[发明专利]UWB定位模块、智能跟随移动设备及其跟随控制方法

说明书

本发明公开了一种智能跟随移动设备，包括具有动力驱动的移动体、安装在移动体上随同所述移动体同步转向且与安装在目标跟踪对象上的UWB信号标签无线信号连接的UWB基站、安装在UWB基站上且用以定向检测所述UWB基站的可信精度检测区域内UWB信号标签方位的两个通信天线、安装在UWB基站上且用以屏蔽所述UWB基站的不可信精度检测区域内无线信号的屏蔽罩。本发明的移动体转向时能够带动UWB基站同步转向，以保持UWB基站的两个通信天线定向检测UWB信号标签相对UWB基站的方位，提高了智能跟随移动设备的交互协作性能。

技术领域

本发明涉及目标跟踪技术领域，尤其涉及一种基于UWB定位技术的智能跟随移动设备。

背景技术

超宽带 (Ultra Wideband 简称为UWB)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据，并可利用其亚纳秒级超窄脉冲来做近距离精确室内定位。

现有基于UWB定位技术的自动跟随机器人设有UWB基站，该UWB基站无线连接安装在目标跟踪对象上的UWB定位信标。该自动跟随机器人基于单基站天线陈列，并采用信号到达角度定位算法（Angle of Arrival 简称为AOA）进行定位以实现自动跟随，例如：自动跟随机器人位于目标跟踪对象的后方进行后跟随模式，或者，自动跟随机器人位于目标跟踪对象的前方进行前跟随模式时，其理想的跟随状态为： UWB基站的检测方位对应于目标跟踪对象，即UWB定位信标位于UWB基站的可信精度检测区域（-60°，60°）内，使得UWB基站能够获得较高精度的定位信息。UWB基站不断接收UWB定位信标发送的带有时间戳的数据包，通过计算以确定UWB定位信标相对UWB基站的相对距离和相对角度，并通过控制器驱动自动跟随机器人移动和转向，实现自动跟随机器人相对目标跟踪对象的精确跟随。

但是当目标跟踪对象相对自动跟随机器人处于非理想跟随状态时，例如：目标跟踪对象背对于UWB基站的检测方位，或者，目标跟踪对象位于自动跟随机器人的左侧、右侧、左后侧或右后侧（UWB基站安装在自动跟随机器人的前端面）时，即UWB定位信标位于UWB基站的不可信精度检测区域（除上述可信精度检测区域外的其他检测区域）内，容易导致UWB基站无法判断UWB定位信标相对UWB基站的相对方位，产生误判情况，导致自动跟随机器人的控制器发生决策失误的现象，不能实时跟随目标跟踪对象，甚至会与目标跟踪对象的移动方向背道而弛。

现有的自动跟随机器人基于单基站天线陈列采用AOA定位算法时，存在无法实现360度无死角跟随，人机交互能力协作性较差的技术问题，不具备较好的产品应用可行性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种交互协作性能好的智能跟随移动设备。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种智能跟随移动设备，包括具有动力驱动的移动体、安装在移动体上随同所述移动体同步转向且与安装在目标跟踪对象上的UWB信号标签无线信号连接的UWB基站、安装在UWB基站上且用以定向检测所述UWB基站的可信精度检测区域内UWB信号标签方位的两个通信天线、安装在UWB基站上且用以屏蔽所述UWB基站的不可信精度检测区域内无线信号的屏蔽罩。

相较于现有技术本发明具有如下有益效果：本发明提供的具有动力驱动的移动体转向时能够带动UWB基站同步转向，以保持UWB基站的两个通信天线定向检测UWB信号标签相对UWB基站的方位；移动体带动UWB基站同步转向时亦能够同步调整移动体跟随目标跟踪对象移动时的跟随行进方向；屏蔽罩能够进一步放大无线信号在可信精度检测区域内与不可信精度检测区域内的信号强度的差异化；有利于移动体根据检测方位和/或信号强弱程度进行相应的转向，提高了智能跟随移动设备的交互协作性能。

优选的，所述屏蔽罩呈一端开口的容置盒体，所述UWB基站容置于屏蔽罩的容置空腔中。

优选的，所述移动体包括并列设置的两个动力轮以及分别控制两个动力轮转动的控制模块，所述控制模块信号连接于所述UWB基站。