[發明專利]群機器人控制器、群機器人控制方法及控制器終端

有效

• 申請號: 201210120095.1
• 申請日: 2012-04-23
• 公開（公告）號: CN102707675A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 秦志強;周少武;朱林;彭建盛;陳國璋
• 申請（專利權）人: 深圳市中科鷗鵬智能科技有限公司;湖南科技大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 深圳市世紀恒程知識產權代理事務所 44287
• 代理人: 胡海國;陳春艷

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，尤其涉及一種群機器人控制器、群機器人控制方法及控制器終端。

背景技術

群機器人是特殊的多機器人系統，由許多無差別的自治機器人組成，具有典型的分布式系統特征。群機器人主要研究能力有限的個體機器人通過交互、協調和控制體現群體智能以合作完成相對復雜的規定任務。對于同樣的任務，若用一個結構復雜、價格昂貴的單體機器人執行，可能難以勝任或效率低下。

群機器人研究的興起源于生物學的啟發，是通常意義上的多機器人系統被賦予群體智能屬性后的新興研究領域。群機器人與分布式自治機器人等術語并非僅是單元數量的標識，群體機器人相互協作的背后所隱藏的有限感知以及局部交互原則才是最基本的。與群機器人對應的控制結構的規模是可變的，從數個單元到成千上萬甚至數百萬個單元，這些單元建立在局部交互和自組織的基礎之上。群機器人系統具有魯棒性、柔性、系統規模的可伸縮性等特點。群機器人要實現群體之間的協調，就必須保證群體之間交流和協商的有效性，以及信息的有效共享。

隨著傳感器技術和移動機器人技術的不斷發展，群機器人的控制技術也得到了進一步的提高。傳統的群機器人控制器主要是針對多機器人的控制，如通過無線網卡作為通信的主要媒介來控制多機器人運動；但利用現有技術對多機器人的控制無法實現群機器人的集體協作、交互和路徑規劃等。

發明內容

本發明的主要目的是提供一種群機器人控制器、群機器人控制方法及控制器終端，旨在控制群機器人進行集體協作和交互并進行路徑規劃，實現群機器人之間的的協作、交互與通信、群優化以及機器人的個體定位和路徑規劃。

本發明公開一種群機器人控制器，包括：

協調層，用于采集單體機器人終端信息；

管理層，用于根據所述單體機器人終端信息，對所述單體機器人終端進行運動規劃和導航；

執行層，用于將所述運動規劃和導航信息發送給所述單體機器人終端，控制所述單體機器人終端進行協作運動。

優選地，所述管理層還用于：根據單體機器人終端信息，通過無線通信模塊調用數據庫對所述單體機器人終端進行運動規劃和導航。

優選地，所述協調層與管理層通過通用串行總線USB接口進行連接，并通過所述無線通信模塊分別與所述執行層進行通訊和數據交換。

優選地，所述執行層通過運動控制模塊、定位模塊、傳感器模塊以及所述無線通信模塊分別與單體機器人終端進行連接，并控制所述單體機器人終端進行運動和協作。

本發明還公開一種控制器終端，包括上述任一項所述的群機器人控制器。

本發明還公開一種群機器人控制方法，所述群機器人控制方法采用所述群機器人控制器進行控制，包括以下步驟：

協調層采集單體機器人終端信息；

管理層根據所述單體機器人終端信息，對所述單體機器人終端進行運動規劃和導航；

執行層將所述運動規劃和導航信息發送給所述單體機器人終端，控制所述單體機器人終端進行協作運動。

優選地，所述管理層根據單體機器人終端信息，對所述單體機器人終端進行運動規劃和導航是通過無線通信模塊調用數據庫實現的。

優選地，所述無線通信模塊調用數據庫的步驟具體包括：

調用單體機器人終端數據庫類的實例化對象，設置所述數據庫進行Mesh網絡組網的通訊速率；

根據所述實例化對象，調用所述數據庫對應的類方法；

判斷調用的所述數據庫對應的類方法是否正確；

若是，則調用所述類方法對應的解析數據包指令，并顯示所述指令。

優選地，所述執行層通過運動控制模塊、定位模塊、傳感器模塊以及無線通信模塊分別與單體機器人終端進行連接，并控制所述單體機器人終端進行運動和協作。

優選地，所述各單體機器人終端通過所述Mesh網絡接收其他單體機器人終端和協調層發送的操作命令及協調信息，并結合自身當前狀態與其他單體機器人終端進行協作。

本發明采用群機器人的預測加權分層信息技術，通過無線通信模塊進行Mesh組網，把群機器人的控制系統與機器人單體的特點有機結合在一起并控制各單體機器人終端進行協作運動的方法，實現了在無人類干預的情況下群機器人之間的協作、交互與通信、群優化以及機器人的個體定位和路徑規劃的有益效果，提高了群機器人集體協作的工作效率和在特殊環境下工作的準確性、穩定性，縮短了群機器人集體執行任務的時間。

附圖說明