[发明专利]基于中心映射的低延迟组合体机器人运动控制系统及方法

权利要求书

1.一种基于中心映射的低延迟组合体机器人运动控制系统，其特征在于，包括：处于同一局域网下的上位机和多个单体机器人；所述单体机器人包括中心单体机器人和其余单体机器人；所述上位机用于发布组合体运动指令，所述中心单体机器人接收所述控制指令并进行解析，执行相应的动作；其余单体机器人分别获取中心单体机器人的当前位置和姿态信息，并进行协同运动，从而实现对组合体机器人的运动控制。

2.如权利要求1所述的一种基于中心映射的低延迟组合体机器人运动控制系统，其特征在于，所述上位机和多个单体机器人的工控机处于同一局域网下，所述上位机和各工控机内均设置发布者节点和订阅者节点，上位机的发布者节点发布组合体运动指令，中心单体机器人工控机的订阅者节点订阅所述运动指令并进行解析，控制中心单体机器人执行相应的动作；中心单体机器人的位置传感器获取当前位置和姿态信息，通过其工控机的发布者节点发布，其余单体机器人的订阅者节点订阅所述位置和姿态信息，进行协同运动。

3.如权利要求2所述的一种基于中心映射的低延迟组合体机器人运动控制系统，其特征在于，同一工控机内设置多个发布者节点和订阅者节点，不同订阅者节点能够订阅同一发布者节点发布的话题。

4.如权利要求2所述的一种基于中心映射的低延迟组合体机器人运动控制系统，其特征在于，所述发布者节点通过RPC协议向Master注册发布者的信息；所述订阅者节点通过RPC协议向Master注册订阅者信息；Master进行发布者和订阅者的节点匹配；订阅者节点接收到发布者节点的确认消息后，与发布者节点建立网络连接，连接成功后，发布者节点向订阅者节点发布话题消息数据。

5.如权利要求1所述的一种基于中心映射的低延迟组合体机器人运动控制系统，其特征在于，所述单体机器人的运动机构包括：工控机、单片机、转向驱动器、转向电机、前进驱动器和前进电机；所述工控机与单片机通信，所述工控机解算出转速和转角并传送至单片机，单片机控制转向驱动器和前进驱动器驱动相应的电机运动。

6.如权利要求1所述的一种基于中心映射的低延迟组合体机器人运动控制系统，其特征在于，所述单体机器人上设有编码器、IMU和UWB；所述编码器用于将角位移转换成电信号，以获取各轮的角位移和速度；所述IMU用于获取单体机器人的三轴姿态角以及加速度；所述UWB用于获取单体机器人在空间中的位置坐标。

7.如权利要求1所述的一种基于中心映射的低延迟组合体机器人运动控制系统，其特征在于，组合体机器人直行、横移或者斜行时，中心单体机器人和其余单体机器人的各轮转角相同，其余单体机器人的速度与中心单体机器人的速度相同。

8.如权利要求1所述的一种基于中心映射的低延迟组合体机器人运动控制系统，其特征在于，组合体机器人原地旋转时，其余单体机器人的各轮转角和转速分别为：

其中，x_0j、y_0j分别为中心单体机器人在UWB中的X向位置坐标与Y向位置坐标；θ_ij为其余单体机器人中，第i个单体机器人的j号轮胎转角；v_ij为其余单体机器人中，第i个单体机器人的j号轮胎转速；y_ij和x_ij分别为其余单体机器人中，第i个单体机器人的j号轮胎的纵坐标和横坐标；L为单体机器人的长度，B为单体机器人的宽度。