本發明涉及機場運輸領域，尤其是一種機場智能行李車。

背景技術：

在機場中，行李車能夠幫助乘客運送行李，減輕了乘客拿行李的負擔，但機場的手推行李車只具有運送行李的作用，且需要手推，而乘客在機場需要提供更多的服務，例如對于機場路徑不熟悉的人需要行李車能夠具有自主導航的功能，而有時候行李比較多或帶小孩的乘客，不方便手推行李車，有時候在機場候機時間長會感覺無聊，上網玩游戲又怕手機電量不足，而機場充電插座無法支持所有的乘客同時充電和移動充電，特別是購物時需要帶著行李車很不方便，有時找不到機場登機牌自動打印機或排隊的人比較多，在機場會遇到很多的問題，本發明設計的機場智能行李車能夠解決上述機場問題，引領一種智能、時尚、輕松、便捷的全新機場服務體驗 。

技術實現要素：

本發明的發明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種集自主導航、智能跟隨、語音交互、服務咨詢、上網娛樂、便捷購物、自動稱重、禁品檢測、自動對話、一鍵回收、小孩防走失和自動打印登機牌等功能于一體的機場智能行李車。

本發明采用的技術方案如下：

本發明一種機場智能行李車，包括主體框架、控制面板、深度視覺識別裝置、控制箱和底盤驅動裝置；所述主體框架包括行李承重裝置和功能框架；所述行李承重裝置包括萬向輪、驅動輪、輪軸和行李架；所述行李架下安裝有萬向輪，以及通過輪軸連接的驅動輪；所述功能框架包括兩根支撐桿，設置于支撐桿之間的廣告位面板，其上方支撐桿之間設置有小物件行李框，支撐桿頂端兩邊設置有面板支撐架；所述控制面板嵌入兩邊面板支撐架中，由螺栓固定；所述深度視覺識別裝置固定于小物件行李框的后板上；所述底盤驅動裝置設置于輪軸上，其上方支撐桿上鉚接有控制箱；所述控制箱中集成了控制系統。

本發明一種機場智能行李車，所述小物件行李框的后板上邊沿設置有手推扶手，小物件行李框的后板下邊沿設置有小物品掛鉤。

以上結構，雙手推扶手的設計可以為用戶提供手推時的握力機構，方便于推動車子移動，小物品掛鉤的設計能夠使用戶將一些零碎的手提東西進行懸掛，避免現在行李車上只能盛放大物件而小物件不方便放置的問題，特別是衣物或小袋子的放置。

本發明一種機場智能行李車，所述控制面板上設置有電源開關、復位開關、2個USB充電口、語音交互孔和觸摸顯示屏；所述電源開關，用于控制整車電源接通與斷開；所述復位開關，用于控制整車控制系統的復位重啟；所述USB充電口，用于續航用戶的手機和平板等智能設備；所述語音交互孔，用于精準識別用戶語音命令；所述觸摸顯示屏，用于控制整車的各項功能，實現智能控制、上網、影音娛樂、便捷購物和外賣訂餐。

以上結構，USB充電口的設置能夠解決現在機場中由于充電插座有限，不能同時為所有乘客提供充電服務，以及充電插座位置固定，無法移動充電的問題，每個使用智能行李車的客戶都能隨時進行充電，同時在行李車的地方都能充電，從而有效的解決充電問題；語音交互孔的設置能夠為用戶提供語音交流和語音控制的功能，使用快捷和方便，同時幫助文字識別困難的用戶的使用；觸摸顯示屏的設置能夠使用戶在顯示屏上進行各種控制功能的操作，同時進行上網查詢、游戲操作、視頻觀看、音樂播放等功能，能夠進行網上購物，以及對機場內的物品進行購買，通過機場行李車與機場系統連接，商家能實現對用戶定位從而送貨到點，包括外賣訂餐等服務。

本發明一種機場智能行李車，所述深度視覺識別裝置包括視覺傳感器和視覺傳感器保護外殼；所述視覺傳感器包括RGB攝像頭和深度攝像頭，所述RGB攝像頭用于采集用戶的身體體征、外表的色彩和平面信息，來精確識別使用用戶，消除其他人員和外物的干擾；所述深度攝像頭用于采集環境中的深度信息，實現智能跟隨。

本發明一種機場智能行李車，所述底盤驅動裝置包括兩個伺服電機、聯軸器和電機保護殼；所述伺服電機通過聯軸器連接輪軸帶動驅動輪運動，通過兩個電機實行差速來實現轉向；所述電機保護殼為金屬保護殼。

以上結構，底盤驅動裝置的設置能夠實現電動驅動，解決現有的手動行李車，手推費力的問題，在裝置中設置有兩個電機進行驅動，既能提供強力動力，同時轉向方便和精確；電動驅動同時能夠進行自動控制，提供更靈活的驅動方式。

本發明一種機場智能行李車，所述控制箱內固定有上位機、下位機、驅動板和電源模塊；所述上位機為工控機，用于進行圖像處理、數據交互和功能算法處理；所述下位機為單片機，用于運動系統即底層運動的控制；所述驅動板為電機驅動板，用于電機驅動控制；所屬電源模塊，為行李車提供電能；所述工控機分別連接單片機和電源模塊，所述單片機分別連接電機驅動板和電源模塊。

以上結構中，所述控制主板上集成了控制系統的各個功能模塊，用于實現各個功能的控制，從而為用戶提供智能、方便和快捷的功能。

本發明一種機場智能行李車，所述控制系統包括自主導航模塊、智能跟隨模塊、語音互動模塊、稱重模塊、禁品檢測模塊、咨詢模塊、小孩防走丟模塊、自動對話模塊和一鍵回收模塊；

所述自主導航模塊分別連接深度視覺識別裝置、里程計和陀螺儀，同時連接控制面板，通過觸摸顯示屏或語音交互孔分別進行顯示和語音，用戶只需要給予相關機場地點指令，其可進行智能識別最優路徑，然后用戶可跟隨其到達指定地點；

所述智能跟隨模塊，與深度視覺識別裝置和底盤驅動裝置連接，通過深度視覺識別裝置的深度攝像頭采集距離數據，以及RGB攝像頭采集的人體特征數據，經過深度視覺識別模塊的處理，從而實現智能行李車自動跟隨用戶，使得用戶擺脫沉重的行李，體驗機場輕松旅行的樂趣；

所述語音互動模塊，與語音交互孔連接，通過語音控制行李車的啟動和停止，實現音樂、視頻和新聞的播放，實現天氣和航班的查詢；語音互動模塊可實現智能行李車的所有功能的輸入；

所述稱重模塊，接收設置于行李架上的壓力傳感器所檢測的重量信息，進行處理，同時通過觸摸顯示屏顯示；

所述禁品檢測模塊，接收安檢裝置所采集的物品信息，與禁品信息進行對比，檢測是否存在禁品，并將檢測結果通過觸摸顯示屏顯示，若檢測到禁品，同時發出警報聲；

所述咨詢模塊，利用無線通信裝置連接機場服務系統，通過語音互動系統與機場工作人員通信，咨詢關于機場的相關信息；

所述小孩防走失模塊，設置有小孩佩戴的定位儀，其將位置信息發送到智能行李車上，當小孩與行李車的距離大于安全范圍時，發出警報聲，從而防止小孩走失；

所述自動對話模塊，通過語音交互孔接收用戶的語音，并在數據庫中找到相應的內容，做出答復；

所述一鍵回收模塊，乘客使用完之后開啟回收功能，智能行李車搜索和定位最近的存放點，通過自主導航模塊，自動移動到存放點，從而節省勞動力。

以上系統，所述咨詢模塊可使用戶使用智能行李車直接咨詢關于機場的相關信息，無須前往柜臺；所述智能行李車設置有自動對話模塊，在機場無聊的等待中，用戶可以和智能行李車進行有趣的語音聊天；所述稱重模塊用于稱量行李的重量，從而提供托運方案；所述行李車上設置有禁止攜帶物品檢測裝置，用于檢測禁止攜帶物品，保護乘客的安全和提高安檢的效率。機場智能行李車的小孩防丟失功能，能夠在人流量特別大的時候，防止小孩走失。

本發明一種機場智能行李車，所述控制系統還包括登機牌打印系統，其包括設置于控制面板上的身份識別裝置，以及設置于控制箱中的打印機和登機牌打印模塊；所述身份識別裝置和打印機分別連接登機牌打印模塊；所述機票打印模塊接收身份識別信息，通過觸摸顯示屏顯示機票信息和座位選擇，打印登機牌。

本發明一種機場智能行李車的自主導航方法：包括S1:深度視覺識別裝置采集機場環境的深度圖像和彩色圖像上傳到上位機中，接收彩色攝像頭的彩色圖像，利用FAST算法提取彩色圖像的特征點，并通過特征匹配和區域匹配與對應的深度圖像配準，所述特征匹配為：抽取匹配圖像特征，定義相似度，利用相似度尋找匹配；所述區域匹配為：采用基于SURF特征的SSD匹配算法，同時使用RANSAC算法消除誤匹配；建立特征點的三維坐標，構建機場地圖；S2:里程計采集行李車的位置信息上傳到上位機中；用戶輸入終點，行李車根據定位的起點和終點，結合機場地圖，規劃出路線；所述路線規劃的方法：確立包括距離、角度、拐點等信息的判斷的評價函數，通過評價函數確定最優節點，確定路徑的搜索方向；通過評價函數得到節點的評估值，將評估值最小的節點作為下一個擴展節點；不斷搜索，直到搜索到目標節點的位置，將最優節點連接，即為規劃路線；S3：行李車根據規劃路線移動；在行駛中使用里程計進行定位，采用陀螺儀矯正機場行李車的運動姿態，配合里程計以減小誤差，對當前的狀態進行預測；根據深度攝像頭的數據獲取環境路標的中心位置；采用最小數據關聯法查找與當前路標特征最匹配的已知環境特征；若沒有檢測到相匹配的路標特征，將測量到路標特征作為新特征加入特征庫中；利用測量的路標對系統狀態和協方差矩陣進行更新，從而對地圖進行更新，依據更新地圖行駛；S4：在依規劃路線行駛中，深度攝像頭識別可視場內物體的深度場，生成深度數據，轉化為深度圖像，進行二值化和濾波處理，識別障礙物，計算障礙物的相對位置，對障礙物的位置做出相應的規避動作，同時進行路線的重新規劃繼續移動，到達終點，用戶跟隨行李車就能夠到達目標點，從而實現自主導航。

以上方法實現了自主導航的功能，現有的導航只是提供定位和路徑，沒有自動導航且自動移動到指定地點的行李車，同時室內不能使用GPS導航，現有的室內定位技術精度不高，而本發明所基于的通過深度視覺識別裝置，進行圖像采集，制定地圖，同時采集定位信息和運動信息，根據算法，進行精確和智能控制，只要用戶輸入終點，行李車將進行導航，并規劃和識別最優路徑，進行自動的運行，同時能自動規避障礙物，帶領用戶到達終點，非常智能和方便，同時也可選擇手推移動方式；自主導航的輸入方式有觸摸輸入和語音輸入。

本發明一種機場智能行李車的智能跟隨方法，其包括以下步驟：步驟一：RGB攝像頭采集用戶的身體體征和外表色彩圖像，上傳到深度視覺識別模塊中；步驟二：對輸入的圖像進行預處理，同時利用梯度方向直方圖提取圖像特征，使用SVM分類器對圖像特征模式分類，從而識別圖像，鎖定跟隨目標，鎖定后，攝像頭只與目標進行交互；步驟三：深度攝像頭采集周圍環境中的深度信息，并上傳到深度視覺識別模塊；對上傳深度圖像進行分析，根據分割算法將人體分割出來，提取人體的坐標，并結合行李車坐標，計算人體和行李車之間的距離，控制行李車，保持人體和車之間的距離為固定值；步驟四：深度攝像頭獲取周圍動態信息，在檢測到障礙物時，將圖像中的障礙物分割出來，提取障礙物的坐標和深度信息，當障礙物位于行車路線上時，調整行李車的方向；步驟五：結合識別圖像和深度信息，規劃路線，控制底盤驅動裝置，實現行李車的目標化跟隨。

以上智能跟隨方法，使用RGB攝像頭采集用戶的身體體征和外表的色彩組成的方式，能夠精確識別使用用戶，同時減少識別中的干擾，使跟隨目標的識別更精確，防止跟隨的終止，造成行李丟失；而深度攝像頭能夠提供更準確的距離信息，有利于跟隨，同時在圖像識別中采用了HOG+SVM的方法，能夠提高圖像識別能力，從而使自主跟隨的功能更強。

綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是：與現有技術相比，本發明機場智能行李車集自主導航、智能跟隨、語音交互、服務咨詢、上網娛樂、便捷購物、自動稱重、禁品檢測、自動對話、一鍵回收、小孩防走失和自動打印登機牌等功能于一體，使用戶更加輕松的在機場體驗高效，智能、時尚、便捷的服務，同時大大降低機場的人力成本和管理成本；通過該智能行李車增加了機場優質服務的比例，給予用戶他們一個良好的旅途經歷，大大提高機場旅客對機場的服務的認可。

附圖說明

本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中：

圖1是本發明一種機場智能行李車的結構示意圖。

圖2是本發明的左視圖。

圖3是本發明的主視圖。

圖4是本發明控制面板的結構示意圖。

圖5是本發明深度視覺識別裝置的結構示意圖。

圖6是本發明底盤驅動裝置和控制箱的結構示意圖。

圖中標記：1為主體框架，2為控制面板，3為度視覺識別裝置，4為控制箱，5為底盤驅動裝置，11為萬向輪，12為驅動輪，13為行李架，14為支撐桿，15為廣告位面板，16為小物件行李框，161為手推扶，162為小物品掛鉤，17為面板支撐架，21為電源開關，22為復位開關，23為USB充電口，24為語音交互孔，25為觸摸顯示屏，31為RGB攝像，32為深度攝像頭，51為伺服電機，52為聯軸器，53為電機保護殼。

具體實施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書（包括任何附加權利要求、摘要）中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。

如圖1 ，本發明一種機場智能行李車，包括主體框架1、控制面板2、深度視覺識別裝置3、控制箱4和底盤驅動裝置5；所述主體框架1包括行李承重裝置和功能框架；所述行李承重裝置包括萬向輪11、驅動輪12、輪軸和行李架13；所述行李架13下安裝有萬向輪11，以及通過輪軸連接的驅動輪12；所述功能框架包括兩根支撐桿14，設置于支撐桿14之間的廣告位面板15，其上方支撐桿14之間設置有小物件行李框16，支撐桿14頂端兩邊設置有面板支撐架17；所述控制面板2嵌入兩邊面板支撐架17中，由螺栓固定；所述深度視覺識別裝置3固定于小物件行李框16的后板上；所述底盤驅動裝置5設置于輪軸上，其上方支撐桿14上鉚接有控制箱4；所述控制箱4中集成了控制系統。

如圖2，本發明一種機場智能行李車，所述小物件行李框16的后板上邊沿設置有手推扶161，小物件行李框16的后板下邊沿設置有小物品掛鉤162。

如圖3和圖4，本發明一種機場智能行李車，所述控制面板上設置有電源開關21、復位開關22、2個USB充電口23、語音交互孔24和觸摸顯示屏25；所述電源開關21，用于控制整車電源接通與斷開；所述復位開關22，用于控制整車控制系統的復位重啟；所述USB充電口23，用于續航用戶的手機和平板等智能設備；所述語音交互孔24，用于精準識別用戶語音命令；所述觸摸顯示屏25，用于控制整車的各項功能，實現智能控制、上網、影音娛樂、便捷購物和外賣訂餐。

如圖5，本發明一種機場智能行李車，所述深度視覺識別裝置包括視覺傳感器和視覺傳感器保護外殼；所述視覺傳感器包括RGB攝像31和深度攝像頭32，所述RGB攝像頭31用于采集用戶的身體體征、外表的色彩，來精確識別使用用戶，消除其他人員和外物的干擾；所述深度攝像頭32用于采集環境中的深度信息，實現智能跟隨。

如圖6，本發明一種機場智能行李車，所述底盤驅動裝置5包括兩個伺服電機51、聯軸器52和電機保護殼53；所述伺服電機51通過聯軸器52連接輪軸帶動驅動輪12運動，通過兩個電機51實行差速來實現轉向；所述電機保護殼53為金屬保護殼。

本發明一種機場智能行李車，所述控制箱4內固定有上位機、下位機、驅動板和電源模塊；所述上位機為工控機，用于進行圖像處理、數據交互和功能算法處理；所述下位機為單片機，用于運動系統即底層運動的控制；所述驅動板為電機驅動板，用于電機驅動控制；所屬電源模塊，供應行李車的電能；所述工控機分別連接單片機和電源模塊，所述單片機分別連接電機驅動板和電源模塊。

本發明一種機場智能行李車，所述控制系統包括自主導航模塊、智能跟隨模塊和語音互動模塊；所述自主導航模塊分別連接深度視覺識別裝置、里程計和陀螺儀，同時連接控制面板，通過觸摸顯示屏或語音交互孔分別進行顯示和語音，用戶只需要給予相關機場地點指令，其可進行智能識別最優路徑，然后用戶可跟隨其到達指定地點；所述智能跟隨模塊，與深度視覺識別裝置和底盤驅動裝置連接，通過深度視覺識別裝置的深度攝像頭采集距離數據，以及RGB攝像頭采集的人體特征數據，經過深度視覺識別模塊的處理，從而實現智能行李車自動跟隨用戶，使得用戶擺脫沉重的行李，體驗機場輕松旅行的樂趣；所述語音互動模塊，與語音交互孔連接，通過語音控制行李車的啟動和停止，實現音樂、視頻和新聞的播放，實現天氣和航班的查詢；所述稱重模塊，接收設置于行李架上的壓力傳感器所檢測的重量信息，進行處理，同時通過觸摸顯示屏顯示；所述禁品檢測模塊，接收安檢裝置所采集的物品信息，與禁品信息進行對比，檢測是否存在禁品，并將檢測結果通過觸摸顯示屏顯示，若檢測到禁品，同時發出警報聲；所述咨詢模塊，利用無線通信裝置連接機場服務系統，通過語音互動系統與機場工作人員通信，咨詢關于機場的相關信息； 所述小孩防走失模塊，設置有供小孩佩戴的定位儀，其將位置信息發送到智能行李車上，當小孩與行李車的距離大于安全范圍時，發出警報聲，從而防止小孩走失；所述自動對話模塊，通過語音交互孔接收用戶的語音，并在數據庫中找到相應的內容，做出答復；所述一鍵回收模塊，乘客使用完之后開啟回收功能，智能行李車搜索和定位最近的存放點，通過自主導航模塊，自動移動到存放點，從而節省勞動力。

本發明的自主導航還能應用在其他功能中，所述行李架上設置有壓力傳感器，用于稱量行李的重量，便于乘客根據行李重量進行托運或攜帶選擇，通過觸摸顯示屏可查詢托運點的位置進行自主導航；所述行李車上設置有禁止攜帶物品檢測裝置，提前檢測，提高安檢的效率，通過觸摸顯示屏可查詢安檢點的位置進行自主導航；所述自主導航系統可以實現機場智能行李車的自動回收。

本發明一種機場智能行李車，所述控制系統還包括登機牌打印系統，其包括設置于控制面板上的身份識別裝置，以及設置于控制箱中的打印機和登機牌打印模塊；所述身份識別裝置和打印機分別連接登機牌打印模塊；所述機票打印模塊接收身份識別信息，通過觸摸顯示屏顯示機票信息和座位選擇，打印登機牌。

本發明一種機場智能行李車的自主導航方法：S1:深度視覺識別裝置采集機場環境的深度圖像和彩色圖像上傳到上位機中，接收彩色攝像頭的彩色圖像，利用FAST算法提取彩色圖像的特征點，并通過特征匹配和區域匹配與對應的深度圖像配準，所述特征匹配為：抽取匹配圖像特征，定義相似度，利用相似度尋找匹配；所述區域匹配為：采用基于SURF特征的SSD匹配算法，同時使用RANSAC算法消除誤匹配；建立特征點的三維坐標，構建機場地圖；S2:里程計采集行李車的位置信息上傳到上位機中；用戶輸入終點，行李車根據定位的起點和終點，結合機場地圖，規劃出路線；所述路線規劃的方法：確立包括距離、角度、拐點等信息的判斷的評價函數，通過評價函數確定最優節點，確定路徑的搜索方向；通過評價函數得到節點的評估值，將評估值最小的節點作為下一個擴展節點；不斷搜索，直到搜索到目標節點的位置，將最優節點連接，即為規劃路線；S3：行李車根據規劃路線移動；在行駛中使用里程計進行定位，采用陀螺儀矯正機場行李車的運動姿態，配合里程計以減小誤差，對當前的狀態進行預測；根據深度攝像頭的數據獲取環境路標的中心位置；采用最小數據關聯法查找與當前路標特征最匹配的已知環境特征；若沒有檢測到相匹配的路標特征，將測量到路標特征作為新特征加入特征庫中；利用測量的路標對系統狀態和協方差矩陣進行更新，從而對地圖進行更新，依據更新地圖行駛；S4：在依規劃路線行駛中，深度攝像頭識別可視場內物體的深度場，生成深度數據，轉化為深度圖像，進行二值化和濾波處理，識別障礙物，計算障礙物的相對位置，對障礙物的位置做出相應的規避動作，同時進行路線的重新規劃繼續移動，到達終點，用戶跟隨行李車就能夠到達目標點，從而實現自主導航。

本發明一種機場智能行李車的智能跟隨方法，其包括以下步驟：步驟一：RGB攝像頭采集用戶的身體體征和外表色彩圖像，上傳到深度視覺識別模塊中；步驟二：對輸入的圖像進行預處理，同時利用梯度方向直方圖提取圖像特征，使用SVM分類器對圖像特征模式分類，從而識別圖像，鎖定跟隨目標，鎖定后，攝像頭只與目標進行交互；步驟三：深度攝像頭采集周圍環境中的深度信息，并上傳到深度視覺識別模塊；對上傳深度圖像進行分析，根據分割算法將人體分割出來，提取人體的坐標，并結合行李車坐標，計算人體和行李車之間的距離，控制行李車，保持人體和車之間的距離為固定值；步驟四：深度攝像頭獲取周圍動態信息，在檢測到障礙物時，將圖像中的障礙物分割出來，提取障礙物的坐標和深度信息，當障礙物位于行車路線上時，調整行李車的方向；步驟五：結合識別圖像和深度信息，規劃路線，控制底盤驅動裝置，實現行李車的目標化跟隨。

本發明一種機場智能行李車，所述語音交互系統設置有無線通信模塊，與機場機場系統通信，用戶可使用智能行李車直接咨詢關于機場的相關信息，無須前往柜臺；所述智能行李車設置有智能對話模塊，在機場無聊的等待中，用戶可以和智能行李車進行有趣的語音聊天；所述行李架上設置有壓力傳感器，用于稱量行李的重量；所述行李車上設置有禁止攜帶物品檢測裝置，用于檢測禁止攜帶物品，保護乘客的安全和提高安檢的效率。

本發明并不局限于前述的具體實施方式。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。