[發明專利]一種工業物聯網增強定位下自主移動機群協同控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 201810431988.5
• 申請日: 2018-05-08
• 公開（公告）號: CN108445744A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 辛改芳;朱俊;唐靜;裴志堅;史新民
• 申請（專利權）人: 常州信息職業技術學院
• 主分類號: G05B11/42
• 分類號: G05B11/42
• 代理公司: 常州易瑞智新專利代理事務所(普通合伙) 32338
• 代理人: 徐琳淞

本發明公開了一種工業物聯網增強定位下自主移動機群協同控制系統及其控制方法，其中工業物聯網增強定位下自主移動機群協同控制系統包括控制中心；第一無線收發模塊，與控制中心連接；第二無線收發模塊，設置于自主移動機上并與第一無線收發模塊通信連接；無線傳感節點，設置于室內工作環境中并與控制中心連接，基于多個無線傳感節點構成無線傳感器網絡，慣性傳感器，設置于自主移動機上并與第二無線收發模塊連接，視覺圖像傳感器，設置于自主移動機上并與第二無線收發模塊連接，伺服控制器，設置于自主移動機上并與第二無線收發模塊連接。本發明具有定位精確，能夠實時控制機群等特點。

技術領域

本發明涉及一種工業物聯網增強定位下自主移動機群協同控制系統及其控制方法。

背景技術

隨著機器人技術、計算機技術以及先進控制技術向制造領域的滲透，越來越多的工廠進行機器人智能化的改造，形成以自主移動機群代替部分人力密集型工作的階段。工廠生產車間作業過程復雜多變，包括存在多種型號的零部件和執行機構、包含固液多態的生產物料以及工人、零件、工具、物料到產品的多種生產要素，同時對于制造工廠存在多種技術或者多種設備作業裝配的智能化改造。因此為了實現工廠的智能制造，如何在大規模工業傳感網感知下進行自主移動機群網絡構建、實時定位以及協同控制成為了一個重要的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種工業物聯網增強定位下自主移動機群協同控制系統及其控制方法，以實現在大規模工業傳感網感知下進行自主移動機群的網絡構建、實時定位以及協同控制。

實現本發明目的的技術方案是：

一種工業物聯網增強定位下自主移動機群協同控制系統，包括控制中心；第一無線收發模塊，與控制中心連接；第二無線收發模塊，設置于自主移動機上并與第一無線收發模塊通信連接；無線傳感節點，設置于室內工作環境中并與控制中心連接，基于多個無線傳感節點構成無線傳感器網絡，用于判斷自主移動機在室內工作環境中的實時位置；慣性傳感器，設置于自主移動機上并與第二無線收發模塊連接，并用于自主移動機在工作環境的連續位姿檢測；視覺圖像傳感器，設置于自主移動機上并與第二無線收發模塊連接，并用于自主移動機在工作環境對三維構建與預先構建地圖庫的匹配識別；伺服控制器，設置于自主移動機上并與第二無線收發模塊連接，并用于提供自主移動機行走的控制信號。

進一步地，所述無線傳感節點包括無線編碼產生電路和無線解碼產生電路。

進一步地，所述慣性傳感器包括三軸線加速度模塊和三軸角加速度模塊，所述三軸線加速度模塊和三軸角加速度模塊均與第二無線收發模塊連接。

進一步地，所述視覺圖像傳感器包括CCD攝像機模塊和圖像采集卡模塊，所述CCD攝像機模塊、圖像采集卡模塊和第二無線收發模塊依次連接。

進一步地，還包括北斗定位接收器，設置于自主移動機上并與第二無線收發模塊連接，并用于發送自主移動機在室外工作環境中的實時位置。

進一步地，所述北斗定位接收器包括有源天線模塊和去噪轉換模塊，所述有源天線模塊、去噪轉換模塊和第二無線收發模塊依次連接。

一種工業物聯網增強定位下自主移動機群協同控制方法，包括以下步驟，

S1：通過視覺圖像傳感器對工作環境進行圖像采集，在對采集圖像進行分割基礎上得到圖像邊界輪廓點的順序編碼，提取圖像中特征角點的邊緣，通過三維坐標計算對特征點進行三維構建，得到非幾何結構在定位空間的坐標；

S2：通過無線傳感節點間的無線信號測試集建立信號指紋庫，建立不同環境不同距離下無線信號補償系數來增強無線測距性能，采用三軸線加速度模塊和三軸角加速度模塊跟無線收發模塊相結合來對自主移動機群位置進行航跡推算，避免含噪無線信號對自主移動機群位置輸出引入較大的定位誤差；

S3：通過無線傳感節點、慣性傳感器和北斗定位接收器解算出自主移動機群的精確位置和姿態；