[发明专利]一种基于UWB的自动调速跟随与避障的旅行箱及跟随算法

权利要求书

1.一种基于UWB的自动调速跟随与避障的旅行箱，包括箱体，其特征在于：包括安装在箱体内的控制系统以及与控制系统电连接的驱动装置、UWB跟随系统和供电系统；所述驱动装置安装在箱底的万向轮上；所述UWB跟随系统包括放置在人体上由UWB标签构成的信号发射端和安装在箱体上由UWB基站组构成的信号接收端；所述供电系统为驱动装置、UWB跟随系统供电。

2.根据权利要求1所述的一种基于UWB的自动调速跟随与避障的旅行箱，其特征在于：所述UWB基站组包括位于箱体正面并排的左右两个UWB基站以及箱体背面的一个UWB基站，三者作为信号接收端处于同一水平高度，且呈等边三角形分布。

3.根据权利要求1所述的一种基于UWB的自动调速跟随与避障的旅行箱，其特征在于：还包括与控制系统电连接的避障系统，所述避障系统包括激光测距避障系统和超声波避障系统；所述避障系统与供电系统电连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于UWB的自动调速跟随与避障的旅行箱，其特征在于：所述激光测距避障系统包括在箱体底部位置并排安装的左中右三个激光测距传感器(6)。

5.根据权利要求3所述的一种基于UWB的自动调速跟随与避障的旅行箱，其特征在于：所述超声波避障系统包括在箱体上部位置并排安装有左中右三个超声波传感器(3)。

6.根据权利要求1所述的一种基于UWB的自动调速跟随与避障的旅行箱，其特征在于：还包括与控制系统电连接的指纹开锁模块，所述指纹开锁模块包括安装在箱体上的指纹识别模块(13)，指纹匹配模块和减速马达，所述减速马达与位于箱体侧面的密码锁(4)连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于UWB的自动调速跟随与避障的旅行箱，其特征在于：还包括与控制系统电连接的防盗报警装置，所述防盗报警装置包括安装在箱体底部的红外线测距模块(17)和安装在箱体一侧的蜂鸣器，所述红外线测距模块(17)由红外信号发射端与红外信号接收端组成。

8.根据权利要求1所述的一种基于UWB的自动调速跟随与避障的旅行箱，其特征在于：还包括与控制系统电连接的蓝牙模块(11)，所述蓝牙模块(11)安装在箱体的一侧，所述控制系统通过蓝牙模块(11)与移动设备无线通信。

9.一种根据权利要求2所述的基于UWB的自动调速跟随与避障的旅行箱的跟随算法，其特征在于：三个UWB基站同时接收UWB标签发出的无线信号，同时左右UWB基站将距离传送给中间UWB基站，通过三个UWB基站之间的安装距离以及距离UWB标签的距离，运用三边测量定位算法进行角度、距离的确定。

10.根据权利要求9所述的基于UWB的自动调速跟随与避障的旅行箱的跟随算法，其特征在于：所述三边测量定位算法的具体步骤如下：建立以中间UWB基站所在位置为坐标原点，以所在点的竖直方向为x轴，水平方向为y轴的直角坐标系，定义左UWB基站、右UWB基站的位置分别为(x1,y1),(x2,y2)，定义UWB标签所在位置为(x,y)，左中右UWB基站距离UWB标签的距离分别为d1,d,d2，UWB标签在以左UWB基站为圆心，以d1为半径的圆上，同理，UWB标签在以中间UWB基站为圆心，以d为半径的圆上，UWB标签也在以右UWB基站为圆心，以d2为半径的圆上；三个圆会相交与一点，交点即UWB标签所在位置，即：

( x - x 1 ) 2 + ( y - y 1 ) 2 = d 1 2 x 2 + y 2 = d 2 ( x - x 2 ) 2 + ( y - y 2 ) 2 = d 2 2 ]]>

angle＝arctan-1(y/x)。