一种自跟随小车及其跟随方法
技术领域
本发明涉及智能运输技术领域，具体涉及一种自跟随小车及其跟随方法。
背景技术
自动跟随技术已有很多相对应的成品，主要有激光引导、超声波引导、GPS定位和蓝牙引导等，如一种自主跟随小车及其系统(申请号201510381849.2)、智能跟随防撞小车和防撞方法(申请号201611003754.8)和自跟随行李箱(申请号201822051701.4)等，现还有一种基于UWB的自动跟随搬运主从小车(申请号201822051701.4)，其移动端采用UWB作为信号发射器，小车上设置UWB信号接收器进行定位引导。
但是，现有的自动跟随小车其具有一个缺点：小车仅能在移动端的信号发射器的覆盖范围内进行跟随，当小车的位置超过了移动端的信号发射器的覆盖范围，则小车无法进行跟随，现有的采用UWB作为移动端信号发射器的做法，其仅仅是扩大了移动端的信号范围，当小车脱离了移动端的范围，自跟随小车和移动端均没有任何反馈，如此在一些特点的场合就显得十分不便，如某小区内的自跟随轮椅，若老人外出行走锻炼身体时，没有反馈；如某商场配备的自跟随货运小车，若客人带着移动端离开了商场，没有反馈，则该移动端很难寻回。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种在特定区域范围内，能够对移动端位置是否超出该区域范围进行反馈且当小车超出移动端信号位置时仍能进行跟随的自跟随小车。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种自跟随小车，包括
位置固定的UWB通信模块；
随身携带的移动端；
位于UWB通信模块覆盖范围内且可跟随所述移动端移动的小车；
用于反馈移动端是否在UWB通信模块信号范围内的第一报警器；
所述移动端包括第一发送模块和第二发送模块，所述小车包括第一处理模块、第一接收模块和第三发送模块、第二接收模块和控制模块，所述第一处理模块与所述控制模块连接，所述第一接收模块和第二接收模块均与所述第一处理模块连接，所述移动端、小车和第一报警器配对；
所述UWB通信模块所覆盖的范围为第一区域，所述第一发送模块覆盖的范围为第二区域；
所述所述第二发送模块持续与所述UWB通信模块通信；
当所述移动端位于所述第一区域范围内且所述小车位于第二区域范围外时，所述第二发送模块与所述UWB通信模块通信，所述第三发送模块与所述UWB通信模块通信，所述UWB通信模块与所述第二接收模块通信；当所述小车位于所述第二区域范围内时，所述UWB通信模块停止与所述第二接收模块通信，所述第一发送模块与所述第一接收模块通信；
当所述移动端位于所述第一区域范围外时，所述第二发送模块与所述UWB通信模块停止通信，所述UWB通信模块与所述第一报警器通信使得第一报警器打开。
进一步地，所述小车还包括设置于小车四周的红外线检测，所述红外线检测包括红外信号模块，所述红外信号模块与所述第一处理模块连接。
进一步地，所述第一报警器包括第二处理模块、第三接收模块和第二控制模块，所述第三接收模块与所述UWB通信模块通信，所述第三接收模块与所述第二处理模块连接，所述第二处理模块与所述第二控制模块连接。
进一步地，所述移动端还包括第二报警器，所述第二报警器包括第四接收模块、第三处理模块和第三控制模块，所述UWB通信模块与所述第四接收模块通信，所述第四接收模块与第三处理模块连接，所述第三处理模块与所述第三控制模块连接。
进一步地，所述第一处理模块、第二处理模块和第三处理模块均为中央处理器，所述第二控制模块和第三控制模块均为电控开关。
进一步地，所述控制模块包括驱动模块和转向模块，所述驱动模块和转向模块均与所述第一处理模块连接。
本发明旨还提供一种在特定区域范围内，当小车超出移动端信号位置时小车仍能对移动端进行跟随的跟随方法：
一种自跟随小车的跟随方法，其包括以下步骤：
步骤一：第三发送模块持续将小车的位置信息发送至UWB通信模块，所述UWB通信模块与所述第四接收模块保持通信，第一发送模块将移动端的位置信息发送至第一接收模块，然后第一接收模块将移动端的位置信息发送至第一处理模块，若第一发送模块与第一接收模块间距小于某个设定距离X，则第一处理模块将第一发送模块与第一接收模块的间距过小的信息发送至所述控制模块，所述控制模块控制小车停止，若第一发送模块与第一接收模块间距大于等于某个设定设定距离X，则第一处理模块将第一发送模块发送的移动端的位置信息发送至控制模块，所述控制模块控制小车向移动端移动；若第一发送模块与第一接收模块无法通信，则执行步骤二；
步骤二：第二发送模块将移动端的位置信息发送至所述UWB通信模块，若UWB处理模块接收到所述第二发送模块发送的移动端的位置信息，则所述UWB通信模块将该位置信息发送给所述第二接收模块，执行步骤三，若所述第二发送模块与所述UWB通信模块无法通信，则所述UWB通信模块将第一处理模块无法与UWB通信模块通信的信息发送同时发送至第二接收模块和第三接收模块，且所述第四接收模块无法与所述UWB通信模块进行通信，执行步骤四；
步骤三：然后所述UWB通信模块将该信息发送至第二接收模块，所述第二接收模块将该信息发送给第一处理模块，所述第一处理模块处理第二发送模块的位置信息和第三发送模块的位置信息，从而计算并获取所述小车位移至所述移动端处的路程，所述第一处理模块将小车到移动端的路程信息发送至控制模块，所述控制模块驱动小车向所述移动端方向移动，直至所述第一接收模块接收到第一发送模块发送的位置信息，此时所述UWB通信模块停止发送所述第三发送模块的位置信号，然后跳转步骤一。
步骤四：所述第三接收模块将第一处理模块无法与UWB通信模块通信的信息发送至第二处理模块，所述第二处理模块将信息发送至所述第二控制模块，所述第二控制模块控制所述第一报警器报警，所述第四接收模块将无法与UWB通信模块通信的信息发送至与其相连的第三处理模块，第三处理模块处理该信息后将信息发送至第三控制模块，所述第三控制模块控制所述第二报警器报警。
本发明具有如下有益效果：
本发明一种自跟随小车设置第一报警器和第二报警器，使得移动端携带者和第一报警器管理者均能够及时知道移动端离开了第一区域范围，由此在特定范围了保证了移动端携带者以及移动端本身的安全；同时，在特定范围内，小车可以通过UWB通信模块提供的移动端位置信息对移动端进行追踪；最后，移动端、小车和第一报警器一一对应，使得UWB通信模块可以服务于多个移动端、小车和第一报警器的组合。
附图说明
图1为本发明一种自跟随小车的模块图；
图2为本发明一种自跟随小车的流程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例，对本发明作进一步的描述，以便于更清楚的理解本发明要求保护的技术思想。
如图1～2所示，本发明公开了一种自跟随小车，包括
位置固定的UWB通信模块1；
随身携带的移动端2；
位于UWB通信模块1覆盖范围内且可跟随所述移动端2移动的小车3；
用于反馈移动端2是否在UWB通信模块1信号范围内的第一报警器4；
所述移动端2包括第一发送模块21和第二发送模块22，所述小车3包括第一处理模块31、第一接收模块32和第三发送模块33、第二接收模块34和控制模块35，所述第一处理模块31与所述控制模块35连接，所述第一接收模块32和第二接收模块34均与所述第一处理模块31连接，所述移动端2、小车3和第一报警器4配对；
所述UWB通信模块1所覆盖的范围为第一区域，所述第一发送模块21覆盖的范围为第二区域；
所述所述第二发送模块22持续与所述UWB通信模块1通信；
当所述移动端2位于所述第一区域范围内且所述小车3位于第二区域范围外时，所述第二发送模块22与所述UWB通信模块1通信，所述第三发送模块33与所述UWB通信模块1通信，所述UWB通信模块1与所述第二接收模块34通信；当所述小车3位于所述第二区域范围内时，所述UWB通信模块1停止与所述第二接收模块22通信，所述第一发送模块21与所述第一接收模块32通信；
当所述移动端2位于所述第一区域范围外时，所述第二发送模块22与所述UWB通信模块1停止通信，所述UWB通信模块1与所述第一报警器4通信使得第一报警器4打开。
需要说明的是，本发明的小车3具体使用环境为平地和斜坡，高度差小于等于20cm的地面等。
需要说明的是，所述UWB通信模块1其具体表现为UWB信号接发器。
需要说明的是，所述移动端2其具体表现为手环，所述移动端2设置有开关，打开开关后所述小车3才开始跟随。
需要说明的是，所述小车3可以是电动车、电动轮椅和电动行李箱等电驱动的工具。
本发明公开的一种自跟随小车在使用时，若所述移动端2位于所述第一区域范围外，则所述第二发送模块22与所述UWB通信模块1无法保持通信，此时所述UWB将移动端2超出第一区域范围的信息发送至所述第一报警器4处，第一报警器4进行报警反馈，从而让人及时发现移动端2离开了第一区域范围。
需要说明的是，所述移动端2、小车3和第一报警器4一一对应，从而使得所述UWB通信模块1可以服务于多个不同的移动端2、小车3和第一报警器4。
实现所述移动端2、小车3和第一报警器4一一对应的方法为：所述移动端2设置有信号编码A，所述第一处理模块31和第一报警器4仅对该信号编码A的信息进行反馈，从而实现一一对应。
进一步地，所述小车3还包括设置于小车四周的红外线检测5，所述红外线检测5包括红外信号模块51，所述红外信号模块51与所述第一处理模块31连接。
更具体地，在小车3的四周设置红外线检测5，当所述红外线检测5检测到四周有阻挡物时，所述红外信号模块51将该信息发送至所述第一处理模块31，则所述第一处理模块31处理信息后发送至控制模块35，所述控制模块35驱动所述小车转向从而规避阻挡物，从而避免小车与阻挡物碰撞。
进一步地，所述第一报警器4包括第二处理模块41、第三接收模块42和第二控制模块43，所述第三接收模块42与所述UWB通信模块1通信，所述第三接收模块42与所述第二处理模块41连接，所述第二处理模块41与所述第二控制模块43连接。
需要说明的是，所述第二处理模块41仅对信号编码A的信息进行反馈，从而实现所述第一报警器4与所述移动端2的一一对应。
需要说明的是，所述第一报警器4其具体表现为警钟、红灯等，所述第一报警器4可以固定安装在使用者家中，当所述移动端2在所述第一区域范围外时，所述第一报警器4启动，人们可以及时知道移动端2离开了第一区域范围。
需要说明的是，所述第一报警器4可以替代为与所述UWB通信模块1蓝牙连接连接的手机或者通过移动网络与UWB通信模块1连接的手机，当移动端2离开第一区域范围时，UWB通信模块1会将该信息发送至于手机上，人们可以通过手机及时知道移动端2离开了第一区域范围。
进一步地，所述移动端2还包括第二报警器23，所述第二报警器23包括第四接收模块24、第三处理模块25和第三控制模块26，所述UWB通信模块1与所述第四接收模块24通信，所述第四接收模块24与第三处理模块25连接，所述第三处理模块25与所述第三控制模块26连接。
更具体地，所述第二报警器23具体表现为蜂鸣器或者复读机，当所述第四接收模块24无法与所述UWB通信模块1进行通信时，所述第四接收模块24将无法通信的信息发送至与其相连的第三处理模块25，所述第三处理模块25根据该信息进行分析处理得出此时移动端2携带者已经离开了第一区域范围的信息，所述第三处理模块25将该信息传递给第三控制模块26，然后所述第三控制模块26控制所述第二报警器23打开，从而警示移动端2携带者其本身已经超过了第一区域范围。
进一步地，所述第一处理模块31、第二处理模块41和第三处理模块25均为中央处理器，所述第二控制模块43和第三控制模块26均为电控开关。
更具体地，中央处理器具有信息处理迅速的优点，利于小车3能够迅速及时地对地面信息进行反馈。
进一步地，所述控制模块35包括驱动模块36和转向模块37，所述驱动模块36和转向模块37均与所述第一处理模块31连接。
更具体地，驱动模块36即小车3的驱动电机，转向模块37即小车3的车轮摆动驱动。
更具体地，本发明的一种自跟随小车通过在所述移动端2处设置第二报警器23，从而使得移动端2可以对其携带者进行反馈警示，若所述移动端2位于所述第一区域范围外，则所述第四接收模块24无法与所述UWB通信模块1进行通信，则所述第二报警器23对移动端2的携带者进行报警警示。
本发明的优点为：1、通过设置第一报警器4和移动端2设置第二报警器23，能够对移动端2是否离开第一区域范围进行反馈，使得移动端2携带者和工作人员均能及时获得移动端2的位置信息，对携带者和移动端2本身进行保护；2、通过设置UWB通信模块1、移动端2和小车3，移动端2保持在通信模块1的通信范围内时，当小车3超出了移动端2的通信范围时，小车3可以从UWB通信模块1接收到移动端2的位置信，从而使得小车3可以保持对移动端2的跟踪。
本发明还公开了该自跟随小车的跟随方法，其包括以下步骤：
步骤一：第三发送模块33持续将小车3的位置信息发送至UWB通信模块1，所述UWB通信模块1与所述第四接收模块24保持通信，第一发送模块21将移动端2的位置信息发送至第一接收模块32，然后第一接收模块32将移动端2的位置信息发送至第一处理模块31，若第一发送模块21与第一接收模块32间距小于某个设定距离X，则第一处理模块31将第一发送模块21与第一接收模块32的间距过小的信息发送至所述控制模块35，所述控制模块35控制小车3停止，若第一发送模块21与第一接收模块32间距大于等于某个设定设定距离X，则第一处理模块31将第一发送模块21发送的移动端2的位置信息发送至控制模块35，所述控制模块35控制小车向移动端2移动；若第一发送模块21与第一接收模块32无法通信，则执行步骤二；
步骤二：第二发送模块22将移动端2的位置信息发送至所述UWB通信模块1，若UWB处理模块1接收到所述第二发送模块22发送的移动端2的位置信息，则所述UWB通信模块1将该位置信息发送给所述第二接收模块34，执行步骤三，若所述第二发送模块22与所述UWB通信模块1无法通信，则所述UWB通信模块1将第一处理模块31无法与UWB通信模块1通信的信息发送同时发送至第二接收模块34和第三接收模块42，且所述第四接收模块24无法与所述UWB通信模块1进行通信，执行步骤四；
步骤三：然后所述UWB通信模块1将该信息发送至第二接收模块34，所述第二接收模块34将该信息发送给第一处理模块31，所述第一处理模块31处理第二发送模块22的位置信息和第三发送模块33的位置信息，从而计算并获取所述小车3位移至所述移动端2处的路程，所述第一处理模块31将小车3到移动端2的路程信息发送至控制模块35，所述控制模块35驱动小车向所述移动端2方向移动，直至所述第一接收模块32接收到第一发送模块21发送的位置信息，此时所述UWB通信模块1停止发送所述第三发送模块33的位置信号，然后跳转步骤一。
步骤四：所述第三接收模块42将第一处理模块31无法与UWB通信模块1通信的信息发送至第二处理模块41，所述第二处理模块41将信息发送至所述第二控制模块43，所述第二控制模块43控制所述第一报警器4报警，所述第四接收模块24将无法与UWB通信模块1通信的信息发送至与其相连的第三处理模块25，第三处理模块25处理该信息后将信息发送至第三控制模块26，所述第三控制模块26控制所述第二报警器23报警。
需要说明的是，步骤一中，若第一发送模块21与第一接收模块32间距小于某个设定距离X，则第一处理模块31将第一发送模块21无法与所述第一接收模块32通信的信息发送至所述控制模块35，所述控制模块35控制小车3停止，其目的是为了避免小车3与移动端2的间距过小，导致小车3撞击到人。
本发明的优点为：本发明公开的一种自跟随小车通过设置第一报警器4和第二报警器23，使得移动端2携带者和第一报警器4管理者均能够及时知道移动端2离开了第一区域范围，由此在特定范围了保证了移动端2携带者以及移动端2本身的安全；同时，在特定范围内，小车3可以通过UWB通信模块1提供的移动端2位置信息对移动端2进行追踪；最后，移动端2、小车3和第一报警器4一一对应，使得UWB通信模块1可以服务于多个移动端2、小车3和第一报警器4的组合。
对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及变形，而所有的这些改变以及变形都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。
