移动方法，先通过建立坐标系计算出行李箱与目标点之间直线距离与行李箱前进方向之间的夹角，旋转行李箱，使行李箱的前进方向与目标点对应；然后行李箱向目标点靠近；准确获取行李箱与目标点之间的直线距离，行李箱根据行李箱与目标点之间的直线距离跟随目标点移动。

技术研发人员：缪文南,朱彦晓,朱俊杰,严仲宇,杜龙飞,叶天淇,王子林
受保护的技术使用者：广州城市理工学院
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21