[发明专利]一种移动机器人无线集群系统及神经网络视觉导航方法

说明书

本发明公开了一种移动机器人无线集群系统及神经网络视觉导航方法，包括中央管理计算机、无线AP服务器和多个移动机器人，每个移动机器人均包括车体和控制模块，控制模块设置在车体上，控制模块包括无线EPA客户端、微处理器和相机；中央管理计算机与移动机器人的微处理器之间数据交互通过无线AP服务器与无线EPA客户端实现无线通讯，各移动机器人之间可以经由无线AP服务器进行无线通讯，避免冲突，共同完成任务，提高工作效率，突破传统上移动机器人单向接收中央管理计算机控制的局限性。实时采集移动机器人所在环境下的道路图像，识别图像中的标识符并跟踪图像中的道路线边缘，可以显著地简化移动机器人的控制和跟踪方法，提高系统的鲁棒性。

技术领域

本发明涉及移动机器人调度技术领域以及视觉导航领域，尤其涉及一种移动机器人无线集群系统及神经网络视觉导航方法。

背景技术

移动机器人能有效的节约生产时间，大幅度提高生产效率，降低人工劳动成本，在汽车、食品、印刷、物料运输等多个行业有着广泛的应用需求。

移动机器人一项关键技术是导航技术，移动机器人导航已经有多种方式，例如惯性导航、磁带导航、激光导航和机器视觉导航。不同导航方式的移动机器人具有各自的特点，并决定了所构成物流系统的柔性程度及成本费用。机器视觉导航技术与惯性导航相比，具有控制性能好、算法简单等优点；与磁带导航相比，具有路径维护和改造更加方便灵活、不受电磁场干扰等优点；与激光导航方式相比，具有成本较低、系统构建更加容易等优点。所以机器视觉导航移动机器人具有较高的实用价值和广阔的应用前景。

现有的基于二维码及导航带的视觉导航方法虽然简单、快速，但是由于移动机器人实际应用场景中二维码容易被灰尘或污渍影响从而导致二维码读取成功率下降。现有的基于RFID及导航带的视觉导航方法成本较高，从而限制了该导航方法的推广应用。

随着“工业4.0”概念下提出的“智慧工厂”的日益发展，企业对生产现场的设备进行远程监控有迫切需求。移动机器人因工作性质需作位置变换，作为管理端的计算机若要对多个移动机器人进行监控，采用无线通讯是较好选择。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、操作便捷的移动机器人无线集群系统及神经网络视觉导航方法。

本发明通过下述技术方案实现：

一种移动机器人无线集群系统，包括中央管理计算机1、无线AP服务器2和多个移动机器人3，所述中央管理计算机与无线AP服务器通过网线连接实现数据交互，无线AP服务器与移动机器人通过无线传输实现数据交互；

每个移动机器人均包括车体和控制模块。控制模块设置在车体上，所述控制模块包括无线EPA客户端4、微处理器5和相机6；无线EPA客户端4与无线AP服务器2通过无线连接实现数据交互，无线EPA客户端4与微处理器5通过网线连接实现数据交互，相机6与微处理器5通过有线连接实现数据交互。

工作原理：中央管理计算机与移动机器人的微处理器之间数据交互是通过无线AP服务器与无线EPA客户端实现无线通讯的，中央管理计算机向移动机器人发出查询及调度指令，移动机器人在收到指令后返回当前状态数据并执行相应工作指令。各个移动机器人之间也可以经由无线AP服务器进行相互通讯。

优选的，所述无线AP服务器与无线EPA客户端采用TCP/IP网络通讯协议。

优选的，所述中央管理计算机向移动机器人发出的数据和指令采用Modbus TCP协议进行编译。

优选的，所述微处理器选用ARM Cortex-a8、ARM Cortex-a9、ARM Cortex-a12、ARMCortex-a15。

优选的，所述相机采用USB相机、CCD相机。

一种神经网络视觉导航方法，其包括如下步骤：