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小车如何自动跟人走？解析UWB融合跟随技术
工作人员带着标签向前走，载着物料的小车随后跟进；人员改变方向，小车也相应调整行驶方向。在货架通道内，这种自动跟随方式，让人员引导与物料搬运能够配合进行。
工作人员带着标签向前走，载着物料的小车随后跟进；人员改变方向，小车也相应调整行驶方向。在货架通道内，这种自动跟随方式，让人员引导与物料搬运能够配合进行。
视频展示了锐曼小车自动跟随工作人员的过程。该方案采用FMM-A02/T02与ROS2跟随架构，结合车辆已有的激光定位，目前已完成实车验收。
从技术上看，自动跟随需要依次解决几个问题：跟谁、目标在哪里、小车自身在哪里，以及怎样到达合适的跟随位置。 UWB定位、坐标转换、状态估计、运动控制与导航规划，共同构成了这套系统。
一、UWB找目标，激光定位确定车辆位置
这套方案中，工作人员携带FMM-T02标签，车辆安装FMM-A02跟随模块。两者通过UWB超宽带无线信号交互，获取跟随目标相对车辆的位置信息。
测距提供远近信息，测角提供方向信息。系统据此判断标签位于什么方向、距离车辆多远，为后续控制提供输入。
车辆还需要知道自己在环境中的位置和朝向。这部分由原车已有的激光定位承担，使跟随目标能够与车辆地图、导航系统对齐。
两者的职责可以概括为：
- UWB目标定位：确定人员携带的标签在哪里。
- 车辆激光定位：确定小车自身在环境中的位置与朝向。
本文所说的“融合”，主要体现在这些信息经过坐标统一、位置估计与控制协作，共同支持车辆运动。
二、统一坐标，让车辆正确理解人的位置
跟随模块安装在车上，但模块原点、安装方向与车体控制原点可能存在差异。模块输出的位置，需要经过安装关系转换，才能用于底盘控制。
车辆自身的运动也会影响相对位置。
例如，人站着不动，小车原地转向时，人在车体坐标中的方向仍会变化。系统需要结合车辆运动，区分“人移动了”与“车转动了”带来的影响。
因此，方案会利用ROS2中的坐标变换，将目标位置放到适合连续估计的参考坐标系中；控制时再换算回车辆当前坐标。进入绕障导航时，还需要将目标与地图坐标对齐。
坐标关系正确，后续滤波、转向和路径规划才有可靠依据。
三、卡尔曼滤波，让位置估计更稳定
无线测量可能受到人体遮挡、环境反射和多路径传播影响，出现位置抖动、偶发跳点或短暂缺帧。如果车辆直接追着每一次原始测量变化调整速度，跟随动作容易出现不必要的摆动和启停。
本方案采用卡尔曼滤波，对目标的位置与运动趋势进行估计。其基本过程包括：
预测 → 校验 → 修正
系统先根据此前的运动趋势预测目标位置，再检查新测量与预测是否相容，最后根据测量可信程度更新估计。
这相当于让系统保留一段“运动记忆”：既利用新的位置信息，也考虑目标此前怎样移动。
滤波的作用，是减少可疑测量对控制的直接干扰。可信目标持续缺失时，系统仍需要进入相应的失联处理流程。
四、距离与方向共同决定小车怎样运动
道路畅通时，车辆通过距离和方向两个反馈环组织运动。
距离环根据当前间距与设定跟随距离的偏差，调节前进速度；方向环根据目标方位的偏差，调节转向。方案采用PID控制框架，当前实现主要使用其中的比例、微分作用，根据误差及其变化趋势修正车辆动作。
这两个方向的控制需要协调。例如，目标明显偏向车辆侧面时，前进速度会受到限制，为调整朝向留出空间。不同控制模式之间，也通过速度变化约束衔接，减少突兀的加减速。
跟随距离的设置还需要结合车辆轮廓理解。车体参考点、车头位置与标签佩戴位置存在区别，配置中的距离应与人员空间、车身尺寸及运动过程一起评估。
五、遇到障碍时，导航负责寻找可行路线
跟随系统持续更新人员的当前位置。人员改变路线后，小车需要结合自身尺寸和环境条件，判断怎样接近新的跟随位置。
当直接通道受阻时，方案由Nav2导航参与绕行，主要包含两个层次：
- 路径规划：Smac State Lattice规划器结合车辆运动方式、朝向与轮廓，寻找车辆能够通过的路线。Nav2规划器说明
- 运动控制：MPPI控制器预测不同控制选择带来的运动结果，结合路径、障碍物和目标等因素，持续更新行驶指令。Nav2控制器说明
人员继续移动时，导航目标也会相应更新。绕过障碍、直接通道重新满足条件后，系统再切回直接跟随。
这里需要考虑的是整车能否通过：车辆转弯时，车头、车尾和四角都会扫过一定空间。人员能够侧身通过的间隙，未必适合车辆通行；没有可行路线时，系统需要等待或停车。
六、短时缺帧与持续失联，采用不同处理方式
自动跟随需要处理目标信息暂时缺失的情况。
对于短暂缺帧，方案会在限定条件内利用最后的可信运动趋势进行预测，并逐步限制速度，减少单次数据中断引起的无谓启停。
如果可信目标信息持续缺失，系统则停止向前追踪，并在碰撞保护允许的空间内执行搜索。重新获得标签后，还需要检查目标位置是否稳定、是否满足恢复条件，再选择直接跟随或导航绕行。
因此，短时预测、失联停车和目标重获，是相互衔接的控制机制。急停、环境感知失效及控制权切换，也有各自的处理规则。
七、技术采购应关注整套系统的协作
评估UWB跟随方案，需要同时关注目标定位、车辆定位、运动控制与环境适应能力。
标签怎样佩戴、车载模块怎样安装，会影响目标信息的获取；车辆轮廓、通道条件和载物方式，会影响路线选择；信号缺失、目标重获及急停后的处理逻辑，则影响系统在实际作业中的行为。
锐曼这套方案将UWB目标定位、激光定位、卡尔曼滤波、反馈控制与Nav2导航结合起来，让“知道人在哪里”进一步转化为“组织车辆跟随运动”。对于技术采购而言，理解这些环节如何分工，有助于判断方案与自身搬运流程、现场环境及操作方式是否匹配。
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