[發明專利]以業務應用為驅動的群組機器人通信方法及其應用

在審

• 申請號: 201910457466.7
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN110113795A
• 公開（公告）日: 2019-08-09
• 發明（設計）人: 范玉峰;杜陽;鄭偉;隋虎林;張磊;楊樹峰
• 申請（專利權）人: 應急管理部沈陽消防研究所
• 主分類號: H04W40/02
• 分類號: H04W40/02;H04W40/04;H04N7/18
• 代理公司: 沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207
• 代理人: 鄭賢明

以業務應用為驅動的群組機器人通信方法及其應用，本發明采用Mesh網絡作為一個無線多跳網絡，基于RSSI進行調整的方式，將業務應用需求與RSSI結合，為數據傳輸找到一條鏈路帶寬最優的鏈路，實現了網絡去中心化，具有動態路由、網絡自治愈、自組織等優異特性，基于呈網狀分布的眾多無線接入點間的相互合作、同步。本發明采用的以業務應用為驅動的群組機器人通信方法及其應用，在機器人群組通信中進行應用具有較好的適用性。

技術領域

本發明涉及機器人通信領域，用于將群組機器人采集的圖像數據進行無線傳輸以及遠程控制群組機器人完成某一特定任務，特別適用于一種以業務應用為驅動的群組機器人Mesh通信系統及通信方法。

背景技術

隨著信息通信技術與傳感技術的迅速發展，機器人在危險區域勘察、搜救、作業等方面的應用越來越普遍，特別是應急救援機器人在武裝沖突、恐怖襲擊中發揮了重要的作用。

由于群組機器人應用場景的作業面大、作業難度也較大，因此完成某一特定任務常常需要多個機器人相互協作，在這一過程中通信系統的有效性對于任務的成敗起到了決定性作用，這也就對群組機器人通信系統的數據同步、動作同步提出了較高的要求。傳統群組機器人通信系統大都是基于“星形”網絡構架，即由一個中心通信控制節點和若干個通信終端節點構成，在這種網絡構架中通信覆蓋范圍由中心通信控制節點決定，一旦通信終端節點超出中心通信控制節點的覆蓋范圍，就會導致通信中斷；同時在此種網絡構架下，通信與傳輸業務是分離的，數據傳輸是發生在物理鏈路層，業務是發生在應用層，例如：在進行視頻信息傳輸時，中心通信控制節點不會考慮網絡的容量是否能夠滿足業務需求，只要傳輸鏈路存在就會自動進行數據傳輸，這在鏈路帶寬受限的情況下極容易發生網絡擁塞，從而也會導致通信中斷。

基于以上分析，現有的群組機器人通信系統有兩方面的弊端：

1)通信覆蓋范圍受限于通信控制節點的覆蓋半徑，通信終端節與通信控制節點之間只存在一條通信鏈路，鏈路穩定性不能保障，容易發生通信中斷；

2)通信與業務分離的應用模式，由于通信不了解業務的應用需求，在發生大量數據傳輸時極易發生因為網絡擁塞導致的通信癱瘓。

發明內容

針對上述問題，本發明提供了一種以業務應用為驅動的群組機器人通信方法及其應用，本發明有別于傳統的“星型”網絡構架，采用Mesh網絡作為一個無線多跳網絡，實現了網絡去中心化，具有動態路由、網絡自治愈、自組織等優異特性，基于呈網狀分布的眾多無線接入點間的相互合作、同步，在機器人群組通信中進行應用具有較好的適用性。

為了實現上述目的，本發明創造采用的技術方案為：以業務應用為驅動的群組機器人通信方法，其步驟為：

1)在群組機器人危險作業區域之外設有操控中心，危險作業區域內設有偵查機器人群組和救援機器人群組；

2)操控中心Mesh通信節點與危險作業區域內的機器人Mesh通信節點建立具有多路鏈路的無線鏈路連接；機器人Mesh通信節點與鄰近機器人Mesh通信節點建立無線鏈路連接；

3)位于危險作業區域內的機器人將各自收集的現場圖像通過現場Mesh鏈路回傳到群組機器人遠程操控中心，回傳過程中根據業務應用需求進行動態鏈路調整；

4)操控中心操作人員根據每個機器人傳回的圖像，判斷給出機器人下一步操作的指令；

5)接收群組機器人遠程操控中心傳出的操作指令，在危險作業區域內替代人類完成作業任務；

所述的群組機器人中包括有偵查機器人和救援機器人，偵查機器人用于現場作業環境采集，并利用現場無線網絡實現圖像回傳；救援類機器人用于救援任務，執行群組機器人遠程操控中心操作人員下達的各類救援指令；偵查機器人的通信業務優先級高于救援機器人。

所述的步驟2)-3)中，Mesh通信節點的Mesh路由算法具體為：