CN111399546A - 一种实现人与车的有线跟随的装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于物流运输技术领域，公开了一种实现人与车的有线跟随的装置及控制方法，借助两个不相干的传感器，通过转角器的连接打通两个传感器，获得出绳端的两个物理量；具体如下：通过角度传感器获得拉绳平行于地面摆动的角度，通过位移传感器获得拉绳伸出或缩回的距离，拉绳通过转角器带动角度传感器旋转；通过控制器采集两路传感器输出信号并加入相应算法进而实现人与车的有线跟随；本发明使出绳端任意摆动的方向角和出绳端拉出或收回的距离均可以准确测量，相比于纯粹的依靠软件算法计算出车辆跟随所需数据的方法，该机械装置能够直接获取车辆跟随所需的状态参数，并且更加稳定与可靠。

Description

一种实现人与车的有线跟随的装置及控制方法

技术领域

本发明属于物流运输技术领域，尤其涉及一种实现人与车的有线跟随的装置及控制方法。

背景技术

市面上的跟随功能实现方法众多，有采用无线电传播、有通过视频捕捉、激光雷达等技术，但是此种方式容易受到干扰，并且信号不稳定，经常出现丢帧及错帧等情况；另外成本较高，不便于普惠大众；除了无线信号外，有线的跟随方案多采用多拉绳传感器，此传感器通过电压信号来测出距离长度，将位移信号经过相应的算法处理来得到跟随所需要的其他信号如线速度、角速度、角度值等，最终将运动意图发送给电机控制器来控制车辆或者设备的运动，实现人与车辆或者设备的自动牵引。

目前，由于该系统是采用动对动的测量模式，所以除了距离外其他信号的测量误差较大，尤其是角度的测量值精度低，跳动误差极大且不连续，致使跟随位置不准确，效果不连贯，车体发生抖动、跟随偏离等现象。

综上所述，现有技术存在的问题是：(1)现有的无线跟随装置诸如蓝牙、wifi、UWB等通信方式容易收到外界干扰，使用场合会受到限制。

(2)现有的跟随装置在无线通信时经常出现丢帧及错帧等情况，首先导致跟随时效性不佳；其次导致数据不连续，致使跟随效果不连续。

(3)现有的跟随装置对使用环境及人员佩戴方式要求严格。

(3)其他信号的测量误差较大、而且角度的变化易突变不连续，致使跟随效果不连贯，车体发生抖动、跟随偏离。

(4)成本较高，不能普惠大众。

解决上述技术问题的难度和意义在于：(1)使用此装置可以解决现有无线跟随装置易收到外界干扰，使用场合受到限制，成本较高的问题。

(2)使用此装置可以解决现有的跟随装置跟随时效性不佳，跟随效果不连续的问题。

(3)使用此装置可以解决角度测量误差较大、而且角度的变化易突变不连续，致使跟随效果不连贯，车体发生抖动、跟随偏离的问题。

(4)使用此装置可以大幅简化有线跟随控制的算法，可以使控制更加简单可靠。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种实现人与车的有线跟随的装置及控制方法。

本发明是这样实现的，一种实现人与车的有线跟随的装置的控制方法，所述实现人与车的有线跟随的装置的控制方法率先提出了人与车之间的另一种稳定存在形式——有线跟随，该功能在实现时经过了一系列试错后终于发现了最稳定的实现途径，借助两个不相干的传感器，通过转角器的连接打通两个传感器，获得出绳端的两个物理量。具体包括：

(1)通过角度传感器获得拉绳摆动的角度，角度值是模拟量电压信号，0-5V电压对应相应的角度，二者的关系可以认为是线性关系，通过数据采集装置采集此电压信号然后经过相应算法处理解算成人的实际拉绳的角度，通过此角度值的反馈来进行相应的动作。

(2)通过拉绳传感器获得拉绳伸出或缩回的距离，该拉绳传感器主要由位移传感器、机械传动装置、拉绳组成，人拉出或缩回绳子的长度通过位移传感器转换成模拟电压信号，然后由数据采集装置采集此电压信号，并经过相应算法处理解算成人的实际拉绳的位移量，通过此位移量的反馈来进行相应的动作。

(3)转角器是衔接拉绳传感器和位移传感器的核心装置，通过此装置的连接，人在进行拉绳动作时的位移量和角度量会分解开来并由对应的传感器采集到对应数据。

本发明的另一目的在于提供一种实现人与车的有线跟随的装置，所述实现人与车的有线跟随的装置设置有牵引装置支架。

角度传感器支架，固定安装在所述牵引装置支架的内侧。

角度传感器，固定安装在所述角度传感器支架上。

转角器，固定安装在角度传感器的上端。

拉绳，穿设在所述转角器的中间。

进一步，所述牵引装置支架为L型结构。

进一步，所述牵引装置支架的内侧设置有开孔，所述开孔内安装有拉绳传感器。

进一步，所述转角器后端中间开设有横向开槽，转角器中间贯穿有拉绳穿孔，拉绳穿设在拉绳穿孔内，拉绳穿孔两端开口位置内侧均嵌装有多个环向均布排列的万向滚珠。

进一步，牵引装置支架上还安装有跟随装置，用于实现人车跟随；所述跟随装置还连接有跟随控制器，用于通过can协议控制车辆的电机控制器驱动车辆。

进一步，跟随控制器通过串口和跟随装置传输电压信号，并给跟随装置供电。

本发明的另一目的在于提供一种实现实现人与车的有线跟随的装置的控制方法的信息数据处理终端。

本发明的另一目的在于提供一种处理器，所述处理器实现所述实现人与车的有线跟随的装置的控制方法。

本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行所述的实现人与车的有线跟随的装置的控制方法。

本发明的优点及积极效果为：该实现人与车的有线跟随的装置的转角器的精巧设计使出绳端可以带动角度传感器自由旋转，出绳端任意摆动的方向角和出绳端拉出的距离均可以准确测量，相比于纯粹依靠软件算法计算出车辆跟随所需数据的方法，该机械装置能够直接获取车辆跟随所需的状态参数，并且更加稳定与可靠。

附图说明

图1是本发明实施例提供的实现人与车的有线跟随的装置的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的实现人与车的有线跟随的装置的运行示意图。

图3是本发明实施例提供的转角器结构示意图。

图4是本发明实施例提供的凹槽结构示意图。

图5是本发明实施例提供的实现人与车的有线跟随的装置的控制方法流程图。

图6是本发明实施例提供的车辆上放置跟随装置，前面有个人能牵着走，体现人车跟随状态图。

图7是本发明实施例提供的跟随装置与跟随控制器连接图。

图8是本发明实施例提供的跟随控制器的控制流程图。

图中：1、牵引装置支架；2、角度传感器支架；3、角度传感器；4、拉绳传感器；5、转角器；6、拉绳；7、凹槽；8、拉绳穿孔；9、万向滚珠；10、跟随控制器。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

现有的跟随装置经常出现丢帧等情况。成本较高，不方便普惠大众。其他信号的测量误差较大、而且角度的变化易突变不连续，致使跟随效果不连贯，车体发生抖动、跟随偏离。

为解决上述技术问题，下面结合附图对本发明作详细的描述。

如图1至图4所示，该实现人与车的有线跟随的装置设置有牵引装置支架1，牵引装置支架1成L型，牵引装置支架1的左边开有一个孔，孔内装有角度传感器3，孔的周围通过螺丝固定安装有角度传感器支架2，角度传感器3通过螺丝固定安装于角度传感器支架2上。角度传感器3上连接有转角器5，转角器5内穿设有拉绳6。牵引装置支架1的中间开有一个圆孔，圆孔上固定安装有拉绳传感器4。

牵引式装置支架1用于在车上固定拉绳传感器4和角度传感器3，角度传感器支架2是用于固定调整零位的角度传感器3，角度传感器3是用于获得拉绳摆动的角度，拉绳传感器4是用于获得拉绳6伸出的距离，转角器5是通过拉绳6带动角度传感器3的旋转，拉绳6则是出绳端，可以任意拉绳与摆角。通过控制器采集数据进而实现人与车的有线跟随。该机械装置能够既获得人体牵引设备的距离与车体旋转的角度。

在本发明实施例中，转角器5后端中间开设有横向开槽7，转角器5中间贯穿有拉绳穿孔8，拉绳6穿设在拉绳穿孔8内，拉绳穿孔8两端开口位置内侧均嵌装有多个环向均布排列的万向滚珠9。

如图6所示，在本发明实施例中，本发明的实现人与车的有线跟随的装置的控制方法，包括：

S101，通过角度传感器获得拉绳摆动的角度，角度值是模拟量电压信号，0-5V电压对应相应的角度，二者的关系可以认为是线性关系，通过数据采集装置采集此电压信号然后经过相应算法处理解算成人的实际拉绳的角度，通过此角度值的反馈来进行相应的动作。

S102，通过拉绳传感器获得拉绳伸出或缩回的距离，该拉绳传感器主要由位移传感器、机械传动装置、拉绳组成，人拉出或缩回绳子的长度通过位移传感器转换成模拟电压信号，然后由数据采集装置采集此电压信号，并经过相应算法处理解算成人的实际拉绳的位移量，通过此位移量的反馈进行相应的动作。

S103，转角器是衔接拉绳传感器和位移传感器的核心装置，通过此装置的连接，人在进行拉绳动作时的位移量和角度量会分解开来并由对应的传感器采集到对应数据。

在本发明实施例中，车辆上放着跟随装置，前面有个人能牵着走，体现人车跟随状态。如图6。

在本发明实施例找那个，跟随装置与跟随控制器10连接。图7所示。

在本发明实施例中，跟随控制器10的控制流程图8所示。该控制器采用MC9S12g64主控芯片，通过串口和跟随装置传输电压信号，并给跟随装置供电，再通过can协议来控制车辆的电机控制器来驱动车辆。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用全部或部分地以计算机程序产品的形式实现，所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载或执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(DSL)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输)。所述计算机可读取存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘Solid StateDisk(SSD))等。

以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种实现人与车的有线跟随的装置的控制方法，其特征在于，所述实现人与车的有线跟随的装置的控制方法借助两个不相干的传感器，通过转角器的连接连通两个传感器，获得出绳端的两个物理量；具体包括：

步骤一，通过角度传感器获得拉绳摆动的角度值模拟电压信号；通过数据采集装置采集此电压信号然后经过相应算法处理成实际拉绳的角度；

步骤二，通过拉绳传感器获得拉绳伸出或缩回的距离，然后由数据采集装置采集此距离信号，并处理成实际拉绳的位移量；

步骤三，通过转角器带动拉绳动作，将拉绳动作的位移量和角度量分解，并由对应的传感器采集到对应数据。

2.如权利要求1所述实现人与车的有线跟随的装置的控制方法，其特征在于，步骤二中，拉绳传感器由位移传感器、机械传动装置、拉绳组成，拉出或缩回绳子的长度通过位移传感器转换成模拟电压信号，通过此位移量的反馈进行相应的机械传动装置动作。

3.一种实现人与车的有线跟随的装置，其特征在于，所述实现人与车的有线跟随的装置设置有牵引装置支架；

角度传感器支架，固定安装在所述牵引装置支架的内侧；

角度传感器，固定安装在所述角度传感器支架上；

转角器，固定安装在角度传感器的上端；

拉绳，穿设在所述转角器的中间。

4.如权利要求3所述的实现人与车的有线跟随的装置，其特征在于，所述牵引装置支架为L型结构，所述牵引装置支架的内侧设置有开孔，所述开孔内安装有拉绳传感器。

5.如权利要求3所述的实现人与车的有线跟随的装置，其特征在于，所述转角器后端中间开设有横向开槽，转角器中间贯穿有拉绳穿孔，拉绳穿设在拉绳穿孔内，拉绳穿孔两端开口位置内侧均嵌装有多个环向均布排列的万向滚珠。

6.如权利要求3所述的实现人与车的有线跟随的装置，其特征在于，牵引装置支架上还安装有跟随装置，用于实现人车跟随；所述跟随装置还连接有跟随控制器，用于通过can协议控制车辆的电机控制器驱动车辆。

7.如权利要求6所述的实现人与车的有线跟随的装置，其特征在于，跟随控制器通过串口和跟随装置传输电压信号，并给跟随装置供电。

8.一种实现权利要求1～2任意一项所述实现人与车的有线跟随的装置的控制方法的信息数据处理终端。

9.一种处理器，其特征在于，所述处理器实现权利要求1～2任意一项所述实现人与车的有线跟随的装置的控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，包括指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1～2任意一项所述的实现人与车的有线跟随的装置的控制方法。

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