[发明专利]一种自主编队移动群体机器人

说明书

本发明提供了一种自主编队移动群体机器人，该移动群体机器人至少由2个机器人组成，拥有两种编队方式，即视觉编队和通信编队，根据需要采用不同的编队方式可以达到不同的目的；每个机器人单体都是一个完整独立的个体，灵活性好，智能化程度高，同时机器人成本低，体积小，稳定性好，性价比高。

技术领域

本发明涉及一种自主编队移动群体机器人。

背景技术

通过认识自然界社会性生物的群体自组织行为，人们展开了群体机器人的研究和应用。群体机器人通过彼此协同在非结构化复杂多变的环境中执行任务时拥有强大的功能扩展性、灵活性、适应性和鲁棒性，能够完成单个或者多个单个机器人组合在一起无法完成的任务，对群体机器人研究和应用的突破能够带来机器人领域革命性的飞跃。

目前对移动群体机器人的研究国内外都处于初级阶段。

国内主要集中于对移动群体机器人的控制系统、控制算法等的理论研究，很少有制作好的移动群体机器人实体公开。如：中国专利申请号201210446510.2介绍的一种“分布式机器人群体协调控制系统”，中国专利申请号201410476318.7介绍的“群体机器人的控制系统”。

国外这方面的研究起步较早，技术更成熟，现在已有成品的移动群体机器人存在。但它们大都存在着要么单个机器人成本低但过于简单，系统功能过于单一，要么单个机器人较复杂而导致群体机器人成本高且非开源，不利于产品的研发和技术交流，没有基于高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用STM32而开发的群体机器人，而能够自主编队的基于STM32的移动群体机器人更是少之又少。例如，哈佛大学生物工程研究所发明的Kilobot机器人的大小跟硬币差不多，每个机器人都装有一个小型微处理器、一个红外传感器以及一个通过震动来完成移动的马达，该机器人通过SDASH算法集群数量能够达到1024个，真正完成了群体机器人自主编队的功能。但是，由于设计人员为了尽可能地降低制造的成本，单个Kilobot机器人的功能过于简单，主要存在如下缺点：采用的震动电机“滑动粘附”的移动方式一方面只能让Kilobot机器人在光滑的反光的平面上运动，另一方面导致了机器人运动速度的无法测量，因而单个机器人不能长时间远距离运动；Kilobot机器人通过接收从桌面上反射红外线的方式实现通信，通信距离不能超过10cm；另外，Kilobot机器人只有一个红外传感器，系统功能单一，只能依靠邻居机器人的合作完成任务。此外，瑞士联合科技院开发的E-PUCK[6]机器人同样也是一个比较著名的群体机器人移动平台，由DSPIC处理器驱动。单个机器人能完成多种任务，应用范围较广，已在四百多所大学和研究院中得到应用。然而，E-PUCK机器人的成本很高，单个机器人的成本为1300美元。对于大多需要多个机器人平台作为研究对象的群体机器人研究人员而言，E-PUCK高昂的费用很难让他们全部承受。

发明内容

为了克服现有的移动群体机器人的缺点，本发明提供了一种自主编队移动群体机器人，该移动群体机器人至少由2个机器人组成，拥有两种编队方式，即视觉编队和通信编队，根据需要采用不同的编队方式可以达到不同的目的；每个机器人单体都是一个完整独立的个体，灵活性好，智能化程度高，同时机器人成本低，体积小，稳定性好，性价比高。

本发明具体是通过以下技术方案来实现的：