[发明专利]智能行李箱及其自动跟随方法

权利要求书

1.智能行李箱，其特征是：包括箱体、定位模块、电机、电机驱动器、超声波测距模块、显示屏、蓝牙通信模块、控制芯片、电源模块及操作终端；

箱体底部设有两个滚轮和两个万向轮，两个滚轮和两个万向轮呈矩形布置，两个滚轮相邻布置，两个万向轮相邻布置；

定位模块数量有三个，三个定位模块安装在箱体底部，并呈正三角形布置；

电机的数量为两个，两个电机均固定安装在箱体上，并分别驱动一个滚轮转动；

电机驱动器安装在箱体上，并与两个电机电连接；

超声波测距模块安装在箱体外的四面侧壁上；

显示屏安装在箱体外的顶壁上；

蓝牙通信模块安装在箱体上；

控制芯片安装在箱体上，其信号输入端口与定位模块、超声波测距模块及蓝牙通信模块电连接，其信号输出端口与电机驱动器及显示屏电连接；

电源模块安装在箱体上，并分别与电机、显示屏及控制芯片电连接；

操作终端与蓝牙通信模块蓝牙连接，以发送控制指令或接收信息。

2.如权利要求1所述的智能行李箱，其特征是：其还包括USB充电模块、GPS定位模块及报警模块；USB充电模块安装在箱体内，并与电源模块电连接，其在箱体外设有USB接口；GPS定位模块安装在箱体上，并与控制芯片的信号输入端口电连接；报警模块安装在箱体上，并与控制芯片的信号输出端口电连接。

3.如权利要求2所述的智能行李箱，其特征是：定位模块为UWB传感器；控制芯片型号为STM32F103RCT6；超声波测距模块为HC-SR04测距模块；电机为110ZY12-001永磁直流式电机；电机驱动器为L298N直流电机驱动器；电源模块包括12V可充电锂离子电池、AMS1117-3.3电平转换芯片及电平转换芯片SN74LVC4245A；操作终端为带有蓝牙功能的智能手机。

4.一种自动跟随方法，应用于权利要求1-3中任一项所述的智能行李箱，可实现智能行李箱跟随物主自动移动，其特征是，步骤如下：

S01，系统初始化及设定：用户随身携带UWB传感器，并启动智能行李箱的供电，待控制芯片的初始化完成后，通过操作终端与智能行李箱建立蓝牙连接，通过操作终端设定智能行李箱为智能跟随模式，并设定跟随距离；

本步骤中，操作终端提供智能跟随模式及手动跟随模式可供选择，智能跟随模式下，智能行李箱自动跟随用户移动，并与用户之间保持设定的距离，手动跟随模式下，智能行李箱仅按照用户设定的轨迹行走，跟随距离的设定区间在1-10m，默认设定值为2m；

S02，获取用户与智能行李箱的相对位置：用户随身携带的UWB传感器向智能行李箱上的3个UWB传感器发送信号，智能行李箱上的控制芯片随即通过TOA(time of arrival)算法运算得出用户所在方位及用户相对于智能行李箱之间的距离；

本步骤中，用户随身携带的UWB传感器为定位标签，智能行李箱上的3个UWB传感器为定位基站；

S03，自动跟随用户：主控芯片根据TOA算法的实时运算结果计算出两个电机的实时运行参数，再驱动两个电机运转，以带动智能行李箱移动，实现自动跟随功能，智能行李箱跟随的过程中，由用户加速导致智能行李箱与用户之间的距离大于设定的跟随距离时，智能行李箱进行减速，由用户减速导致智能行李箱与用户之间的距离小于设定的跟随距离时，智能行李箱进行加速，以保证其与用户之间的相对距离保持稳定，当用户转向时，智能行李箱通过电机相应的差速转向，以保证其与用户之间的相对方位不变。