[发明专利]一种面向异构特性大型装备多智能体协同自主转运系统

说明书

一种面向异构特性大型装备多智能体协同自主转运系统，包括主控制器、指令接收及处理模块、导航单元、组合拼接路径规划模块、无线控制模块以及多个智能体。本发明通过多智能体自主路径规划和协同作业实现高端装备高效转运精准配送，以适应高端装备转运精准配送过程中产品的多样性和异构性需求，提升装备柔性化和适应程度，实现智能装备协同作业在精准转运精准配送与装配制造环节高效应用。以多元化自适应执行装备和转运模式实现柔性化、高效化转运精准配送过程创新应用。

技术领域

本发明涉及一种面向异构特性大型装备多智能体协同自主转运系统，具备单智能体独立运行作业及多智能体协同作业能力，具备室内外无人自主导航及定位能力。

背景技术

在高端装备转运过程中产品往往具有尺寸大、重量大、运输困难等特点，超出现有常规转运设备尺寸、承载、精度的能力范围。同时，现有常规转运装备转运能力，转运效率较低，兼容性差，其转运模式缺乏灵活性、柔性化和集成化的系统解决方案，无法满足高质量、高效率、柔性化的智能转运要求，成为制约高端装备广泛应用的瓶颈问题。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种面向异构特性大型装备多智能体协同自主转运系统，实现了高端装备高效化、柔性化、通用化转运，以适应高端装备超出现有单一转运设备尺寸、承载能力范围的转运需求，提升装备柔性化和适应程度，减少已往产品转运过程中的人力劳动，缩短产品转运时间。

本发明的技术解决方案是：

一种面向异构特性大型装备多智能体协同自主转运系统，包括：主控制器、指令接收及处理模块、导航单元、组合拼接路径规划模块、无线控制模块以及多个智能体；

指令接收及处理模块接收外部输入的控制指令，该控制指令包括转运系统的运动指令及拼接模式，并将转运系统的运动指令及拼接模式发送给主控制器；主控制器将所述运动指令发送给导航单元，导航单元根据转运系统当前位置的实测值以及接收到的运动指令进行导航解算，生成转运系统总体偏航角、速度以及旋转角速度，并反馈给主控制器；

主控制器将拼接模式以及导航单元反馈的运动参数发送给组合拼接路径规划模块，组合拼接路径规划模块根据拼接模式，将转运系统总体的运动参数分解为各智能体的理论运动参数，并通过无线控制模块发送给对应的各个智能体；各个智能体根据接收到的自身的理论运动参数，结合本智能体当前的位姿信息以及通过无线控制模块获得的其他智能体的位姿信息，进行轨迹规划的闭环补偿，生成实际运动参数，当前智能体按照该实际运动参数进行运转，从而实现多个智能体的协同自主转运。

进一步的，所述指令接收及处理模块接收的外部输入控制指令，来自于手持器发送的手动控制指令或者来自于外部调度系统的自动控制指令。

进一步的，导航单元包括：导航控制模块、导航传感器接收模块、视觉导航传感器、激光导航传感器以及iGPS导航传感器；

视觉导航传感器采集标识物与视觉导航传感器之间的局部相对位置信息；激光导航传感器和iGPS导航传感器采集传感器自身在全局坐标系下的坐标信息和姿态角；导航传感器接收模块接收三种传感器的输出结果并提供给导航控制模块；

当需要的定位精度在1mm～5mm之间时，导航控制模块对所述局部相对位置信息进行坐标转换，得到整体转运中心在局部坐标系下的相对坐标和姿态角，并根据得到的相对坐标、姿态角以及目标路径偏差，生成转运系统总体偏航角、速度以及旋转角速度，反馈给主控制器；所述局部坐标系是指以标识物的中心为原点建立的坐标系；

当需要的定位精度大于等于5mm时，导航控制模块对激光导航传感器采集的传感器自身在全局坐标系下的坐标信息和姿态角进行坐标转换，得到整体转运中心在全局坐标系下的坐标和姿态角；并根据得到的坐标、姿态角以及目标路径偏差，生成转运系统总体偏航角、速度以及旋转角速度，反馈给主控制器；所述全局坐标系是指：以智能体转运场地的顶点为原点建立坐标系；