[发明专利]一种全方位智能跟随行李箱及其控制方法

摘要

本发明公开了一种全方位智能跟随行李箱，其包括发射装置和箱体，所述发射装置包括电源，控制组件A和超声波发射器，所述箱体上设有四个超声波接收器和行走装置，所述四个超声波接收器位于同一接收平面上，发射装置通过超声波发射器向超声波接收器发送超声波信号，所述行走装置包括控制组件B和全向轮组，所述全向轮组包括至少三个全向轮及其各自对应的驱动马达，控制组件B接收超声波接收器的信号后向所述驱动马达发送驱动信号，驱动马达根据接收的驱动信号驱动全向轮行走。本发明的行李箱大大提高了定位和跟踪过程的准确性；其次，车轮采用全向轮，使转弯和行走更方便。

主权项

1.一种全方位智能跟随行李箱，其特征在于它包括发射装置(1)和箱体(2)，所述发射装置(1)包括电源(101)，控制组件A(102)和超声波发射器(103)，所述箱体(2)上设有四个超声波接收器(201)和行走装置(202)，所述四个超声波接收器(201)位于同一接收平面上，发射装置(1)通过超声波发射器(103)向超声波接收器(201)发送超声波信号，所述行走装置(202)包括控制组件B(205)和全向轮组(206)，所述全向轮组(206)包括至少三个全向轮(207)及其各自对应的驱动马达(203)，控制组件B(205)接收超声波接收器(201)的信号后向所述驱动马达(203)发送驱动信号，驱动马达(203)根据接收的驱动信号驱动全向轮(207)行走；所述全方位智能跟随行李箱的控制方法，包括以下步骤：S1：用户佩戴发射装置，在行走过程中，发射装置周期性发送超声波信号；S2：箱体上的四个超声波接收器接收到超声波信号后，分别将信号发送至控制组件B，控制组件B根据接收到的四个超声波信号，计算出发射装置的坐标位置，具体计算方法为：首先，根据四个超声波接收器的位置构建三维坐标系，并将四个超声波接收器的坐标定义为：(x1,y1,z1)＝(0，0,0)，(x2,y2,z2)＝(n,0,0)，(x3,y3,z3)＝(0,m,0)，(x4,y4,z4)＝(n,m,0)；通过使用超声波发射器和超声波接收器可以获得两者间的距离(d1,d2,d3,d4)，结果是：其中：d1，d2，d3，d4分别为四个超声波接收器坐标(0，0，0)，(n，0，0),(0，m，0),(n,m,0)与超声波发射器之间的距离；然后将上式做一个减法线性化，即①‑④，②‑④，③‑④，得：之后再做一个矩阵，即令：由此，上式简化为：AX＝b；再采用最小二乘优化方法优化目标：对X求导，得：2AT(Ax‑b)＝0；即获得一组最优解：X＝(ATA)‑1ATb；如此，根据最后一个方程和实际情况，相应得出发射器的优化坐标T(x,y,z)；S3：控制组件B获得发射装置的坐标位置后，向所述全向轮组发送指令信号，对发射装置进行跟踪。