[發明專利]一種多移動機器人協同轉運控制方法及系統

有效

• 申請號: 202010215122.8
• 申請日: 2020-03-24
• 公開（公告）號: CN111399509B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 陳建魁;岳曉;金卓鑫
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 孔娜;李智

1.一種多移動機器人協同轉運控制方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1)在多個機器人子系統中任選兩個機器人子系統構成協商領航層，剩余的機器人子系統構成跟隨層；其中被選中的兩個機器人子系統分別命名為機器人子系統1及機器人子系統2，且兩者用于協商領航，其余機器人子系統跟隨以協同搬運；

(2)下發搬運指令到每個機器人子系統，所述機器人子系統1及所述機器人子系統2同時接收指令后根據工件的目的地分別計算各自的目標位姿，并依據環境信息進行路徑規劃；

(3)所述機器人子系統1及所述機器人子系統2分別依據各自的路徑規劃及位姿計算得到速度控制量；

(4)所述機器人子系統1或者所述機器人子系統2獲取所述機器人子系統2或者所述機器人子系統1的位姿及速度控制量，并將獲取的數據與自身位姿及速度控制量進行對比計算，以協商確定沿工件方向的共同速度；

(5)所述機器人子系統1及所述機器人子系統2分別依據所述共同速度對各自原速度控制量進行修正以達到協同運行；同時，跟隨層的機器人子系統以協商領航層的兩個機器人子系統為目標以保證自身與協商領航層的兩個機器人子系統的相對距離不變而進行動作控制，由此多個機器人子系統協同完成工件轉運；

機器人子系統1或機器人子系統2依據接收到的搬運指令來確定工件搬運的目的位姿[x_g,y_g,θ_g]，繼而通過信息分析計算得到自身需到達的目標位姿[x_1g,y_1g,θ_1g]或[x_2g,y_2g,θ_2g]，其中，機器人子系統1的目標位姿采用以下公式進行計算：

當機器人子系統1位于前端時，

當機器人子系統1位于后端時，

式中，[x_g,y_g,θ_g]為調度系統所要求貨物放置的位置姿態，即目的位姿；d₁為機器人子系統1的支撐貨架到工件中心的距離。

2.如權利要求1所述的多移動機器人協同轉運控制方法，其特征在于：協商領航層的機器人子系統根據自身的位姿信息及需到達的目標位姿進行路徑f(x,y)的規劃和行駛速度V的規劃，行駛速度V采用以下公式來計算得出：

(i)當且時，

(ii)當且時，

其中，V₀為針對輪式機器人預設的減速截止速度，且表示對應的減速時間，表示對應的減速距離，t表示時間變量；V_max和a_max分別為針對輪式機器人預設的行駛最大速度和行駛最大加速度；為機器人的剩余行駛距離；(x_g,y_g)和(x,y)分別為目標坐標和機器人當前位置坐標。

3.如權利要求2所述的多移動機器人協同轉運控制方法，其特征在于：協商領航層的機器人子系統以自身位姿與規劃路徑f(x,y)上點的誤差為輸入，并按照行駛速度V計算出使得機器人子系統按照規劃路徑進行運動的左右車輪速度控制量[v_l,v_r]，速度控制量[v_l,v_r]采用以下公式來計算得出：

其中，V為機器人的行駛速度，機器人子系統的規劃模塊已進行規劃；L為機器人左右車輪之間的距離；k₁和k₂為控制參數，其值依據實際情況在0.1至2之間進行調整；Δy為機器人當前位置與預設軌跡的橫向誤差；Δθ為機器人當前姿態與追蹤點姿態的角度差值。