[发明专利]一种多异构移动机器人控制系统

权利要求书

1.一种多异构移动机器人控制系统，其特征在于，由异构移动机器人通用控制层、异构设备执行层、上位机终端层三个部分构成；异构设备执行层由异构移动机器人构成，异构移动机器人的异构控制器之间能够运行同一套控制算法组态程序，并且不同类型的异构移动机器人之间可实时的实现控制数据的共享和同步；

所述异构移动机器人通用控制层由通用控制器构成，负责处理包括多机器人的任务调度、异构集成、智能算法在内的复杂任务计算，通用控制器部署一个或多个内部结构完全相同的虚拟控制器，用以实现数据交互与共享内存，同时通用控制器的内部设计有多通信协议的驱动接口，用以完成通用控制器与异构移动机器人驱动器之间的通讯；

上位机终端层与异构移动机器人通用控制层采用C/S架构，上位机终端层的终端为客户端，通用控制器为服务端，两者采用socket通信机制，以标准的TCP/IP Socket库为基础建立双向的通信连接；通用控制器能够与异构移动机器人通过以下两种方式连接：

方式一：通用控制器调用内部多协议驱动接口与异构移动机器人建立通信连接：异构移动机器人与通用控制器的通讯按照C/S的架构进行，异构移动机器人为服务端，通用控制器为客户端，二者通过无线局域网建立连接，采用预定的数据协议对发送和接收的数据进行封包和解析；通用控制器能够满足以预定时间间隔发送异构移动机器人运动控制指令，并收回相应的状态反馈数据；当通用控制器发送实时监控指令时，能够回收的数据包括异构移动机器人当前的坐标系和偏航状态、异构移动机器人实时位置与姿态位置、速度与加速度状态、激光传感器信息、惯性传感器信息、视觉传感器信息；当通用控制器将控制策略计算结果转换成异构移动机器人的运动指令，并向异构移动机器人发送运动控制指令时，通讯驱动会把虚拟控制器中相应的输出数据按照预定的格式打包送出，这些数据包括通讯数据类型、目标坐标、目标转角、指定电机转角角度、脉冲数、控制任务编号及控制任务指令；

方式二：虚拟控制器能够内嵌于异构移动机器人的异构控制系统中，并在异构移动机器人控制器中开辟内存区，利用虚拟控制器的数据读取接口调用异构移动机器人应用程序编程接口获取异构移动机器人状态信息至虚拟控制器的内存区中，由于虚拟控制器具备数据可交互，结构一致性的特点，因此可将状态数据共享至通用控制器中的虚拟控制器中；类似的，异构移动机器人中的数据写入接口通过调用异构移动机器人应用程序编程接口，将通用控制器的控制数据写入异构移动机器人控制应用程序中；

所述异构移动机器人是指不同制造商生产的不同的移动机器人，每台异构移动机器人由多个轮子以及多个电机驱动模块构成，用于驱动异构移动机器人到达指定位置，每个异构移动机器人具备多传感器，用于环境预测；每个异构移动机器人的软硬件平台均不相同；

所述异构控制器指的是不同厂商生产的不同型号的控制平台，每个异构控制器的软硬件平台均不相同；每个异构控制器均由计算模块、内存区域、通信模块构成，且品牌、型号和数量均可由用户自主选定；每个异构控制器的功能是用于：A、执行来自异构移动机器人通用控制层的控制指令；B、计算每个异构移动机器人的导航目标点；C、采集由异构移动机器人的传感器而来的异构移动机器人的实时状态数据；

所述上位机终端层为异构移动机器人控制算法逻辑组态软件和人机交互组态软件，采用图形化的方式组态异构移动机器人控制算法程序，并可离线或在线下载至异构移动机器人通用控制层中计算执行；逻辑组态软件可同时控制多台异构移动机器人；所述人机交互组态软件用于编写控制系统的人机交互组态程序，通过程序界面，用户可以实时地监控和分析各个异构移动机器人工作任务的执行情况。