[发明专利]一种虚实结合的多机器人应用测试平台及测试方法

权利要求书

1.一种虚实结合的多机器人应用测试平台，包括：

作为底层通讯模块的蓝牙通信子系统；

用于与多个机器人交互的分层级的基础控制子系统；

所述基础控制子系统包括：个体机器人监控模块、相对位置监控模块、节点管理模块和控制算法模块；具体为：

B21.个体机器人监控模块包括ROS消息系统，通过ROS消息系统监听集群中的个体机器人控制信息，并把控制信息通过控制算法转换为具体的移动命令，然后通过ROS消息系统将移动命令发送给蓝牙通讯控制子系统；

B22.相对位置监控模块通过使用ROS的坐标转换系统，以相机坐标系为基础获取机器人和移动目标位置点的相对位置确定的标定二维码的相对位置，并使得位置在标定二维码确定的安全范围内；

B23.节点管理模块用于启动多个个体机器人监控模块并监控模块运行状况；

B24.控制算法模块用于基于当前机器人位置和目标点位置计算得到机器人的移动控制信息，并通过ROS消息系统把控制信息发送给个体机器人监控模块；

用户交互子系统：包括地图绘制模块、用户交互界面、键盘控制模块和图案形成示例计算模块；

内置多机器人应用模块：包括一个中心化同步的圆形成计算模块，用于验证平台的正确性和性能；

测试平台还包括一个外部监控摄像头模块，用于实时监控实验平台的运行状况以及各个机器人位置。

2.如权利要求1所述虚实结合的多机器人应用测试平台，其特征是，所述蓝牙通信子系统将一个本地串行端口与个体机器人上的MAC地址绑定，通过读写操作系统串行端口与机器人交互，发布运动控制命令和读取传感器数据，并动态监控连接的通信状况。

3.如权利要求1所述虚实结合的多机器人应用测试平台，其特征是，所述控制算法模块内置基础的PID控制算法，或通过控制算法模块内部预留的接口使用自定义的控制算法。

4.如权利要求3所述虚实结合的多机器人应用测试平台，其特征是，所述用户交互子系统为使用者与实验平台交互的界面，具体为：

B31.所述用户交互界面采用实时交互的图形界面，可通过使用鼠标控制实验平台或通过图像和地图观察平台运行状况；

B32.所述图案形成示例计算模块包括图案形成算法库，通过接口使用自定义图案形成算法；

B33.所述键盘控制模块是一个交互接口，通过监听键盘事件向机器人发送命令，使得通过键盘对机器人进行控制；

B34.所述地图绘制模块用于根据获取的平台信息绘制和更新平台的二维地图，包括机器人的位置和目标位置。

5.如权利要求1所述虚实结合的多机器人应用测试平台，其特征是，所述摄像头监控子系统包括外部摄像头和二维码识别模块；通过外部摄像头获得测试平台的外部图像，使用二维码识别模块识别机器人的二维码位置和边界二维码的位置，再通过ROS操作系统中的消息格式和坐标转换系统发布每个个体机器人的位置信息。

6.如权利要求1所述虚实结合的多机器人应用测试平台，其特征是，测试平台的控制中心为一个英特尔NUC7i7BNH迷你主机。

7.如权利要求6所述虚实结合的多机器人应用测试平台，其特征是，测试平台的系统环境是Ubuntu16.04，i7-7567U@3.5GHz*2；内存为8G；和/或，外部监控摄像头为华硕Xtion深度摄像头。

8.如权利要求1所述虚实结合的多机器人应用测试平台，其特征是，实验平台的大小为65厘米x75厘米；摄像头高度为80厘米。

9.一种利用权利要求1～8任一项所述虚实结合的多机器人应用测试平台进行虚实结合的多机器人应用测试的方法，包括如下步骤：

A1.搭建测试平台的硬件部分，包括：小型电脑、外部摄像头、可显示地图的大型液晶显示屏；液晶显示屏和外部摄像头均连接到小型电脑上；液晶显示屏作为小型电脑的显示器；

A2.调整显示地图的显示屏，根据需求选择实验环境空间大小；

A3.安装测试平台，包括：作为底层通讯模块的蓝牙通信子系统；用于与多个机器人交互的分层级的基础控制子系统；用户交互子系统：包括地图绘制模块、用户交互界面、键盘控制模块和图案形成示例计算模块；内置多机器人应用模块：包括一个中心化同步的圆形成计算模块，用于验证平台的正确性和性能；测试平台还包括一个外部监控摄像头模块，用于实时监控实验平台的运行状况以及各个机器人位置；

A4.测试平台对机器人上的底层程序进行包装，使得底层系统和通讯交互正常运行；

A5.在测试过程中，通过可视化界面直观地观察得到多机器人应用运行测试的状况。