[发明专利]群机器人控制器、群机器人控制方法及控制器终端

说明书

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种群机器人控制器、群机器人控制方法及控制器终端。

背景技术

群机器人是特殊的多机器人系统，由许多无差别的自治机器人组成，具有典型的分布式系统特征。群机器人主要研究能力有限的个体机器人通过交互、协调和控制体现群体智能以合作完成相对复杂的规定任务。对于同样的任务，若用一个结构复杂、价格昂贵的单体机器人执行，可能难以胜任或效率低下。

群机器人研究的兴起源于生物学的启发，是通常意义上的多机器人系统被赋予群体智能属性后的新兴研究领域。群机器人与分布式自治机器人等术语并非仅是单元数量的标识，群体机器人相互协作的背后所隐藏的有限感知以及局部交互原则才是最基本的。与群机器人对应的控制结构的规模是可变的，从数个单元到成千上万甚至数百万个单元，这些单元建立在局部交互和自组织的基础之上。群机器人系统具有鲁棒性、柔性、系统规模的可伸缩性等特点。群机器人要实现群体之间的协调，就必须保证群体之间交流和协商的有效性，以及信息的有效共享。

随着传感器技术和移动机器人技术的不断发展，群机器人的控制技术也得到了进一步的提高。传统的群机器人控制器主要是针对多机器人的控制，如通过无线网卡作为通信的主要媒介来控制多机器人运动；但利用现有技术对多机器人的控制无法实现群机器人的集体协作、交互和路径规划等。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种群机器人控制器、群机器人控制方法及控制器终端，旨在控制群机器人进行集体协作和交互并进行路径规划，实现群机器人之间的的协作、交互与通信、群优化以及机器人的个体定位和路径规划。

本发明公开一种群机器人控制器，包括：

协调层，用于采集单体机器人终端信息；

管理层，用于根据所述单体机器人终端信息，对所述单体机器人终端进行运动规划和导航；

执行层，用于将所述运动规划和导航信息发送给所述单体机器人终端，控制所述单体机器人终端进行协作运动。

优选地，所述管理层还用于：根据单体机器人终端信息，通过无线通信模块调用数据库对所述单体机器人终端进行运动规划和导航。

优选地，所述协调层与管理层通过通用串行总线USB接口进行连接，并通过所述无线通信模块分别与所述执行层进行通讯和数据交换。

优选地，所述执行层通过运动控制模块、定位模块、传感器模块以及所述无线通信模块分别与单体机器人终端进行连接，并控制所述单体机器人终端进行运动和协作。

本发明还公开一种控制器终端，包括上述任一项所述的群机器人控制器。

本发明还公开一种群机器人控制方法，所述群机器人控制方法采用所述群机器人控制器进行控制，包括以下步骤：

协调层采集单体机器人终端信息；

管理层根据所述单体机器人终端信息，对所述单体机器人终端进行运动规划和导航；

执行层将所述运动规划和导航信息发送给所述单体机器人终端，控制所述单体机器人终端进行协作运动。

优选地，所述管理层根据单体机器人终端信息，对所述单体机器人终端进行运动规划和导航是通过无线通信模块调用数据库实现的。

优选地，所述无线通信模块调用数据库的步骤具体包括：

调用单体机器人终端数据库类的实例化对象，设置所述数据库进行Mesh网络组网的通讯速率；

根据所述实例化对象，调用所述数据库对应的类方法；

判断调用的所述数据库对应的类方法是否正确；

若是，则调用所述类方法对应的解析数据包指令，并显示所述指令。

优选地，所述执行层通过运动控制模块、定位模块、传感器模块以及无线通信模块分别与单体机器人终端进行连接，并控制所述单体机器人终端进行运动和协作。

优选地，所述各单体机器人终端通过所述Mesh网络接收其他单体机器人终端和协调层发送的操作命令及协调信息，并结合自身当前状态与其他单体机器人终端进行协作。

本发明采用群机器人的预测加权分层信息技术，通过无线通信模块进行Mesh组网，把群机器人的控制系统与机器人单体的特点有机结合在一起并控制各单体机器人终端进行协作运动的方法，实现了在无人类干预的情况下群机器人之间的协作、交互与通信、群优化以及机器人的个体定位和路径规划的有益效果，提高了群机器人集体协作的工作效率和在特殊环境下工作的准确性、稳定性，缩短了群机器人集体执行任务的时间。

附图说明