自動跟隨方法
2023-06-08 12:34:36 2
自動跟隨方法
【專利摘要】本發明涉及自動導航領域，具體而言，涉及自動跟隨方法及其系統。該自動跟隨方法，包括：接收無線信號，所述無線信號是設置於被跟隨物上的無線發射信標每隔預定的一段時間發出的；每一次接收到所述無線信號時，根據接收到的所述無線信號的強弱，計算跟隨物與所述被跟隨物的位置關係；記錄每一次接收到所述無線信號的接收時間；根據每一次接收到所述無線信號時，得到的跟隨物與所述被跟隨物的位置關係、預先獲取的跟隨物的位置信息，以及接收到所述無線信號的接收時間，形成待跟隨路線；按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動。本發明提供的自動跟隨方法及自動跟隨裝置，提高了信號接收的距離，進而增加了跟隨距離。
【專利說明】自動跟隨方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及自動導航領域，具體而言，涉及自動跟隨方法及其系統。
【背景技術】
[0002]隨著導航技術的發展，為了減少人工工作量，通常會使用跟隨裝置對被跟隨物進行自動跟蹤，
[0003]通常使用的自動跟隨方法是，根據紅外線傳感器接收到的信號來計算被跟隨物的行動狀態和跟隨裝置與被跟隨物的位置關係，再根據預先設定好的程序對被跟隨物進行跟
足示O
[0004]然而，此種自動跟隨方法會受到其他能發出紅外信號的物體的幹擾，無法做到精確的跟隨，並且紅外線傳感器或者超聲波傳感器探測距離有限，導致跟隨和判斷的距離基本上小於傳感器的作用距離，大多數只能跟隨在兩米以內，跟隨距離有限。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供自動跟隨方法及自動跟隨裝置，以解決上述的問題。
[0006]在本發明的實施例中提供了自動跟隨方法，包括:
[0007]接收無線信號，所述無線信號是設置於被跟隨物上的無線發射信標每隔預定的一段時間發出的；
[0008]每一次接收到所述無線信號時，根據接收到的所述無線信號的強弱，計算跟隨物與所述被跟隨物的位置關係；
[0009]記錄每一次接收到所述無線信號的接收時間；
[0010]根據每一次接收到所述無線信號時，得到的跟隨物與所述被跟隨物的位置關係、預先獲取的跟隨物的位置信息，以及接收到所述無線信號的接收時間，形成待跟隨路線；
[0011]按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動。
[0012]優選的，所述每一次接收到所述無線信號時，根據接收到的所述無線信號的強弱，計算跟隨物與所述被跟隨物的位置關係包括:
[0013]通過多個設置於所述跟隨物上不同位置的接收天線接收所述無線信號；
[0014]根據每個接收天線接收到的無線信號的強弱，計算出每個接收天線與所述被跟隨物之間的距離；
[0015]根據所述每個接收天線與所述被跟隨物之間的距離、每個接收天線的中心點與跟隨物中心點之間的距離、以及預定的兩個接收天線的信號中心線在水平面上投影的夾角，計算出所述跟隨物與所述被跟隨物之間的距離和角度。
[0016]優選的，所述根據每一次接收到所述無線信號時，得到的跟隨物與所述被跟隨物的位置關係、預先獲取的跟隨物的位置信息，以及接收到所述無線信號的接收時間，形成待跟隨路線包括:
[0017]根據多次接收到所述無線信號的接收時間、每次接收所述無線信號時所述跟隨物與所述被跟隨物的位置關係、每次接收所述無線信號時所述預先獲取的跟隨物的位置信息，計算所述被跟隨物的位置，並在預設的地圖中標註所述被跟隨物的位置；
[0018]按照接收所述無線信號的時間順序，將時間相鄰的兩個在所述地圖中標註的所述被跟隨物的位置連線，以形成待跟隨路線。
[0019]優選的，所述按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動包括:
[0020]按照與所述跟隨物距離的不同，以所述跟隨物的位置為基點，設置正常跟隨區、跟隨提示區、脫離警告區以及脫離危險區；
[0021]所述脫離危險區位於所述脫離警告區之外，所述脫離警告區位於所述跟隨提示區之外，所述跟隨提示區位於所述正常跟隨區之外；
[0022]根據被跟隨物所處的區域不同，按照待跟隨路線以不同的速度進行移動。
[0023]優選的，所述以不同的速度移動，包括:
[0024]當所述被跟隨物處於所述正常跟隨區內時，按照預先設置的正常跟隨區速度進行移動；
[0025]當所述被跟隨物處於所述跟隨提示區內時，根據指定的兩次接收到無線信號間的時間差、指定的兩次接收到無線信號所計算出的兩個所述被跟隨物的位置的直線距離和預先設定的倍數，計算跟隨提示區速度，並按照所述跟隨提示區速度進行移動；
[0026]當所述被跟隨物處於所述脫離警告區內時，根據所述被跟隨物處於所述脫離警告區內接收到的一個所述無線信號和待跟隨路線計算所述跟隨物與所述被跟隨物之間的轉移角度，
[0027]所述按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動還包括:
[0028]在待跟隨路線的方向基礎上偏移所述轉移角度前進。
[0029]優選的，所述以不同的速度移動，還包括:
[0030]當所述被跟隨物處於所述脫離危險區時，根據所述被跟隨物處於所述脫離警告區內接收到的多個所述無線信號接收所述無線信號的時間和待跟隨路線計算所述跟隨物與所述被跟隨物之間的多個偏轉角度；
[0031]所述按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動還包括:
[0032]在待跟隨路線的方向基礎上每隔預設的一段時間偏移與接收所述無線信號的時間相對應的所述偏轉角度前進。
[0033]優選的，所述方法還包括，
[0034]每隔預定時間發出超聲波信號；
[0035]若接收到所述超聲波信號接觸到障礙物後返回的反饋信號；
[0036]則根據所述反饋信號判斷所述跟隨物與所述障礙物的位置關係，根據至少兩次接收到的反饋信號計算所述障礙物的已移動路線、已移動速度和所述障礙物的大小；
[0037]根據所述障礙物的已移動路線、已移動速度計算所述障礙物預定的一段時間內的預移動路線和預移動速度；
[0038]根據所述預移動路線、所述預移動速度、所述障礙物的大小、所述待跟隨路線、所述預先設定的速度和預設的跟隨物大小，判斷所述跟隨物在預定時間內是否與所述障礙物
相撞；
[0039]若是，則根據所述預移動路線、所述預移動速度、所述障礙物的大小、所述待跟隨路線、所述預先設定的速度和預設的跟隨物大小，計算偏移角度；
[0040]所述按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動還包括:
[0041]在待跟隨路線的方向基礎上偏移所述偏移角度前進，且在超過障礙物後回到所述待跟隨路線上。
[0042]優選的，所述方法還包括:
[0043]當所述接收天線接收到的無線信號的信號強度的變化率超過預設值時，根據信號強度變化前的強度值和變化後的強度值的差值計算所述障礙物的大小、已移動路線和已移動速度；
[0044]根據所述障礙物的已移動路線、已移動速度計算所述障礙物預定的一段時間內的預移動路線和預移動速度；
[0045]根據所述預移動路線、所述預移動速度、所述障礙物的大小、所述待跟隨路線、所述預先設定的速度和預設的跟隨物的大小，判斷所述跟隨物在預定時間內是否與所述障礙物相撞；
[0046]若是，則根據所述預移動路線、所述預移動速度、所述障礙物的大小、所述待跟隨路線、所述預先設定的速度和預設的跟隨物大小，計算偏移角度；
[0047]所述按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動還包括:
[0048]在待跟隨路線的方向基礎上偏移所述偏移角度前進，且在超過障礙物後回到所述待跟隨路線上。
[0049]優選的，所述按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動包括:
[0050]當所述跟隨物和所述被跟隨物之間的距離小於預先設置的最小距離時，停止移動；
[0051]當所述跟隨物與所述被跟隨物之間距離超過預設的最大距離時，發出報警信息。
[0052]本發明實施例還提供了一種自動跟隨裝置，包括:
[0053]無線接收模塊，接收無線信號，所述無線信號是設置於被跟隨物上的無線發射信標每隔預定的一段時間發出的；
[0054]計算模塊，每一次接收到所述無線信號時，根據接收到的所述無線信號的強弱，計算跟隨物與所述被跟隨物的位置關係；
[0055]記錄模塊，記錄每一次接收到所述無線信號的接收時間；
[0056]路線模塊，根據每一次接收到所述無線信號時，得到的跟隨物與所述被跟隨物的位置關係、預先獲取的跟隨物的位置信息，以及接收到所述無線信號的接收時間，形成待跟隨路線；
[0057]移動模塊，按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動。
[0058]本發明實施例提供的自動跟隨方法及自動跟隨裝置，與現有技術中的使用紅外線傳感器或者超聲波傳感器接收信號，再根據接收到的信號計算被跟隨物的行動狀態和跟隨裝置與被跟隨物的位置關係，而後按照預設的程序進行跟隨，由於紅外線傳感器和超聲波傳感器的探測距離有限，而導致的跟隨距離有限相比，其通過在被跟隨物上設置無線發射信標，在跟隨物上的接收天線接收到無線發射信標所發射的無線信號之後，根據預設的方法計算跟隨物與被跟隨物的位置關係，並形成跟隨路線，再按照跟隨路線進行跟隨，由於無線發射信標所發出的信號有效距離遠大於超聲波傳感器和紅外線傳感器的探測距離，提高了信號接收的距離，進而增加了跟隨距離，從而解決了現有技術中的不足。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0059]圖1示出了本發明實施例的自動跟隨方法的基本流程圖；
[0060]圖2示出了本發明實施例的自動跟隨方法的計算位置關係流程圖；
[0061]圖3示出了本發明實施例的自動跟隨方法的形成待跟隨路線流程圖；
[0062]圖4示出了本發明實施例的自動跟隨方法的計算跟隨物與被跟隨物的距離和角度示意圖；
[0063]圖5示出了本發明實施例的自動跟隨方法的計算跟隨物與被跟隨物的距離和角度簡化上部圖；
[0064]圖6示出了本發明實施例的自動跟隨方法的計算跟隨物與被跟隨物的距離和角度簡化下部圖；
[0065]圖7示出了本發明實施例的自動跟隨方法的功能模塊圖。
【具體實施方式】
[0066]下面通過具體的實施例子並結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。如圖1所示，
[0067]本發明實施例1提供了自動跟隨方法的基本流程，如圖1所示，包括如下步驟:
[0068]SlOl，接收無線信號；
[0069]S102，每一次接收到無線信號時，根據接收到的無線信號的強弱，計算跟隨物與被跟隨物的位置關係；
[0070]S103，記錄每一次接收到無線信號的接收時間；
[0071]S104，根據每一次接收到無線信號時，得到的跟隨物與被跟隨物的位置關係、預先獲取的跟隨物的位置信息，以及接收到無線信號的接收時間，形成待跟隨路線；
[0072]S105,按照待跟隨路線和預先設定的速度進行移動。
[0073]本方法首先需要在現將無線發射信標設置到被跟隨物上，該無線發射信標可以根據通訊協議的不同，設計為2.4Ghz頻段的藍牙或者802.11協議棧內2.4Ghz或5Ghz頻段的通訊等，而且在使用前需要通過配對無線信標的識別碼，來使跟隨對象確定被跟隨對象。設置在跟隨物上的接收天線的無線信標協議與接收天線的相同，使二者能夠進行通訊。使用2.4Ghz無線電波，在利用信號強度測距的同時，還可以傳輸數據，可以對被跟蹤對象進行分別標識和分類識別，可以在系統內繪製出多個被跟隨對象的地理位置信息。同時由於
2.4Ghz信號有一定的穿透性和衍射性，能輕鬆穿透障礙物，同時可以識別被跟隨物體和跟隨物體之間是否插入了障礙物，而且由於2.4GHz無線信號在高增益天線的作用下，可以傳播數公裡，因此測距的距離可以輕鬆超過超聲波和紅外線，可以自由根據現場環境條件調節被跟隨對象和跟隨對象之間的跟隨距離和速度。又該信號為不可見電磁波信號，生活中常見的物體和光不會對其造成影響，該頻段為醫療科學用頻段，不會對人體和動物造成傷害。
[0074]無線發射信標是每隔一段時間發出無線信號的，跟隨物在接收到無線信號之後，根據接收到的無線信號的強弱，計算跟隨物與被跟隨物的位置關係。此處的位置關係可以理解為相對的角度和相對的距離。在接收無線信號的同時還要記錄下每一次接收到無線信號的接收時間。根據每一次接收到無線信號時，得到的跟隨物與被跟隨物的位置關係、預先獲取的跟隨物的位置信息，以及接收到所述無線信號的接收時間，形成待跟隨路線。此處的預先獲取的跟隨物的位置信息可以是通過LBS系統獲取的跟隨物的位置，也可以是跟隨物根據自己的移動方式將已經行進的路線在地圖上進行標註，在接收到無線信號的時候，通過讀取已經在地圖上標註出來的跟隨物已經行進的路線，或者通過LBS系統讀取自己在地圖中的位置即可。如在地圖上標註出跟隨物已經行進的路線後，在接收到無線信號的時候，通過讀取地圖上跟隨物的位置，就能夠獲取跟隨物在地圖上的絕對位置，在根據跟隨物與被跟隨物的距離和角度就能夠計算出被跟隨物在地圖上的絕對位置，此時將該被跟隨物在地圖上的絕對位置標註出來，即可得到接收到信號時，被跟隨物在地圖上的位置點。由此，每次接收到無線信號時，均可以在地圖上標出被跟隨物在地圖上的位置點，並且，在接收到兩個以上信號時，按照接收到無線信號的時間順序，通過將時間上相鄰的兩個被跟隨物的位置點連線，即可得到被跟隨物的移動路線，也就是待跟隨路線。當然，無線發射信標發出無線信號的頻率越高，在地圖上標註的位置點也就越密集，形成的被跟隨物的移動路線也就和被跟隨物的真實移動路線越接近。在形成待跟隨路線之後，跟隨物按照被跟隨物的移動路線進行跟隨，即可完成對被跟隨物的自動跟隨。需要說明的是，接收天線距離跟隨物的距離和角度可以理解為，接收天線距離跟隨物中心點或指定的某一點的距離，測算跟隨物與被跟隨物的距離也是指跟隨物中心點或指定的某一點距離被跟隨物的距離，也就是跟隨物中心點或指定的某一點距離被跟隨物上無線發射信標的距離。本發明所提及的跟隨物與被跟隨物的距離都可以按照此種方式理解。
[0075]每根接收天線可以根據接收到的無線信號的強弱判斷出，發出無線信號的無線發射信標與接收天線的距離。值得說明的是，值得說明的是，此處接收無線信號的接收天線可以是多個定向天線或者多個全向天線，還可以是由數個定向天線和數個全向天線混合構成。此處先介紹下有關定向天線和全向天線的相關內容。定向天線，是一種有方向性的天線，在信號接受方向內，信號會非常穩定。如果超出了信號接收的範圍(通常是一個角度很小的銳角扇形)，則信號接收大幅度下降到無信號。全向天線和定向天線是相對的，全向天線在360度都可以接受到穩定的信號。但相比之下，全向天線能接收到信號的距離要遠小於定向天線，同時，定向天線只能做到在一定的角度範圍內接收到信號。鑑於此，本發明所提供的自動跟隨方法中的接收天線可以根據使用情況的不同來進行不同形式的設置。
[0076]被跟隨物上的無線發射信標在與跟隨物上的接收天線建立通訊後，接收天線可以根據接收到無線信號的強弱來計算被跟隨物距離跟隨物的距離是多少，和角度是多少。具體的計算方式為，至少兩個設置在跟隨物上的接收天線接收到無線信號，該接收天線可以是定向接收天線或是定向接收天線和全向接收天線的混合構成，也可以是由三個以上的全向天線構成。若兩個接收天線接收到無線信號後，此處的兩個接收到信號的接收天線中至少有一個是定向接收天線，根據接收到的信號的強弱程度，能夠計算出設置在被跟隨物上的無線發射信標分別距離兩個接收到信號的接收天線的長度。同時，兩個接收到信號的接收天線與跟隨物的距離和角度是已知的。當然，接收天線的安放位置可以設置在跟隨物的外部，或者說距離跟隨物的中心有一定的距離，只要接收天線能夠接收到無線發射信標所發送的信號，且兩接收天線距離跟隨物中心點的距離和角度已知即可。在計算出兩接收到信號的接收天線距離，並已知兩接收天線距離跟隨物的距離和相對跟隨物的角度之後，根據三角算法，既可以計算出被跟隨物相對於無線發射信標的距離和角度，也就是跟隨物相對被跟隨物的距離和角度。此時，被跟隨物可以按照預設的跟隨模式，對被跟隨物進行跟隨。當跟隨物上的接收天線為三根全向天線，並且三根全向天線不共線時，可以通過上述方法，可以由兩個全向天線距離跟隨物的距離和兩全向天線距離跟隨物的距離和相對於跟隨物的角度，確定出被跟隨物的位置可能的兩個點上，再由第三個全向天線確定出被跟隨物具體在那個點上，再根據跟隨物距離被跟隨物的距離和角度對被跟隨物進行跟隨。
[0077]當然，跟隨物上的接收天線的數量越多，則計算跟隨物相對於被跟隨物的距離和角度就越精準。如果接收天線的數量足夠多，那麼，根據不同接收天線的組合所能計算出的跟隨物相對於被跟隨物的距離和角度的值也就越多，可以通過多次求距離的平均值和多次求角度的平均值來儘量減少誤差，從而增加跟隨物對被跟隨物跟隨的精準性。
[0078]本發明所提供的自動跟隨方法，通過先在被跟隨物上設置無線發射信標，在跟隨物上的接收天線接收到無線發射信標所發射的無線信號之後，根據預設的方法計算跟隨物與被跟隨物的位置關係，並根據其他相關信息形成待跟隨路線，再按照待跟隨路線進行跟隨，由於無線發射信標所發出的信號有效距離遠大於超聲波傳感器和紅外線傳感器的探測距離，提高了信號接收的距離，進而增加了跟隨距離，從而解決了現有技術中的不足。
[0079]如圖2至圖6所示，本發明實施例2提供了自動跟隨方法的功能細節流程。在實施例I的基礎上，在步驟S102具體為:
[0080]S201，通過多個設置於跟隨物上不同位置的接收天線接收無線信號；
[0081]S202，根據每個接收天線接收到的無線信號的強弱，計算出每個接收天線與被跟隨物之間的距離；
[0082]S203，根據每個接收天線與被跟隨物之間的距離、每個接收天線的中心點與跟隨物中心點之間的距離、以及預定的兩個接收天線的信號中心線在水平面上投影的夾角，計算出跟隨物與被跟隨物之間的距離和角度。
[0083]步驟S201中，所提及的接收天線可以是定向天線，也可以是全向天線。不同位置，是指每個接收天線所處水平位置是不同的，也就是每個接收天線的信號中心線不能完全重合，否則每個接收天線所計算出的接收天線距離被跟隨物的距離都是相同的，此處的距離應理解為帶有角度的向量，也就是每個相對於無線發射信標的距離，和/或角度是不同的，並且每個接收天線距離跟隨物的距離和角度也都是相同的，就無法根據三角算法計算出跟隨物與被跟隨物之間的距離和角度了。當然，理論上，不同位置，還可以指每個接收天線的信號中心線沿任一平面的投影是不重合的。但考慮到簡化計算的過程和難度，還是以每個接收天線所處水平位置是不同的進行說明。
[0084]每個接收天線與跟隨物的距離並沒有要求，接收天線可以設置在跟隨物上，也可設置在跟隨物外部，只要接收天線距離跟隨物的距離和角度是已知的即可。
[0085]步驟S203中提及的，由於無線發射信標是放置在跟隨物上的，所以跟隨物中心點可以理解為無線發射信標的位置，每個接收天線的中心點與跟隨物中心點之間的距離也就可以理解為每個接收天線的中心點與無線發射信標的距離，每個接收天線的信號中心線的交點可以與跟隨物中心點重合，那麼根據每個接收天線的信號中線的交點、每個接收天線與所述被跟隨物之間的距離、每個接收天線的信號中心線在水平面上投影的夾角就能夠計算出該交點與被跟隨物的距離，也就是跟隨物中心點距離被跟隨物中心點的距離。當然，該交點也可以不與跟隨物中心點重合，根據每個接收天線與所述被跟隨物之間的距離、每個接收天線的中心點分別與跟隨物中心點的距離、每個接收天線的信號中心線的交點、每個接收天線中心點與該交點的距離和預定的兩個接收天線的信號中心線在水平面上投影的夾角，同樣可以計算出跟隨物與被跟隨物之間的距離和角度。值得說明的是，跟隨物與被跟隨物的角度可以理解為被跟隨物沿跟隨物中心線的偏移角度。
[0086]下面以具有三個定向天線和兩個全向天線的跟隨物為例，計算跟隨物距離被跟隨物的距離和角度，其中三個定向接收天線的信號中心線共同進過的點為跟隨物的中心點ο，在兩定向接收天線的信號中心線的延長線上分別對應設置了全向天線，且每個全向天線距離與其對應的定向接收天線的長度是相等的。
[0087]如圖4首先按照本發明其他部分的要求，確定主定向接收天線的中心點a，兩個輔助定向接收天線的中心點1、j，全向天線的中心點q、P (由於計算沒有按照三維空間計算都是算投影的，因此全向天線的中心點為投影在水平面上的中心點)。
[0088]這樣的話iq和jp的交點ο也已經確定，同理，io、ao、jo、po、qo的長度值都已經確定。其中ο可以認為是跟隨物中心點。
[0089]這時對無線信標s進行探測，把無線信標的無線信號發射的中心點記為S。
[0090]由於無線信號會尋找最近的路徑，也就是直線。因此根據信號強度可以得出as之間的信號強度，再由我們的信號強度與距離的換算算法，計算出點s到點a之間的距離，as之間的距離確定下來。
[0091]同理，確定下sp和sq的距離。這樣我們就有三個得出三個距離來，然後定向天線分別和兩個全向天線進行兩次計算，如圖5所示，根據上文描述，ao、op、oq都是已知的，同時Z aop (Z符號代表角，下文同)和Z aoq也是已知的,可以由這些條件通過餘弦定理算出ap和aq的值。
[0092]樣例公式:ap2=op2+ao2_2*op*ao*cos (廣 aop)
[0093]aq2=oq2+ao2_2*oq*ao*cos ( Z aoq)
[0094]下一步，已經得出三角形saq和三角形sap的各自三條邊的長度，根據餘弦定理求出三個內角度數
[0095]樣例公式:Zsaq=arcos ((sa2+sq2-aq2) / (2*sa*sq))
[0096]Z sap=arcos ((sa2+sp2-ap2) / (2*sa*sp))
[0097]然後和Z apo和Z aqo分別相加後得到Z spo和Z sqo的度數。然後根據以上原理，求出so的距離，這就是無線信標到中心點的距離。利用上文的方法繼續，就可以求出Zsoa0作為確定s點偏移的角度和位置來記錄下來。本發明所提及的跟隨物與被跟隨物的相對角度均可以按照Z soa來計算和說明。
[0098]在實際操作時，採用對稱的天線設置方式能夠在計算上省略一些步驟，進而節省進行該計算的cPu的功耗，所以由於實際的系統是對稱設計。如理論上可以求出全部角度，實際上，只求了 Z spa和Z sqa。
[0099]由於上面有多個接收天線都獲取到了信號，所以根據不同的天線組合所接收到的信號強度，能夠計算出，並記錄了多條Z soa和sa的值，如實施例1中的描述，除了定向天線分別和兩組全向天線獲取的兩組，實際上還有兩個全向天線直接獲取的一組等組合方式。我們a-按照一定的ix.值進行平均計算。並且根據預先設定的算法，，定向天線獲取的距離ix.值高於全向天線所獲取得距離的ix.值，也即是根據定向天線計算出的被跟隨物的距離和角度更加精確，這主要是因為定向接收天線的接收到信號的準確性更強。
[0100]信號強度與距離的換算關係可參考下表:
[0101]
【權利要求】
1.自動跟隨方法，其特徵在於，包括: 接收無線信號，所述無線信號是設置於被跟隨物上的無線發射信標每隔預定的一段時間發出的； 每一次接收到所述無線信號時，根據接收到的所述無線信號的強弱，計算跟隨物與所述被跟隨物的位置關係； 記錄每一次接收到所述無線信號的接收時間； 根據每一次接收到所述無線信號時，得到的跟隨物與所述被跟隨物的位置關係、預先獲取的跟隨物的位置信息，以及接收到所述無線信號的接收時間，形成待跟隨路線； 按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動。
2.根據權利要求1所述的自動跟隨方法，其特徵在於，所述每一次接收到所述無線信號時，根據接收到的所述無線信號的強弱，計算跟隨物與所述被跟隨物的位置關係包括: 通過多個設置於所述跟隨物上不同位置的接收天線接收所述無線信號； 根據每個接收天線接收到的無線信號的強弱，計算出每個接收天線與所述被跟隨物之間的距離； 根據所述每個接收天線與所述被跟隨物之間的距離、每個接收天線的中心點與跟隨物中心點之間的距離、以及預定的兩個接收天線的信號中心線在水平面上投影的夾角，計算出所述跟隨物與所述被跟隨物之間的距離和角度。
3.根據權利要求2所述的自動跟隨方法，其特徵在於，所述根據每一次接收到所述無線信號時，得到的跟隨物與所述被跟隨物的位置關係、預先獲取的跟隨物的位置信息，以及接收到所述無線信號的接收時間，形成待跟隨路線包括: 根據多次接收到所述無線信號的接收時間、每次接收所述無線信號時所述跟隨物與所述被跟隨物的位置關係、每次接收所述無線信號時所述預先獲取的跟隨物的位置信息，計算所述被跟隨物的位置，並在預設的地圖中標註所述被跟隨物的位置； 按照接收所述無線信號的時間順序，將時間相鄰的兩個在所述地圖中標註的所述被跟隨物的位置連線，以形成待跟隨路線。
4.根據權利要求3所述的自動跟隨方法，其特徵在於，所述按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動包括: 按照與所述跟隨物距離的不同，以所述跟隨物的位置為基點，設置正常跟隨區、跟隨提示區、脫離警告區以及脫離危險區； 所述脫離危險區位於所述脫離警告區之外，所述脫離警告區位於所述跟隨提示區之外，所述跟隨提示區位於所述正常跟隨區之外； 根據被跟隨物所處的區域不同，按照待跟隨路線以不同的速度進行移動。
5.根據權利要求4所述的自動跟隨方法，其特徵在於，所述以不同的速度移動，包括: 當所述被跟隨物處於所述正常跟隨區內時，按照預先設置的正常跟隨區速度進行移動； 當所述被跟隨物處於所述跟隨提示區內時，根據指定的兩次接收到無線信號間的時間差、指定的兩次接收到無線信號所計算出的兩個所述被跟隨物的位置的直線距離和預先設定的倍數，計算跟隨提示區速度，並按照所述跟隨提示區速度進行移動； 當所述被跟隨物處於所述脫離警告區內時，根據所述被跟隨物處於所述脫離警告區內接收到的一個所述無線信號和待跟隨路線計算所述跟隨物與所述被跟隨物之間的轉移角度， 所述按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動還包括: 在待跟隨路線的方向基礎上偏移所述轉移角度前進。
6.根據權利要求5所述的自動跟隨方法，其特徵在於，所述以不同的速度移動，還包括: 當所述被跟隨物處於所述脫離危險區時，根據所述被跟隨物處於所述脫離警告區內接收到的多個所述無線信號接收所述無線信號的時間和待跟隨路線計算所述跟隨物與所述被跟隨物之間的多個偏轉角度； 所述按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動還包括: 在待跟隨路線的方向基礎上每隔預設的一段時間偏移與接收所述無線信號的時間相對應的所述偏轉角度前進。
7.根據權利要求1所述的自動跟隨方法，其特徵在於，所述方法還包括， 每隔預定時間發出超聲波信號； 若接收到所述超聲波信號接觸到障礙物後返回的反饋信號； 則根據所述反饋信號判斷所述跟隨物與所述障礙物的位置關係，根據至少兩次接收到的反饋信號計算所述障礙物的已移動路線、已移動速度和所述障礙物的大小； 根據所述障礙物的已移動路線、已移動速度計算所述障礙物預定的一段時間內的預移動路線和預移動速度； 根據所述預移動路線、所述預移動速度、所述障礙物的大小、所述待跟隨路線、所述預先設定的速度和預設的跟隨物大小，判斷所述跟隨物在預定時間內是否與所述障礙物相撞; 若是，則根據所述預移動路線、所述預移動速度、所述障礙物的大小、所述待跟隨路線、所述預先設定的速度和預設的跟隨物大小，計算偏移角度； 所述按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動還包括: 在待跟隨路線的方向基礎上偏移所述偏移角度前進，且在超過障礙物後回到所述待跟隨路線上。
8.根據權利要求1所述的自動跟隨方法，其特徵在於， 所述方法還包括: 當所述接收天線接收到的無線信號的信號強度的變化率超過預設值時，根據信號強度變化前的強度值和變化後的強度值的差值計算所述障礙物的大小、已移動路線和已移動速度； 根據所述障礙物的已移動路線、已移動速度計算所述障礙物預定的一段時間內的預移動路線和預移動速度； 根據所述預移動路線、所述預移動速度、所述障礙物的大小、所述待跟隨路線、所述預先設定的速度和預設的跟隨物的大小，判斷所述跟隨物在預定時間內是否與所述障礙物相撞; 若是，則根據所述預移動路線、所述預移動速度、所述障礙物的大小、所述待跟隨路線、所述預先設定的速度和預設的跟隨物大小，計算偏移角度；所述按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動還包括: 在待跟隨路線的方向基礎上偏移所述偏移角度前進，且在超過障礙物後回到所述待跟隨路線上。
9.根據權利要求1所述的自動跟隨方法，其特徵在於，所述按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動包括: 當所述跟隨物和所述被跟隨物之間的距離小於預先設置的最小距離時，停止移動； 當所述跟隨物與所述被跟隨物之間距離超過預設的最大距離時，發出報警信息。
10.自動跟隨裝置，其特徵在於，包括: 無線接收模塊，接收無線信號，所述無線信號是設置於被跟隨物上的無線發射信標每隔預定的一段時間發出的； 計算模塊，每一次接收到所述無線信號時，根據接收到的所述無線信號的強弱，計算跟隨物與所述被跟隨物的位置關係； 記錄模塊，記錄每一次接收到所述無線信號的接收時間； 路線模塊，根據每一次接收 到所述無線信號時，得到的跟隨物與所述被跟隨物的位置關係、預先獲取的跟隨物的位置信息，以及接收到所述無線信號的接收時間，形成待跟隨路線.移動模塊，按照所述待跟隨路線和預先設定的速度進行移動。
【文檔編號】G01S13/72GK103809174SQ201410092270
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2014年3月13日 優先權日:2014年3月13日
【發明者】丁一, 付弦 申請人:丁一