一种自主运行机器集群行走导航控制方法 |
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申请号 | CN201710799660.4 | 申请日 | 2017-09-07 | 公开(公告)号 | CN107402575A | 公开(公告)日 | 2017-11-28 |
申请人 | 南京昱晟机器人科技有限公司; | 发明人 | 邵根顺; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种自主运行机器集群行走导航控制方法,其包括设定 机器人 运行阵列,机器人主控 节点 配置,编定机器人运行程序及机器人运行等四个步骤。本发明实施成本低廉,控制进度高,一方面有效的满足多台机器人集群大范围运行作业的需要,提高了机器人运行过程中运行的自主性和场地适应性,并可有效避免多台机器人同步运行时易发生的碰撞及拥堵现象,从而极大提高了多台机器人同步运行作业是的运行 稳定性 和可靠性,另一方面有效的简化了传统的多台机器人运行时控制系统,降低控制系统的成本,提高了控制数据交互的效率。 | ||||||
权利要求 | 1.一种自主运行机器集群行走导航控制方法,其特征在于,所述的自主运行机器集群行走导航控制方法包括以下步骤: |
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说明书全文 | 一种自主运行机器集群行走导航控制方法技术领域背景技术[0002] 随着机器人设备在日常生活和工作中,机器人设备得到了越来越多的应用,尤其是多台机器人在大范围内进行同步自主移动作业对当前众多领域均有着重要的意义,当前在进行多台机器人同步运行过程中,往往是通过分别对各机器人进行数据采集和同步运行控制的方法进行操控,这种方式虽然可以满足使用需要,但控制成本行对较高,控制精度相对较差,为了克服这一问题,当前出现了对多台机器人中其中一台或几台直接进行控制,然后由直接控制的机器人对其余机器人进行数据传递控制的新型控制系统,这种控制系统虽然可一定程度降低多台机器人控制作业的控制成本,但对各机器人控制间的协调性和各机器人自主运行的灵活性方面均存在较大的缺陷,因此依然无法有效解决多台机器人控制运行时易出现的碰撞、拥堵现象,同时以易出现各机器人在运行过程中通讯信号相互干扰及通讯信号传递速率低下等原因造成控制滞后现象,从而严重影响了多台机器人同步运行作业的可靠性和稳定性,因此针对这一现象,迫切需要开发一种机器人集群控制方法,以满足实际使用的需要。 发明内容[0003] 本发明目的就在于克服上述不足,提供一种自主运行机器集群行走导航控制方法。 [0004] 为实现上述目的,本发明是通过以下技术方案来实现: [0005] 一种自主运行机器集群行走导航控制方法,其包括以下步骤: [0006] 第一步,设定机器人运行阵列,根据作业需要,首先设定集群运行机器人群的整体数量,并统一为每台机器人分配相互独立的通讯地址,然后根据机器人运行数量、运行活动范围内场地结构情况,设定集群运行机器人群在运行过程中的排列阵列方案,并根据排列阵列方案规划各机器人运行过程中的自主滑动范围; [0007] 第二步,机器人主控节点配置,在完成第一步作业后,从集群运行机器人群中选择若干台机器人作为子控制中继服务节点,选定至少一台机器人作为主控制服务节点,然后以各控制中继服务节点机器人为基准,在各控制中继服务节点机器人周围排布剩余各机器人运行位置,并以每一个控制中继服务节点机器人与其周围若干机器人间构成一个数据控制组,将第一步设定的排列阵列方案分割为至少两个数据控制组,且各数据控制组均环绕主控制服务节点分布; [0008] 第三步,编定机器人运行程序,完成第二步后,首先根据集群运行机器人群运行过程中的使用要求,结合第一步中的排列阵列方案设定集群运行机器人群中每个机器人各自独立的运行程序,然后为集群运行机器人群中的各机器人编订相应的避障程序和应急停止运行程序并分别下载到各机器人中; [0009] 第四步,机器人运行,在完成第三步作业后,一方面由各机器人根据第三步下载的程序进行运行操作,在进行操作作业的同时,各数据控制组中的机器人均将数据反馈到该数据控制组中的子控制中继服务节点机器人处,然后由子控制中继服务节点机器人将数据输送至主控制服务节点机器人处,再由主控制服务节点机器人与远程控制系统间进行数据通讯,实现集群运行机器人群运行过程中各机器人运行状态参数监控的目的,另一方面在集群运行机器人群运行中,首先由远程控制系统将运行控制数据传输至主控制服务节点机器人处,然后再由主控制服务节点机器人将运行控制数据分配到各相应的数据控制组的子控制中继服务节点机器人处,最后通过子控制中继服务节点将控制数据传输只指定通讯地址的机器人处,实现对机器人运行状态进行动态调整。 [0010] 进一步的,第一步中,相邻两台机器人间设宽度为20—50厘米的隔离间隙。 [0011] 进一步的,所述的数据控制组中的子控制中继服务节点机器人,均设一个第一序列子控制中继服务节点机器人和至少一个第二序列子控制中继服务节点机器人,并在第一序列子控制中继服务节点机器人停止运行时,由第二序列子控制中继服务节点机器人代替第一序列子控制中继服务节点机器人进行运行,所述的主控制服务节点机器人至少两个,其中一个为第一序列主控制服务节点机器人,剩余为第二序列主控制服务节点机器人,并在第一序列主控制服务节点机器人停止运行时,由由第二序列主控制中继服务节点机器人代替第一序列主控制中继服务节点机器人进行运行。 [0012] 进一步的,所述的第三步在编订避障程序和应急停止运行程序时,首先结合机器人自身定位系统和障碍物检测设定单个机器人障碍物检测程序和避障运行程序,同时编订机器人因外部因素停机及内部故障停机预警程序,然后根据单个机器人避障程序和应急停止运行程序编订各数据控制组的避障程序和应急停止运行程序。 [0013] 本发明实施成本低廉,控制进度高,一方面有效的满足多台机器人集群大范围运行作业的需要,提高了机器人运行过程中运行的自主性和场地适应性,并可有效避免多台机器人同步运行时易发生的碰撞及拥堵现象,从而极大提高了多台机器人同步运行作业是的运行稳定性和可靠性,另一方面有效的简化了传统的多台机器人运行时控制系统,降低控制系统的成本,提高了控制数据交互的效率。附图说明 [0014] 图1为本发明方法流程示意图。 具体实施方式[0015] 如图1所示,一种自主运行机器集群行走导航控制方法,其包括以下步骤: [0016] 第一步,设定机器人运行阵列,根据作业需要,首先设定集群运行机器人群的整体数量,并统一为每台机器人分配相互独立的通讯地址,然后根据机器人运行数量、运行活动范围内场地结构情况,设定集群运行机器人群在运行过程中的排列阵列方案,并根据排列阵列方案规划各机器人运行过程中的自主滑动范围; [0017] 第二步,机器人主控节点配置,在完成第一步作业后,从集群运行机器人群中选择若干台机器人作为子控制中继服务节点,选定至少一台机器人作为主控制服务节点,然后以各控制中继服务节点机器人为基准,在各控制中继服务节点机器人周围排布剩余各机器人运行位置,并以每一个控制中继服务节点机器人与其周围若干机器人间构成一个数据控制组,将第一步设定的排列阵列方案分割为至少两个数据控制组,且各数据控制组均环绕主控制服务节点分布; [0018] 第三步,编定机器人运行程序,完成第二步后,首先根据集群运行机器人群运行过程中的使用要求,结合第一步中的排列阵列方案设定集群运行机器人群中每个机器人各自独立的运行程序,然后为集群运行机器人群中的各机器人编订相应的避障程序和应急停止运行程序并分别下载到各机器人中; [0019] 第四步,机器人运行,在完成第三步作业后,一方面由各机器人根据第三步下载的程序进行运行操作,在进行操作作业的同时,各数据控制组中的机器人均将数据反馈到该数据控制组中的子控制中继服务节点机器人处,然后由子控制中继服务节点机器人将数据输送至主控制服务节点机器人处,再由主控制服务节点机器人与远程控制系统间进行数据通讯,实现集群运行机器人群运行过程中各机器人运行状态参数监控的目的,另一方面在集群运行机器人群运行中,首先由远程控制系统将运行控制数据传输至主控制服务节点机器人处,然后再由主控制服务节点机器人将运行控制数据分配到各相应的数据控制组的子控制中继服务节点机器人处,最后通过子控制中继服务节点将控制数据传输只指定通讯地址的机器人处,实现对机器人运行状态进行动态调整。 [0020] 本实施例中,第一步中,相邻两台机器人间设宽度为20—50厘米的隔离间隙。 [0021] 本实施例中,所述的数据控制组中的子控制中继服务节点机器人,均设一个第一序列子控制中继服务节点机器人和至少一个第二序列子控制中继服务节点机器人,并在第一序列子控制中继服务节点机器人停止运行时,由第二序列子控制中继服务节点机器人代替第一序列子控制中继服务节点机器人进行运行,所述的主控制服务节点机器人至少两个,其中一个为第一序列主控制服务节点机器人,剩余为第二序列主控制服务节点机器人,并在第一序列主控制服务节点机器人停止运行时,由由第二序列主控制中继服务节点机器人代替第一序列主控制中继服务节点机器人进行运行。 [0022] 本实施例中,所述的第三步在编订避障程序和应急停止运行程序时,首先结合机器人自身定位系统和障碍物检测设定单个机器人障碍物检测程序和避障运行程序,同时编订机器人因外部因素停机及内部故障停机预警程序,然后根据单个机器人避障程序和应急停止运行程序编订各数据控制组的避障程序和应急停止运行程序。 [0023] 本发明实施成本低廉,控制进度高,一方面有效的满足多台机器人集群大范围运行作业的需要,提高了机器人运行过程中运行的自主性和场地适应性,并可有效避免多台机器人同步运行时易发生的碰撞及拥堵现象,从而极大提高了多台机器人同步运行作业是的运行稳定性和可靠性,另一方面有效的简化了传统的多台机器人运行时控制系统,降低控制系统的成本,提高了控制数据交互的效率。 |